职业院校虚拟仿真教学评价的现状及对策分析

摘要：随着信息技术的飞速发展，虚拟仿真技术在教学中的应用越来越广泛。通过对虚拟仿真技术在教学中的现状进行分析，当前部分学校对虚拟仿真教学评价不重视或评价流于“形式”。接着，从教学平台、教学环境、教学设计、教学内容、教学交互、教学效果等6个维度构建了一套虚拟仿真教学评价体系，并对虚拟仿真教学评价的数字化实现路径进行了探索。

关键词：虚拟仿真技术；实习实训；教学评价；数字化

一、前言

高职交通运输与土建类专业是实践性很强的专业，需要有工程现场和大型设备的观摩、实操和检修的条件。但是，工程项目和大型设备位置的固定性、现场的危险性、大型设备建设的大投入以及高空现场的难进入，造成实训教学难的问题一直无法解决。面对交通运输与土建类专业实训教学过程中高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现的“三高三难”问题，利用虚拟仿真技术进行教学可以有效解决上述问题[1]。2022年12月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》，在文件中明确提出“建设虚拟仿真实训基地，推动教育教学与评价方式变革”[2]。

而当前，我国职业院校交通运输与土建类专业虚拟仿真实训教学的评价不仅在理论层面缺乏系统的深入研究， 同时在实践层面也缺乏科学独立的评价指标体系。正所谓“没有评价就没有进步”“不评价就不重视”，在数字化、信息化和虚拟仿真技术快速发展的趋势下，如何对交通运输与土建类专业虚拟仿真教学效果进行评价是当前急需研究的一个问题。

二、虚拟仿真在教学中的应用

随着信息技术、人工智能技术的更新迭代，虚拟仿真技术得到长足发展，也逐渐应用在教育教学中。2007年，清华大学土木工程学院针对消防火灾问题，开发了一套建筑火灾VR模拟系统，对灭火演练可以在虚拟环境下重复进行模拟[3]。2010年，华中科技大学基于国家级科技项目“虚拟实验教学环境关键技术”，对“远程实验教学”进行了研究[4]。2013年，西北工业大学根据航空专业实验教学情景不好呈现、现场实训不安全的问题，自主开发了一套航空发动机实验教学系统[5]。2013年，湖南大学针对电力人员在作业施工时如何提高其安全意识和技能水平，基于VR 技术开发了一套可交互的虚拟培训教学系统，大大提高了培训效果[6]。2018年，教育部公布了首批国家虚拟仿真实验教学项目，促进了虚拟仿真技术在教学领域的深度发展。洛阳理工学院把虚拟现实技术利用在电气方面的实验教学中，开发了一套高压放电与测试的VR虚拟仿真试验软件，很好地解决了在真实环境下做电方面实验存在触电风险的问题[7]。2023年，江西旅游商贸职业技术学院立项了我国首个国家职业教育虚拟仿真示范实训基地，学生戴上VR设备身临其境地在虚拟场景中，对酿酒制作工艺进行流程模拟和反复练习，提高了学生的兴趣，也有效地提高了学生的技能。2024年，威海职业学院借助数字化编程、三维设计、软件加工等虚拟仿真技术，对机械设计、数控机床操作能力的训练开展数字化教学和实训，取得了明显的效果，不仅消除了机床在切割、加工等实训环节的安全风险，也大大降低了试验实训成本，学生可在虚拟仿真平台反复演练。

三、虚拟仿真教学评价的现状

在国内，以“虚拟仿真教学”为篇名，在中国知网中检索出638篇关于虚拟仿真教学研究的论文（截至2024年10月数据）。通过知识图谱分析发现，虚拟仿真教学研究热点主要围绕四大领域展开：虚拟仿真教学的技术研究、虚拟仿真教学的体系构建研究、虚拟仿真教学融入课程的研究、虚拟仿真教学的实施路径研究。尽管学者们对虚拟仿真教学问题关注度有所提高，但关于虚拟仿真教学评价的研究论文较少，以“虚拟仿真教学评价”为篇名，在中国知网中只检索出16篇论文（截至2024年10月数据）。

学者刘月琴把CIPP模式用在评价高职“急危重症护理”虚拟仿真教学，从自主学习能力提升、临床评判能力提升、团队合作能力提升等几个维度展开评价[8]。刘运华对会计专业虚拟仿真实训课程评价主体多元化、评价内容多维化、评价方法多样化展开研究[9]。郭婉茜对环境科学与工程专业的虚拟仿真实验教学效果展开评价，构建了教学设计、教学效果、用户体验等32个评价指标[10]。

综上分析，目前虚拟仿真技术在教学中存在以下问题：

第一，在虚拟仿真教学中，由于授课内容偏于学生对软件、系统的学习，教师无法对学生的学习过程进行评价，部分任课教师采用传统的评价方法，到了期末只进行一次“简单”的考核。

第二，虚拟仿真教学的评价内容单一和评价方法传统，有的学校通过设计简单的问卷进行满意度调查来进行评价，比如：“虚拟仿真软件是否提高了学习效率”“是否提高了对知识的掌握和理解”。

目前，我国虚拟仿真教学存在“重建设、轻使用”的情况，最终使得虚拟仿真教学流于形式。因此，建立一套虚拟仿真教学评价体系是现实之需，不仅有利于保障教学质量，还可促进数字技术在教学中广泛应用。

四、虚拟仿真教学评价体系的构建

虚拟仿真教学是未来职业教育信息化、实践教学数字化改革以及人工智能技术应用的重要推动力量。评价指标是评价体系的核心，通过调研及实践研究，从教学平台、教学环境、教学设计、教学内容、教学交互、教学效果等建立“评什么”6个一级指标、20个二级指标，见表1，开展制度化、常态化的虚拟仿真教学评价，以此促进虚拟仿真教学平台的持续改进与完善。同时通过专家打分、问卷调查等方式实现“怎么评”。

在实施评价时，需要按照评价指标和评价方法的要求，收集学生的学习成果、教师的教学反馈以及虚拟仿真系统的运行数据等。评价结果应及时反馈给教师和学生，以便他们了解自己在虚拟仿真教学中的表现和不足，从而采取相应的改进措施。虚拟仿真教学评价体系的构建不是一次性的工作，而是一个持续优化和改进的过程。在实施评价后，需要根据评价结果和师生的反馈意见，对评价体系进行调整和完善，以提高评价体系的准确性和有效性。

五、虚拟仿真教学评价的数字化实现路径

虚拟仿真教学评价制度的研究是一项系统工程，应顶层设计、整体谋划，由于涉及多方、多因素参与评价，评价数据采集和上平台问题，主要按照“怎么评—评什么”的思路开展研究。

基于大数据、AI等信息化技术实现虚拟仿真教学评价数字化画像，是实现虚拟仿真教学“怎么评”的技术关键。及时、准确收集评价数据及反馈信息和质量监控是评价的一大关键，未来随着人工智能技术的发展，可以借助信息化技术对虚拟仿真软件上面的学生使用记录、学习活动、考核得分、技能操作、学习持续力等进行全过程监控、评价数据采集和AI技术分析，以实现虚拟仿真教学评价的过程性、成果性和信息化评价，发挥评价的“指挥棒”作用，促进、引导和激励学生在虚拟仿真教学中提高技术技能，如图1所示。

数字化背景下的理论学习和能力训练效果，是构建虚拟仿真教学“评什么”评价体系的重点。基于教学平台、教学环境、教学设计、教学内容、教学交互及教学效果六大核心评价指标等多维度构建“评什么”的评价体系，进一步细化了每项指标，设立了3至4项更为具体且针对性强的子评价指标，如图2所示。为全面而精确地评估，教师系统地采集了与这些细化指标相对应的基础数据，并在此基础上构建了一个综合性的评价模型。

在此模型中，采取了双轨评价方式以确保评价的全面性和准确性。一是客观评价路径，针对能够量化、结果明确的观测点，直接利用先进的技术手段，自动从数据仓库中匹配并提取相关基础数据，通过预设的算法高效地计算出学生得分。这种方式不仅提高了评价的效率，还确保了评价的客观性和准确性。二是主观评价路径。对于难以直接量化或需要深入分析的指标，则采用了更为灵活和人性化的评价方式，包括但不限于深度调研、精心设计的问卷调查以及由专家或相关人员进行的人工打分。这些方式能够充分捕捉和反映各方面的主观感受和意见，为评价提供更为丰富和深入的视角。最终，通过这一综合评价模型，将客观评价与主观评价的结果相结合，利用科学的计算方法和权重分配，得出了总体的评分，不仅确保了评价的全面性和准确性，还提高了评价的效率和可操作性，为教学质量的持续提升提供了有力的支持。

六、结语

国内学者主要进行虚拟仿真教学的技术研究、虚拟仿真教学的体系构建研究、虚拟仿真教学融入课程的研究、虚拟仿真教学的实施路径的研究等，仅有少部分学者对虚拟仿真教学考核和评价进行研究。缺少科学合理的考核评价标准是导致我国目前虚拟仿真教学“花大钱重建设”而“轻应用、轻改进”的一个主要原因，最终使得虚拟仿真教学开展流于表面形式，教学效果得不到保障。因此，对虚拟仿真教育评价体系的研究是现实之需，它能给各高校虚拟仿真教学的有效开展提供保证。

参考文献

[1]郭国侠.职业教育虚拟仿真实训课程共建共享的重要意义及实现路径[J].河南农业，2023（12）：31-32.

[2]曾天山，庄西真，宗诚，等.深化现代职业教育体系建设改革全面服务支撑中国式现代化[J].中国职业技术教育，2023（13）：5-12.

[3]陈驰，任爱珠，张新.基于虚拟现实的建筑火灾模拟系统[J].自然灾害学报，2007（01）：55-60.

[4]乔硕.基于Unity3D的电梯虚拟仿真互动教学系统[D].济南：山东建筑大学，2022.

[5]符江锋，缑林峰，李华聪，等.航空发动机控制课程团队式教学模式的改革与探索[J].高教学刊，2018（17）：130-132.

[6]陈奇朋.虚拟现实技术在电力安全培训中的研究与应用[D].长沙：湖南大学，2013.

[7]孙存远.虚拟现实技术在电气安全实验教学中的应用研究[D].焦作：河南理工大学，2021.

[8]刘月琴，王笑，张惠.基于CIPP模式评价高职《急危重症护理》虚拟仿真教学[J].九江学院学报（自然科学版），2021，36（04）：11-14.

[9]何婧，梁丹.基于VR的金融综合实训课程资源应用[J].市场瞭望，2023（10）：61-63.

[10]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.

基金项目：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”（项目编号：XJK23BZY052）

作者单位：湖南高速铁路职业技术学院

■ 责任编辑：王颖振 杨惠娟