基于SPOC 平台的虚拟仿真课程教学改革探索*

韦银幕 蓝欢玉 蒋玉芳

（广西现代职业技术学院，广西 河池 547000）

虚拟仿真课程是高校计算机专业的创新类课程，也是一门技术性课程。虚拟仿真技术结合了大数据和人工智能等新技术，为教育领域带来了许多创新和发展。在虚拟仿真中收集到的大量学习数据可以通过大数据分析进行处理和分析[1]。借助大数据分析技术，可以深入挖掘学生的学习行为和趋势，提供个性化的学习支持和反馈。同时，还可以通过对学习数据的分析，识别学习过程中的模式和规律，优化课程设计和教学策略。

一、虚拟仿真课程教学现状分析

当前，基于大数据的个性化学习已经成为教育发展的趋势。虚拟仿真技术通过收集学生的行为和反馈数据，结合大数据分析和机器学习算法，为学生提供个性化的学习体验。系统根据学生的学习进度、兴趣和能力，定制符合其需求的学习内容，使人工智能技术应用于虚拟仿真中的教学辅助与评估。通过自然语言处理和机器学习等技术，智能系统能模拟教师的工作，并根据学生的情况提供实时的辅导和反馈[2]。此外，系统还通过对学生在虚拟环境中的表现和决策进行评估，提供准确的学习评估和反馈。大数据和人工智能技术也能与虚拟现实（VR） 和增强现实（AR） 相结合，创造更多沉浸式和真实感的学习体验。通过VR 和AR 技术，学生能身临其境地参与虚拟环境中的学习活动，获得更直观的实践性体验。人工智能可以分析虚拟环境中的学习数据，通过智能算法实时调整虚拟体验，提供个性化的学习支持。虚拟仿真技术在教育领域结合了大数据与人工智能等技术，带来了许多创新和发展。借助大数据分析，收集到的学习数据能揭示学生的学习行为和趋势，并提供个性化的学习支持和反馈。同时，机器学习算法能够优化课程设计和教学策略，实现个性化学习的目标。另外，虚拟仿真结合姿势追踪、虚拟交互、混合现实等技术，使得学习体验更加沉浸和直观。通过对虚拟现实的应用，学生能够参与模拟训练、实验室操作、竞技游戏等活动，增强学习的参与度与效果。虚拟现实还结合移动平台，使得学习内容具有更高的便携性和灵活性。总之，虚拟仿真技术引入大数据和人工智能，结合姿势追踪、虚拟交互和混合现实等新技术，为教育领域带来了个性化、交互式和沉浸式的学习体验与应用场景。

虚拟仿真课程主要侧重于虚拟技术的应用与现实场景的模拟。因此，该课程通常以实践教学为主，目前相关的研究案例不多，导致教学中存在一些不足，包括教学内容与学习模式比较单一、课堂师生互动较少等，这影响了高校人才培养的效果。SPOC 平台是一种小规模的在线教育课程形式，与慕课、云课堂等在线教育平台相比，SPOC平台的覆盖范围小、针对性强，一个课堂通常只容纳几十到几百名学生[3]。此外，参与该课程需要满足特定的条件，学生需要通过申请和审批才能参与学习。对于未通过审批的学生，只能作为旁听者进入课堂，观看教学视频并参与教师组织的线上活动，但难以获得专业教师的指导，而且难以获得认证证书。

二、基于SPOC 平台的虚拟仿真课程教学策略

为了全面贯彻素质教育理念，笔者在传统理论教学的基础上，增设了虚拟仿真实验课程，并引入SPOC 平台，建设线上三维仿真教学情境，提供有效的学习情境，从而实现虚拟仿真课程教学环节的规范化。

（一） 明确课程的实践教学目标

基于SPOC 平台基础，完善校内虚拟仿真课程实验教学平台。教师要明确课程的实践教学目标，并按照课程的具体需求，构建合理的课程教育体系。通过明确目标，指导教学设计和评价教学效果，促进学生的全面发展和提高实践能力。首先，教师需要分析课程的特点和标准要求。通过研究相关文献资料，了解课程所涉及的理论知识和实践技能，以及培养的目标。例如，计算机科学领域的虚拟仿真实验课程的目标是培养学生的编程能力、解决问题的能力以及团队合作与沟通能力。其次，根据学科特点和实践需求，明确课程的学习目标，实践教学目标分为认知层面和操作层面。在认知层面，目标包括理解相关概念和原理、掌握实践技巧和方法、运用所学知识解决实际问题等。在规范课程教学环节中，要求教师深入分析课程的内涵，包括开展这一课程的原因、SPOC 平台在教学中发挥的作用等。在操作层面，目标包括熟练使用虚拟仿真工具和设备、进行实验设计和数据处理、能够进行团队合作和沟通等。在明确实践教学目标的同时，还要注重培养学生的综合能力。虚拟仿真实验课程不仅关注学科知识和实践技能，还需要培养学生的创新思维能力、解决问题能力、团队协作和沟通能力等。因此，实践教学目标应该全面考虑学生的知识、技能和能力等方面。

（二） 划分独立的SPOC 专项教学区域

在明确虚拟仿真课程教学目标的基础上，应突出学生的主体地位，将课程教学与学生学习有机融合。在SPOC 平台中导入真实项目案例[4]，使教学内容具备一定的针对性与实用性。同时，在规范教学环节过程中，应支持学生与平台的跨区域交流，以传统线上教育平台作为辅助，划分独立的SPOC 专项教学区域。

区别于传统的教学平台，SPOC 平台在教学中具有一定针对性[5]。例如，学生在登录平台后，需要进行身份的验证与审核，当平台识别到学生的专业身份后，才能进入独立教学区域，参与专家会审及相关互动环节。在学习中，学生可根据教师的指导，在平台上指定区域进行虚拟现实技术的应用，例如三维图像的转换、场景数据库的搭建等。SPOC 平台可自动收集学生的学习数据，包括历史浏览网页、实践足迹等，并利用平台的云计算功能对学生的学习数据进行综合评定。在学生实践学习过程中，教师先不作太多点评，按照平台导出的客观数据评估学生的学习行为。这可以进一步提升虚拟仿真课程的教学效果，突出学生的主体地位，将课程学习与学生的实际需求有机结合，并引入真实项目案例和SPOC 专项教学区域，使教学内容具备针对性和实用性。同时，通过SPOC 平台支持学生跨区域交流和云计算功能，可以更好地评估学生的学习情况，提供个性化的支持和指导。这一教学模式能促进学生积极参与学习，提高课程的质量和学习效果。

（三） 营造轻松的学习氛围

在整合平台提供的学生学习客观数据的基础上，教师根据学生在学习中的兴趣倾向和知识薄弱点，提供有针对性的指导。同时，教师利用启发式教学方法、问题导向教学方法等，有针对性地开展教学工作。这与传统的线下教学不同，教师不再局限于专业知识的讲授，而是注重新旧知识点之间的衔接，鼓励学生主动思考问题，及时发现自身的不足，并建立新的解决问题的思路。此外，利用SPOC 平台中的数据媒体技术构建面向学生友好的登录页面，营造轻松的学习氛围，使学生能够在线下也能进行学习。

SPOC 平台作为虚拟课程教学中的辅助工具，可以将抽象的课程内容具象化，直观地呈现知识点，引发学生的思考，并加深学生对知识点的理解。教师通过整合学生学习数据，提供个性化指导，并采用启发式教学和问题导向教学等策略，促进学生的深层次学习。通过SPOC 平台的应用，可以为学生创造良好的学习环境，提高教学效果和学习动力。

（四） 优化虚拟仿真课程教学内容

在完成虚拟仿真课程实验平台的建设后，应优化课程教学内容，并编写相应的真实教学指导建议书。在教学过程中，教师需要按照章节的教学顺序依次进行。在选择教材或教学内容时，教师应以现有的教学项目为基础，优化课程教学内容的范围。教学应包括课本内容的扩展，但要避免教学内容难度过大，应通过激发学习兴趣来增强学生主动学习的意识[6]。因此，在优化课程教学资源时，难度应当适中，并以真实项目为支撑或引导，在此基础上合理运用虚拟仿真软件处理项目，使学生能够体验技术的真实应用流程。

由于每个教师的教学侧重点不同，SPOC 平台将教师上传的内容进行融合和重构。例如，要求教师在课程教学前将整理好的知识点上传至平台，平台可以自动将知识点进行比对，检测整体教学大纲是否符合素质教育的相关要求。随后，SPOC平台将自动检索知识点的关键词汇，以评估信息的时效性，判断教师的教学内容是否与前沿技术有关联。通过检索，SPOC 平台将融合教师提交的知识点，并筛选其中的重叠部分，提取教学文件中的内容，完善虚拟仿真课程的教学框架，以实现教学内容的优化和创新。

总之，高质量的教学内容是培养人才的基础。为了提高学生的自主学习能力，在传统课堂教学框架上，需要对教学内容进行丰富和完善，同时提高虚拟仿真课程的教学效果。

三、基于SPOC 平台的虚拟仿真课程教学成效

（一） 建立了多元化的评价目标

根据当前新课程标准对虚拟仿真课程教学的要求，高校应在完善上述相关工作的基础上，建立多元化的评价目标。在评价过程中，教师不仅要关注课程的教学效果，还要将评价的重点放在学生的学习过程上，包括学生在学习中的情感变化和自我认知过程的变化。因此，本研究结合上述提出的教学模式改进措施，开展虚拟仿真课程教学评价方式的创新研究。

首先，课程教学评价过程是发展性评价，在此基础上执行对学生的多维度评价。传统的教学评价，教师根据期末成绩排名对学生进行评价。然而，这种评价方式不利于学生的全面发展。为了解决这个问题，评价过程中应考虑学生在学习中的综合表现，包括在虚拟仿真课程中的表现、学习态度和课堂参与活动的积极性等。根据综合素质教育的要求，这部分成绩应占学生学习总成绩的40%。

针对虚拟仿真课程教学的要求，高校应在完善相关工作的基础上，建立多元化的评价方式。教师在评价过程中应关注学生的学习过程，将重点放在学生的综合表现上。这一评价方式有助于促进学生的全面发展，并提高课程教学的质量。

（二） 实现对学生的综合评分

根据学生在SPOC 平台上的表现情况，对学生进行综合评分[7]。综合评分包括三个环节。首先，SPOC 平台根据学生的历史学习数据和平均学习时长给予学生客观评估分数。其次，教师从主观评价角度，根据学生的实践能力、团队协作能力等方面对学生进行评分。第三，班级成员以匿名方式对其他成员进行评分，评分标准可以是学生在小组讨论中的表现。综合评分占学生学习总成绩的20%。

此外，鼓励学生参加校内外举办的各种竞赛活动，并将此作为学生学习的加分项。通过参与活动的积极性以及学生的交流和沟通能力，全面评价学生的综合能力。

在评价过程中，应遵循公平、公开和公正的原则，利用多样化的评价工具，引导教师发挥主观能动作用，可以通过与学生的谈话了解不同类型学生群体的心理动向，使评价结果得到学生的认可，从而实现评价过程的规范性，促进虚拟现实课程教育评价机制的改进。

四、结语

本文基于SPOC 平台进行了虚拟仿真课程教学模式创新的研究，并进行了实践和应用工作，以解决网络教育平台与实际课堂关联性不强的问题。同时，建立了有效的衔接机制，使学生处于一个动态的学习过程中。以SPOC 平台为基础，提高学生获取知识的主动性是人才培养的关键。无论是教师还是学生，都应成为教学模式创新的参与者。因此，在后续的教学相关工作中，应适当加大教学实践的力度，通过不断实践来探索与虚拟仿真课程相适应的育人模式。