虚拟仿真教学视域下高校人才培养创新实践研究

虚拟仿真教学视域下高校人才培养创新实践研究

季瑶娴

浙江商业职业技术学院  浙江杭州  310000

摘要：虚拟仿真技术是科教融合、深化人才培养的重要教学手段之一，对于改进课堂体系、教育模式、教学方法具有有力促进作用。通过教学实践案例分析，虚拟仿真教学具有个性化、高阶性，有利于线上线下混合教学模式学生的自主学习、探究性学习与创新实践，推动培养人才创新创业教育。

关键词：虚拟仿真教学；教育信息化；人才培养

高校培养创新型人才是基于学生掌握充分扎实的基本知识基础上，通过教育影响和个人实践促进其创造性思维发展。国家信息化发展战略指导下，信息技术逐步深入应用于教育教学领域，深刻变革着高校教育教学模式与学生的学习方式。以信息技术应用为特征的“虚拟仿真教学”顺应信息时代高校资源共享、开放办学的发展趋势与现实需要，为学生提供自主实验、探究性学习、创新实践的开放平台、先进技术、优质资源。[1]

一、虚拟仿真教学的内涵和意义

1.虚拟仿真教学的内涵

虚拟仿真教学是虚拟仿真技术在教育中的具体运用。虚拟仿真最早应用于20世纪90年代的美国宇航局的航天模拟训练，其应用发展到包括航天航空、建筑、医疗、交通、艺术等行业。国外高校虚拟仿真教学的应用技术形式有多媒体、虚拟现实、增强技术、3D打印、遥感、移动应用、平板电脑、虚拟世界、游戏和游戏化。[2]国内的虚拟仿真教学晚于国外，但发展迅速，应用广泛。王娟（2016）提出虚拟仿真资源的定义，是借助仿真技术与虚拟现实技术开发的、蕴含大量信息、可以被利用的各种显现的或潜隐的条件和要素，主要涉及基础设施和设备、实验材料（素材、案例、影视、动画、图片、课件、教具等）、实验软件、支持系统等，通常包括仿真模型、仿真数据、仿真软件和仿真平台。[3]虚拟仿真教学项目提升了高阶性，突出了创新性，增加了挑战度。[4]

2.虚拟仿真技术教学对高校人才培养的意义

虚拟仿真教学是高校教育信息化的重要内容，在教学中体现有效性。其逼真性、沉浸性、交互性、构想性等特点，符合学生的心理特点，有利于激发学生学习兴趣。虚拟仿真资源整合教学资源，建立具有创新性人才培养的教学体系，可为学生构建较为真实的实训教学环境，真实体现工作环境与工作流程，强化技能训练，为学生自主学习和创新实践创造条件。虚拟仿真教学推动信息技术与学科专业深度融合，改革教学模式和方法；虚拟仿真教学将教学与科研紧密结合，将科研理念、文化和方法融入教学，提升学生科技创新能力；虚拟仿真教学建立校企联合培养人才机制，将企业的研发和技术融入专业科学实验研究、结合工程实际和社会应用。[5]虚拟仿真教学有效解决教学实践中经费和实习资源有限问题，提高学生综合设计和创新能力，为教学改革与创新增加新动力。[6]

二、虚拟仿真教学在高校人才培养的创新实践

虚拟仿真教学有助于实现个性化教学。谷艳华（2019）在“工程图学”课程实践中构建混合模式虚拟仿真实践教学体系，解决了线上教学中直播结合慕课资源自主学习中存在的直播课师生互动有限，录播网课没有互动的问题。[7]学生在虚拟仿真平台完成自主交互虚拟实验任务后，回到课堂进行真实实训操作，教学效果显著提升；且虚拟仿真教学分析每位学生学习行为，资源可针对不同层次学生提供不同的教学资源，实现一人一案个性化教学；在工程图学教学中，虚拟仿真教学可通过整合不同学科、专业实验室资源，提升学生工程综合素养、探求新知识和创新能力。[8]卢勇（2021）认为虚拟仿真技术搭建的形象化、趣味化教学内容形成可视化、资源聚合化、个性化的思政课，打造不同与传统思政课教学模式的全新虚拟世界线上教学；在“中国近现代史纲要”课程教学实际中，围绕学生学情，通过前期收集选择素材、中期打造专业逼真的虚拟场景、后期调整优化教学内容与系统，尽可能还原红色历史的厚重史实。[9]虚拟仿真教学有助于实现学生学习学科前沿。龚思颖（2019）研究生物类虚拟仿真实验教学资源建设，提出各高校结合各自学科优势和特色，以华中农业大学生物学实验教学为例，依托生物学等优势学科，以学科特色+产业实践+技术前沿+创新能力为导向，基于全球领先转基因水稻研发技术+国家转基因重大专项成果，创建校内综合设计、校外实习实训、尖端仪器设备、生物学资源拓展四大虚拟资源模块。[10]虚拟仿真教学有助于实现学生创新创业。尹龙等（2018）在“虚拟仿真技术与创新创业教育深度融合研究”中，以哈尔滨商业大学现代商务运营虚拟仿真中心为例，对虚拟仿真教学融合经管类实训教学、跨专业综合性实习、创新创业活动进行探索实践，校企共建的大学生创业园吸纳优秀学生创业团队取得丰硕成果。[11]

三、虚拟仿真教学在高校人才培养实践的优化建议

国家应完善建设各专业虚拟仿真教学资源共享平台，推进各高校资源整合，以推动教学改革和教学创新。高校应充分发挥学校学术优势和企业技术优势，深度融合企业共建共享虚拟仿真高质量教学项目。针对理论教学课程，选取验证性实验以信息资源为媒介，融入综合设计性实验教学体系设计，提升学生自主探索专业理论知识能力；合理减少优化专业理论课程授课学时，加大涉及学科前沿方向的新技术、新工艺、新内容的专业方向课程与跨专业选修课程比重，旨在培养学生对专业知识与学科交叉的融会应用能力，为进一步培养学生创新实践项目奠定扎实基础。

[12]

四、总结

虚拟仿真教学项目是国家级虚拟仿真实验教学中心的重要建设任务，成为信息化背景下在线课程建设实验教学的有力补充；突破传统教学与在线录播课程缺乏互动的困扰，激发学生自主学习的兴趣，提升教学实践效果，培养学生运用知识、探索新知识、创新创业能力，增强高校高校人才培养质量。

参考文献：

[1]刘德建等.虚拟现实技术教育应用的潜力、进展与挑战[J].开放教育研究. 2016,22(04):25-31.

[2]柳洪洁等.国内外虚拟仿真教学的发展现状[J].教育教学论坛，2020(17):124-126.

[3]王娟，陈瑶.资源建设新形态：虚拟仿真资源的内涵与设计框架[J].中国电化教育，2016(12):91-96.

[4]彭梓涵，王运武.职业教育虚拟仿真资源建设现状、挑战及对策[J].成人教育，2019(1):76-81.

[5]查广云.高职思政课“虚实融合、理实一体”体验式教学模式探析[J].中国职业技术教育，2021(14):64-69.

[6]逯行等.高校虚拟仿真实验教学的基本问题与趋势[J].现代教育技术. 2021,31(12)：61-68.

[8]贺占魁，黄涛.虚拟仿真实验教学项目建设探索[J].实验技术与管理，2018(35):108-116.

[9]谷艳华等.混合教学模式下虚拟仿真教学的探索与实践J].实验技术与管理. 2019,36(07):188-191.

[10]卢勇.基于虚拟仿真技术的高校思政课在线教学实践探索[J].中国大学教学，2021(4):79-84.

[11]龚思颖等.生物类虚拟仿真实验教学资源的建设与发展[J].实验技术与管理. 2019,36(09):176-180.

[12]尹龙等.虚拟仿真技术与创新创业教育深度融合研究[J].实验技术与管理 2018,35(04).

[13]熊宏齐.虚拟仿真实验教学助推理论教学与实验教学的融合改革与创新[J].实验技术与管理，2020,37(05)：1-4+16.

[基金项目]：浙江省教育科学规划课题（2022SCG365）；杭州市哲学社会科学规划课题（M22JC107）；浙江省中华职业教育科研项目（ZJCV2022A09）；2021年度浙江商业职业技术学院科研项目（SZYZD202102）

[作者简介]：季瑶娴（1984—），女，浙江商业职业技术学院副教授，主要从事管理学、高职教育研究