道路橋梁工程施工課程虛擬仿真實驗教學評價體系研究

□王 浩

一、引言

道路橋梁工程施工課程實驗教學具有空間體量大、施工周期長、工程參與方多、危險性高、實驗難度大等特點，傳統實體實驗和傳統教學方法是無法滿足道路橋梁工程施工課程實時動態演示、專業全面綜合、過程協同建設的實驗教學要求。運用虛擬仿真技術，土木工程各類項目系統進行抽象和簡化形成系統模型，并經過軟件設計，建立仿真模型，實現數值仿真、可視化仿真和虛擬現實(VR)仿真[1]，與實體實驗與實踐相互補充，相得益彰，彌補傳統實體實驗教學的不足。

虛擬仿真實驗教學通過教學、實踐、虛擬和仿真融于一體，讓學生能夠基于虛擬實驗平臺完成設計、施工等綜合實驗實踐教學環節[2]。因此，虛擬仿真實驗教學的教學手段、教學過程和學習效果，都有別于傳統實驗教學，用傳統的評判方法顯然無法準確衡量虛擬仿真實驗教學的優劣。因此，建立虛擬仿真實驗教學評價體系十分必要。

評價指標體系的建立是以高校的教育理念、教學標準和培養目標為依據，需要從課堂教學效果和學生學習體驗出發。整個評價指標體系不僅評價教學效果，而且評價課堂教學的整個過程[3]。評價指標體系既要體現評價方法的科學性，又要體現指標選擇的合理性，還要符合教學過程邏輯性和培養目標結構性；不能盲目套用西方發達國家的評價指標體系，必須與我國高等教育的發展現狀和道路橋梁工程施工課程教學需求相適應[4]。

二、評價指標體系構建

道路橋梁工程施工課程虛擬仿真實驗教學總體目標為采用虛擬仿真技術，模擬實體工程的真實環境[5]，進行場地布置、資源配置、施工形式、進度調節、預算控制、協同管理等各方面的模擬操作，使學生對實體工程的任意環節重復進行虛擬仿真實驗，使其熟練掌握施工與管理的全過程。根據教學總體目標，結合教學系統要素說，在滿足道路橋梁工程施工課程教學基本要求的基礎上，將總體目標劃分為五項一級指標、十二項二級指標，如表1所示。一級指標包括學科資源、實驗教學資源、實驗教學隊伍、數字化校園網絡平臺、教學效果。

學科資源包括三個二級指標，分別是學科專業資源、教學成果和科研成果。學科專業資源是指支撐本門課程教學的相關學科建設水平，具體包括相關學科學位授予點建設，國家、省級重點學科建設，國家、省級、行業重點實驗室建設，特色專業建設，產學研合作示范基地等。教學成果是指國家、省級精品課程建設，教學團隊建設，卓越工程師培養，實習基地建設等成果。科研成果是指是否重視科學研究，努力提高科學研究水平，研究是否圍繞本學科的技術難題，國家、省部級項目，科研經費，科技獎勵，專著專利，學術論文等。

表1 虛擬仿真實驗教學評價指標

實驗教學資源包括實驗室專項經費、教學設備與軟件、實驗教學教材三個二級指標。實驗室專項經費是指虛擬仿真實驗教學的運營和維護費用是否充足。教學設備與軟件是否滿足日常實驗教學需求，是否滿足學生課程實驗、課程設計、畢業設計、專業實習、科學研究與課外科技活動的需求。實驗教學教材包括教學教材、實驗指導書、習題集、教學視頻等教學資源是否滿足教學需要。

教學效果包括對教師的評價、對教學過程的評價、學生解決問題的能力、學生知識遷移的能力四個二級指標。對教師的評價是指教學目標是否明確，教學重點是否突出，教學準備是否充分，教學方法是否合理，教學態度是否端正。對教學過程的評價是指課堂學習環境是否積極，學習氛圍是否活躍，學習主線是否明確，學習效果是否理想。學生解決問題的能力是指學生是否能正確的分析問題，是否能提出科學的解決方案，是否能合理執行解決方案。學生知識遷移的能力是指學生將知識點遷移到其他問題或課程的能力。

實驗教學隊伍一級指標是指教師隊伍學科專業是否合理，思想品德是否高尚，知識儲備是否淵博，教學水平是否高超等。

數字化校園網絡平臺是指網絡的軟件和硬件是否能滿足教師和學生教學、教研、管理、學習和生活的需要。

三、結語

為充分發揮虛擬仿真教學的優勢，優化專業課程教學與實踐，對虛擬仿真實驗教學進行評價是高校教學管理和改進的重要環節，同時也是保證完成教學目標的重要組成。針對如何評價虛擬仿真實驗教學效果，研究設計了評價指標體系，為課程信息化教學評價與管理提供量化標準和決策依據。