基于虚拟仿真技术的农村改革教学实践探索

高远卓

(西南财经大学中国西部经济研究中心，四川 成都 611130)

教育部在2018年发布的《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》中提出了“新时代高教40条”。其中，虚拟仿真实验教学作为高校传统教学与计算机技术相融合而产生的前沿教学模式，顺应了“新时代高教40条”中关于“推进现代信息技术与教育教学深度融合”的要求。伴随着5G、大数据、人工智能等信息技术的快速发展，虚拟仿真实验推动了教育教学的创新与改革[1]。信息化的教学模式让高校学生可以通过虚拟仿真实验与课程内容相链接，与现实情况相接轨，也为学生自主及研究性学习提供了基础平台，从而达到增强高校教学质量的目的[2]。作为教育类的虚拟仿真实验，应重点突出寓教于乐的目的，实验方式必须新颖，不追求在光影特效上登峰造极，而是能给人真实的代入感或是愉悦感。此外，成功的虚拟仿真实验应该给人以有益的启迪乃至教育，才能得到用户以及潜在用户群体、社会舆论潜意识的认同。

1 虚拟仿真应用于农村改革教学的必要性

农村改革是全面深化改革的重要组成部分，是农林经济管理专业的学生必须掌握的重点知识。然而，农村改革作为一项复杂的系统性工程，仅靠传统模式下的课堂教学难以使学生掌握在农村改革过程中可能面临到的重点和难点问题。在创新教学实践内容方面，为了进一步强化学生对于课程的理解和获得感，高校也做出了各种探索[3]。如，将学生送到基层进行实习，亦或采用长期驻村调研等方式。上述方式虽然能让学生亲临农村一线，感受改革实践过程，但这样做不仅要耗费大量的人力、物力和财力，且课程容纳学生数量相对受限。此外，还会因为所驻村庄的经济社会差异，难以让学生形成较为系统完备的知识网络体系。

农村改革虚拟仿真实验相较于传统线下实践教学存在诸多优势，通过虚拟仿真实验教学，学生可以对农村改革的整体情况进行更为直观的掌握。在避免时间、空间和预算限制的同时，还给学生提供了随时可以预习与自主探索的平台。在传统教育中，老师和学生是课堂上的双主体，两者的切合性依然会延续至虚拟仿真项目的教学模式下。在既定的虚拟仿真实验场景中，学生自主地学习和思考，老师则成为学生的引导者。因此，将虚拟仿真实验融入传统教学，实现虚实结合的混合式教学模式，紧跟当前创新教学模式的发展趋势，发挥不同类型教学模式的长处，才能使教学质量达到最优水平。

2 虚拟仿真实验的教学特色

虚拟仿真实验应用在农村改革中，不仅体现了高校教育对信息科学技术的良好利用和把握，还验证了高校学生能够在虚拟仿真场景中自如实践的能力[4]。从教学实践的角度来说，虚拟仿真实验具有构想性、多感知性、交互性等特点[5]。为能使学生可以更加客观全面地了解农村改革历程，本虚拟仿真实验以川西林盘村庄开发与经营为故事主线，通过让学生参与农村产权制度改革、农村集体经济组织改革等制度设计，在真实的改革场景中推演农业农村改革路径，通过申请政府投资补贴和吸引社会资本进入，在实战博弈环境中构建乡村资源资本化路径，最终达到村庄经济效益、社会效益和生态效益最大化的改革目标。学生虽然是在虚拟环境中对川西林盘村庄进行操作，但可以通过沉浸式体验类现实情景以能获得实时的反馈。此外，本虚拟仿真实验通过交互设计等手段，不仅融入课程中的基础知识，还增加了部分需要学生自主学习的决策环节，以此提高学生参与学习的主动性和积极性。学生通过特定的故事线条、虚拟场景，根据自己的认知角度拓展思维，沉浸式的学习手段让农业改革的知识点更加直观化。

3 虚拟仿真实验与教学构建

3.1 实验原理及建设

本实验项目基于国家城乡融合改革试验区(成都西部片区)川西林盘的真实调研数据资料，演化成4个极具特色的川西临盘(村落)场景。本虚拟仿真实验和课程的融合也是国家城乡融合改革试点项目的教学转化结果，具有核心要素高度仿真的特点，主要体现在产权制度改革实践、项目申报流程、农地确权流程、农地流转流程、经营要素种类、决策变量种类等环节。

虚拟仿真实验教学建设前期，素材收集及思路构建。搭建虚拟仿真实验的设计思路基于真实的公开数据和调研资料。课题组细化到每一个元素入手，尽可能地做到全面且写实。从规划产业到交通、水利、车站、派出所、消防局、商业场所乃至通航机场。甚至税金及各种公共设施支出的分配都由课题组自行设计。模拟仿真实验中除了要妥善规划各种区域，还要考虑到人、经济、生存及政治等多项因素。

虚拟仿真实验教学建设中期，虚拟场景的制作。虚拟仿真项目的场景和逻辑设计都以现实的布局和构造为依据，贴近事实尽量还原真实的川西盘林全貌给学生。在技术支撑方面，课题组使用Maya和3DMax软件进行整体实验室建模，采用三维模型构建场景及物体形态，致力于打造更为生动形象的虚拟场景。在界面布局和实验逻辑线方面，始终贯彻逼真性和专业性，坚持根据农村改革的历史进程还原川西盘林的现实场景，使虚拟场景具备历史感和真实性。

虚拟仿真实验教学建设后期，调整与优化。课题组邀请了学习者和参观者对基于PC端设计完成的虚拟仿真实验进行了试点应用和评估。通过互动性的操作步骤，学生会亲自揭开历史的面纱，身临其境地感受农村改革的厚重历史，全景式鸟瞰农村产权制度改革的全貌。同时，根据试点期间学生所反映的问题进行持续性地修改和调整，确保教学内容和知识点的顺利传递。

3.2 实验目标

本虚拟仿真实验项目教学旨在通过让学生参与农村产权制度改革、农村集体经济组织改革等制度设计，在真实的改革场景中亲自推动农业农村的改革进程，从实验过程中充分了解农村改革历史，并系统性地掌握实践创新的相关知识点，包括农用地“三权分置”改革、村社集体“政经分设”和集体产权制度改革、农村资源资产“确权颁证”等。

3.3 实验与教学实践

本虚拟仿真实验项目的教学设计坚持以学生为中心，严格从真实性、交互性、操作性和可评价性等原则落地。具体而言，真实性体现为课程内容的基础资料数据均来自于公开印发的政府文件和团队成员的实地调研资料，并且经过了本领域研究专家和相关政府工作人员的审核，确保能够体现当前川西林盘农村改革的实际情况；交互性体现为教学系统设计将丰富的自主决策环节贯穿于知识点自学环节，在帮助学生全面掌握知识点的同时，也激发了学生参与学习的主动性和积极性；操作性体现为课程流程和内容的设计经过了团队成员的多轮验证，以及多学期课程实践应用，确保学生能够在系统的指引下，圆满地完成既定的教学任务要求；可评价性体现为学生在完成既定的教学任务要求后，系统能够根据学生的操作规范和实验结果，根据预设的评分标准为学生给出实验课程的最终成绩，确保教师能够直接调取学生成绩以方便后续课程总分评价。

3.4 教学方法和手段

农村改革所涉及的知识范围广、内容多，要达成课程教学目标其教学内容的设计应该和学生专业相结合。虚拟仿真实验包含了经济学、农村政策、农村产权等基础知识点，结合实验演示、重难点考核与拓展应用知识等内容，力求实现理论学习、扩展研究、实践演练相结合的教学方式。在川西林盘的虚拟仿真实验中，没有设定固有的结局也没有特定的剧情路线要遵循，有的只是参与者无限的创意及挑战性。看着一片荒芜的土地，在自己的规划下变成川西民居遍布的世外桃源，农田、水坝、物流和商业设施等应有尽有，并通过各项产权制度改革促使村庄经济发展水平更上一层台阶，这种兴奋的满足感是用笔墨难以形容的。让学生在类似于“游戏闯关”的任务完成中完成知识点的学习和对农村改革实践的了解，加深对农村产权制度改革重点和难点的认识。实验项目中所涉及到的专业相关知识点设置由表及里、深入浅出，既强调基础知识的掌握和系统性，又通过层层递进的实验过程突出重点，紧密联系实际。在探索虚拟仿真教学实践的同时，需要考虑在该项目所涉及的学科知识，注重将虚拟和实践衔接，在实践中应用理论知识推演乡村改革；同时需要注重学生的课外知识拓展，在环环相扣的实验交互中，帮助学生培养独立思考能力。虚拟仿真实验的整个过程，是陪同学生沿纵向从表层认知向深层次学科问题的探究扩展，从而更好地培养其科研思维与创新精神。

如，在进行农村集体经营性建设用地入市改革设计时，在教师先进行基础知识的讲解和背景介绍后，学生开始模拟实验。学生选择不同的入市方式——转让、出租、股份合作等方式时，由于路径的差异，需要设计不同的方案文本(标准化内容进行选择生成)对改革流程进行设计，最终根据学生对改革基本知识点的掌握，每一步方案的选择和实际参考方案进行比对可得出分值，授课教师根据实际情况对最终得分进行一定权重的调整。如，学生需要回答集体经营性建设用地出租、转让、股份合作的基本概念，流转程序等标准化的答案，还需要运用基本知识完成关键改革点的制度设计。通过代入式的改革方案设计，学生可以真实地了解改革设计的全过程，理论结合实践地掌握相关的知识点。教师能够根据学生的设计以及举一反三提出的问题对最终考察结果进行得分控制。教师和学生之间，学生团队之间通过改革方案设计、讨论和评价，可以更加充分地锻炼学生团队合作意识和解决实际问题的能力。

3.5 虚拟仿真实验的考核与评估体系

农村改革的虚拟仿真教学实验着重考核学生将书本知识转变为应用技能的能力，因此考核体系还要体现过程性与个性化的特点。虚拟仿真实验的考核成绩总分为100分，采用过程性评价与结果性评价相结合的评价体系。具体而言，实验过程分值为70分(分别为实验预习环节15分、实验操作环节10分、实验结果环节45分)，实验报告分值30分。该虚拟仿真实验项目主要考核要求包括对农村产权制度改革历史进程的了解；对农村产权制度实施流程进行独立决策的能力；对农村现状与农业政策的分析能力；对农村现状适时调整资金投入，并实现效益最大化的能力。

过程性考核依托实验展开，每次实验评分表均设有独立的评分栏、教师评语栏、任务成果栏。阶段性的虚拟和实践任务完成以后，学生需通过实验老师的问询检验才可以进入到下一实验的操作。这就要求学生必须对自己的实验过程及涉及到的理论知识充分了解，通过教师的评价明确自己的不足之处，并在后续的实验环节中给予改进。为了便于学生在课堂外的自我探索和讨论，所有试验过程中所涉及到的实验操作要求、拓展资料都向学生开放。虚拟仿真实验的过程性考核与课堂上递进式教学相匹配，最大程度地保证了学生获得教学设计所涵盖的相应知识点。

个性化考核基于各个学生的独创性成果展开，主要体现在实验报告。报告可以结合实验操作和阶段性小结展开，学生按照完成虚拟仿真实验所获知的理论原理和认知描绘出实验心得及对农村改革的建议，进一步提高培养创新应用型高校学生的质量。

4 结语

本教学团队的农村改革虚拟仿真实验坚持以学生为中心，问题为导向，坚守“思维训练、学科融合”的建设理念，按照“虚实结合、以虚补实”的原则助力高校培养多元化、创新卓越的新时代大学生。虚拟仿真实验不仅帮助农林经济管理类专业教师丰富了教学资源，提升了教学质量，更是促进高校教学资源的整合并形成科研成果转换，同时探索更高效的人才培养新模式。但与此同时，也应注意到，虚拟仿真实验在教学中的探索不能一蹴而就，而应建立长效教学培养机制，才能培育出具有科研创新素养的高素质复合型应用人才。