数字化时代背景下虚拟仿真教学评价体系的构建与实践

摘要：本文探讨了数字化时代背景下虚拟仿真教学评价体系的构建与应用，旨在解决当前虚拟仿真教学中评价体系不完善的问题。通过设计一个科学、全面的数字化评价体系，显著提升了教学质量和学生的学习效果。研究结果显示，数字化评价体系在知识掌握、实践操作和创新能力等方面对学生的表现有显著提高。多维度的评价和实时反馈机制为教师提供了科学的教学指导，促进了学生的个性化学习和自主发展。数字化评价体系还增强了教学过程的透明度和互动性，使教学更加灵活和高效。学生反馈显示，该评价体系帮助他们更好地了解自身学习进度和不足，促进了持续改进和自主学习。

关键词：虚拟仿真教学；数字化评价体系；实践教学

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2025.01.067

中图分类号：G 42；TP 3 文献标志码：B 文章编码：1672-7274（2025）01-0-04

课题项目：2023年湖南省教育科学“十四五”课题《高职交通运输与土建类专业虚拟仿真教学数字化评价体系的构建与实施路径研究》（课题编号XJK23BZY052）。

作者简介：肖哲韬（1991—），男，汉族，湖南衡阳人，教务处科员，讲师，硕士研究生，研究方向为计算机技术、教育教学。

李 龙（1976—），男，汉族，湖南长沙人，副校长，教授，硕士研究生，研究方向为高教管理。

刘建军（1988—），男，汉族，湖南衡阳人，副院长，副教授，硕士研究生，研究方向为高教管理。

Construction and Practice of the Evaluation System of Virtual Simulation Teaching under the Background of the Digital Age

XIAO Zhetao， LI Long， LIU Jianjun

（Hunan High-speed Railway Vocational and Technical College， Hengyang 421200， China）

Abstract： This research discusses the construction and application of virtual simulation teaching evaluation system under the background of digital age， aiming to solve the problem of imperfect evaluation system in the current virtual simulation teaching. Through the design of a scientific and comprehensive digital evaluation system， the teaching quality and students' learning effect have been significantly improved. The research results show that the digital evaluation system has significantly improved the students' performance in terms of knowledge mastery， practical operation and innovation ability. The multi-dimensional evaluation and real-time feedback mechanism provide teachers with scientific teaching guidance and promote students' personalized learning and independent development. The digital evaluation system also enhances the transparency and interactivity of the teaching process， making the teaching more flexible and efficient. Student feedback shows that the evaluation system helps them better understand their own learning progress and shortcomings， and promotes continuous improvement and independent learning.

Keywords： virtual simulation teaching; digital evaluation system and practical teaching

1 研究背景

在传统教育中，由于实验设备、实践机会有限，很多理论知识的应用和实践操作难以得到充分的体现。而虚拟仿真教学通过构建逼真的虚拟环境，模拟真实的操作情境和实验情境，弥补了现实教学中的不足，为学生提供了更多的实践机会。这不仅解决了实验设备不足的问题，还使得学习变得更加安全、经济，有效降低了教学成本。

在虚拟仿真环境中，学生可以亲自动手操作，反复练习，进行各种实验和实践活动。这种亲身体验的学习方式有助于加深学生对理论知识的理解，提高他们的动手能力和实践技能。同时，学生在实践过程中还能够不断尝试新的方法和思路，培养创新思维和解决问题的能力。这种实践性的学习方式有助于培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，为他们未来的职业发展打下坚实的基础。

2 文献综述

近年来，随着虚拟仿真技术的迅猛发展，国内外学者纷纷致力于虚拟仿真教学及其评价体系的研究，取得了诸多成果。然而在实际应用和理论研究上，依然有诸多不足与缺陷，有待于充分完善与讨论。

赵杨、仲旭、李江霞等通过研究总结出虚拟仿真跨专业实训评估模式[1]。其研究以VBSE系统为基础，对跨专业实训中学生的具体表现展开整体评价。这一体系既重视学生习得知识的状况，又注重实践操作和团队协作能力的评价。郭婉茜、郭亮、林楠等针对新工科背景充分探究了虚拟仿真实验教学评价的内容，总结出以多维度为基础的虚拟仿真教学评估模式[2]。他们的研究通过引入多元评价指标，包括实验操作能力、问题解决能力和创新能力等，提升了评价的全面性和客观性。

在虚拟仿真教学实验的交互策略研究中，王晓羽提出通过改进交互策略可以显著提升学生的学习效果和参与度[3]。他的研究表明，基于互动反馈和实时监控的评价体系能够有效提高学生的实验操作水平和知识理解深度。李志玲、胡小强以层次分析方法为基础总结了虚拟仿真教学评估模式[4]。他们的研究通过权重分析，确定了不同评价指标的相对重要性，提升了评价的科学性和系统性。

张丽在研究中探讨了数字化时代构建虚拟仿真教学资源方法和实现路径，对构建虚拟仿真教学资源的关键要素和评价方法进行了解析[5]。她的研究强调了教学资源的数字化建设对提升教学质量的重要性，但在评价体系的应用效果和推广策略上仍需进一步优化和改进。

国外学者在虚拟仿真教学评价体系的研究上也取得了显著成果，Pow和Lai通过建立虚拟学习社区，提高了学生教师反思性教学实践的质量[6]。他们的研究表明通过虚拟学习社区，可以实现教学过程的实时反馈和持续改进，从而提升教学评价的全面性和准确性。

综上所述，国内外在虚拟仿真教学评价体系方面取得了一定的进展，但也暴露出一些问题和不足。评价体系的标准化和科学性有待进一步提升，目前的评价方法和指标尚不完善，缺乏统一的标准。资源限制以及技术瓶颈均为数字化评价体系普及的重要影响因素，尤其是在大规模教学中的应用效果和可操作性有待验证。此外，虚拟仿真教学与传统教学模式的融合，以及评价体系在这种融合模式中的应用，仍需进一步探索和优化。

3 建立数字化评价体系的有效路径

3.1 建立目标与建立原则

数字化评估模式的建立应坚持如下基本原则。一是全面性原则：确保评价覆盖团队协作以及知识掌握等多个维度，全面反映学生综合素养；二是科学性原则：主张评估手段与指标的准确性、科学性，让评估结果具备较强公正性与客观性；可操作性原则：要求评价体系简洁明了，便于教师和学生理解和实施；反馈性原则：保证实时反馈和持续改进，使教师能够对教学方法进行尽快调节，让学生可以尽快熟悉和把握学习效果。数字化评价体系的目标是通过科学、系统的评价手段，提升教学质量和学生的学习效果，促进个性化和自主化学习，为虚拟仿真教学的优化提供坚实依据。

3.2 数字化评价体系的框架设计

数字化评价体系的框架设计包括三个关键要素：评价指标、评价方法和评价标准。评价指标应涵盖团队协作以及知识掌握等多个维度，确保全面反映学生的综合素质。评价方法可以采用在线测试、虚拟实验操作、项目展示等多种形式，结合定量分析和定性分析，实现多元评价。评价标准需明确各项指标的评分细则以及具体要求，让评估中的公正性以及合理性得到保障。借助完善评价框架的建立，数字化评价体系能够更好地支持虚拟仿真教学的实施与优化。

3.3 评价指标含义与计算途径

为提高数字化评估模式的操作性以及合理性，需要详细描述各个评价指标的内涵和计算方法。知识掌握情况可以通过在线测试成绩和课后作业完成情况来评估，计算方法包括正确率和完成率。实践操作能力通过虚拟实验操作和项目展示评估，计算方法包括操作成功率和项目完成度。创新能力通过学生在虚拟仿真教学中的创新表现进行评估，计算方法包括创新项目数量和质量。团队协作能力通过小组项目和合作任务完成情况来评估，计算方法包括任务完成度和团队评分。通过精确的计算方法，确保评价体系的科学性和操作性，提供客观、公正的评价结果。

4 数字化评价体系的实践应用

4.1 虚拟仿真教学案例的选择与实证研究

为验证数字化评价体系的有效性，本文选择了工程类“虚拟建筑施工”有关案例展开实证研究。该案例模拟了建筑施工的全过程，包括地基处理、结构施工和设备安装等环节。学生通过虚拟现实技术进行施工操作，需综合运用建筑工程知识和技能。在研究过程中收集了学生的操作数据、反馈信息和学习成果，并运用数字化评价体系进行全面分析。通过这一案例验证评估模式在实践中评估学生创新能力以及知识掌握的整体效果，给人们改进虚拟仿真教学提供了实证依据。

4.2 数据收集与评价

在进行实证研究时，数据收集和评价是至关重要的环节。对学生的学习数据需要系统性地收集，这些数据通过现代化的教育技术平台进行采集，确保其全面性和准确性。然后，运用数字化评价体系对这些数据进行详细分析。评价方法应综合定量和定性分析，以确保评价结果的科学性和客观性。通过对不同评价指标的数据进行统计和对比，可以全面评估学生在各方面的学习表现。此过程不仅为教师提供了详细的教学反馈，有助于其进行教学方法的调节，为学生了解需要改进的领域以及自身学习的进度提供帮助，从而确保学习指导的针对性以及个性化。除此之外，数据解析的最终结果也为进一步优化数字化评价体系提供了宝贵的参考。

4.3 评价结果的分析与验证

在收集并整理相关数据后，对评价结果进行深入分析是验证数字化评价体系可行性和有效性的关键步骤。通过对不同维度的评价指标进行统计和对比，评估学生在团队协作、知识掌握、实践操作等不同方面的具体表现，找出教学中的优势和不足。在分析过程中运用数据挖掘和可视化技术呈现学生的学习路径和行为模式，通过对比实验班和对照班的学习效果，验证评价体系在提升教学质量和学生学习效果方面的有效性。这些分析结果不仅有助于改进当前的教学策略，还能为未来的教学研究提供实证支持，确保评价体系在不同教学环境中的广泛适用性。

5 结果与讨论

5.1 数字化评价体系的应用效果

实证研究表明数字化评价体系在虚拟仿真教学中显著提升了学生学习成效以及教师教学水平，通过对于不同案例中学生的学习数据进行深入分析，发现学生在知识掌握、实践操作和创新能力等方面均表现出明显进步。多维度评价和实时反馈机制可帮助教师及时调整教学策略。反馈显示数字化评价体系使他们更清楚地了解自身的学习进度和不足之处，进而促进了自主学习和持续改进。这些结果证明了数字化评价体系在提升虚拟仿真教学效果方面的巨大潜力和应用价值。

5.2 数字化评价体系的优势和局限性

数字化评价体系在虚拟仿真教学中的优势包括多维度评价、多层次反馈和实时监控。多维度评价能够将学生各方面的综合表现呈现出来。多层次反馈帮助教师及时调整教学策略，促进学生的个性化发展和自主学习。实时监控则确保了教学过程的透明度和数据的即时性。然而数字化评价体系也存在局限性，如技术实现的复杂性和高成本、数据隐私和安全问题、部分评价指标难以量化等，并且在大规模应用中系统的维护和升级需求较高。

5.3 数字化评价体系的改进建议和措施

为了优化数字化评价体系需要提升分析技术以及数据处理能力，通过应用大数据，以增强数据分析的深度和广度。增加学生和教师的参与，通过问卷调查、访谈等方式收集反馈，确保评价体系的全面性和公正性。开发适应不同学科和教学情境的灵活评价工具，以满足多样化的教学需求，推动评价标准的统一和规范化，提升评价体系的普适性和推广性。此外，还应加强对教师的培训，提升其使用数字化评价工具的能力，确保评价体系在实际教学中的有效实施和持续改进。建立严格的数据隐私保护机制，确保学生数据安全和保密。通过这些措施能够显著提升数字化评价体系的科学性和可操作性，推动虚拟仿真教学的发展。

6 结束语

本研究通过构建和实践一个全面的数字化评价体系，揭示了虚拟仿真教学中评价体系的重要性和实际应用价值。研究发现，数字化评价体系能够在知识掌握、实践操作和创新能力等方面提供多维度、客观的评价，可以显著促进学生学习成效以及教师教学水平。实时反馈机制和多层次评价指标为教师尽快进行教学方法的调节提供帮助，促进学生自主学习和个性化发展。研究不仅为虚拟仿真教学提供了科学的评价工具，还为教育评价的数字化转型和标准化提供了坚实的理论基础和实践经验。这些发现和贡献可推动虚拟仿真教学的进一步发展。

数字化评价体系在虚拟仿真教学中具有深远的意义和价值。它不仅提供了全面、客观的评价手段，提升了学生在知识掌握、实践操作和创新能力等方面的成效，还通过多维度的实时反馈机制，为教师尽快对教学方法进行调节、对教学策略加以改进提供帮助。这样的评价体系促进了学生的个性化学习和自主发展，提升了整体教学质量。除此之外，数字化评估模式为其他学科和教学模式提供了借鉴。

未来的研究可以进一步优化数字化评价体系，以增强其在大规模教学中的适用性和可靠性。一个值得探索的方向是开发更智能的数据分析工具以提升评价体系的实时性和精确度。此外，跨学科应用研究也十分重要，构建能够适应不同学科需求的评价模型将有助于推广这一体系。学生和教师的参与度对评价结果的公平性和全面性有直接影响，因此未来研究应注重如何增强他们的参与感和积极性。

参考文献

[1] 赵杨，仲旭，李江霞，等．VBSE跨专业虚拟仿真综合实训实践教学评价体系的建立与实践[J]．黑龙江科学，2022，13（03）：32-33．

[2] 郭婉茜，郭亮，林楠，等．新工科背景下虚拟仿真实验教学评价研究——以环境科学与工程专业为例[J]．中国现代教育装备，2022（13）：1-4．

[3] 王晓羽．虚拟仿真教学实验的交互策略研究[D]．金华：浙江师范大学，2023．

[4] 李志玲，胡小强．基于层次分析法的虚拟仿真实验教学评价体系建构[J]．教育信息技术，2024（04）：61-64．

[5] 张丽．数字化变革下虚拟仿真的教学资源建设研究与实践——以高速铁路施工与维护为例[J]．公关世界，2024（05）：59-61．

[6] Pow W C J ， Lai K H .Enhancing the quality of student teachers' reflective teaching practice through building a virtual learning community[J].University of South Florida M3 Center. https：//scholarcommons.usf.edu/jger/， 2021（1）.DOI：10.5038/2577-509X.5.1.1088