虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型分析

徐亞峰

摘要：隨著信息社會的不斷發(fā)展，虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的實際應(yīng)用越來越多，對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式評估效率變得尤為重要。因此，針對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果評估模型進行分析。首先，確定教學創(chuàng)新模式效果評估指標，而后聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子，再通過計算評估效率相關(guān)系數(shù)，實現(xiàn)虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果評估。實驗證明：虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型可以提高評估效率。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實驗;教學創(chuàng)新模式;效果評估模型;分析

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）12-0172-02

虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式在“能實不虛”的基礎(chǔ)上，不斷加大對虛擬仿真實驗教學項目建設(shè)力度。探索線上線下教學相結(jié)合的新型實驗教學模式，著力提升信息技術(shù)與實驗教學深度融合的意識。使用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)實驗教學項目的能力和水平，促進實驗教學質(zhì)量穩(wěn)步提高。虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式在實訓(xùn)設(shè)計、步驟解析、知識嵌入、場景體驗、交互操作以及智慧教學上，實現(xiàn)了多種創(chuàng)新，有助于培養(yǎng)學生的實踐能力、研究能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。

虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的重點內(nèi)容必須跨越微觀和宏觀兩個尺度，從內(nèi)部的微觀量子、分子模型仿真到宏觀的組織演變虛擬仿真。跨越內(nèi)部原理和外部工況，從內(nèi)部拆解實驗原理、模擬組織演變到外部仿真模擬真實環(huán)境和設(shè)備手段。跨越原料制備到器件制造，從原料制備模擬仿真到器件成形智能制造的仿真模擬。跨越時間和空間，從模擬瞬間短時的仿真實驗以增強認識發(fā)展到模擬仿真耗時長、難以在課內(nèi)完成的實驗項目。因此，本文針對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果評估模型進行分析。

1虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型分析

針對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型分析可以從分析學科需求、導(dǎo)人虛擬實驗教學環(huán)境、聚合知識和實踐要點等多方面入手。為教學提供虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持，建設(shè)輔助教學沉浸式、全息式、沙盤式、混合式等多類型虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式。虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型分析的具體流程，如圖1所示：

1.1確定教學創(chuàng)新模式效果評估指標

確定教學創(chuàng)新模式效果評估指標指的是虛擬仿真實驗教學質(zhì)量評估指標體系一級指標體系包括“教學思想與態(tài)度”“教學基本要求”“教學內(nèi)容”“教學方法與評價”。二級指標突出虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的特征，強調(diào)以創(chuàng)新帶動教學，要求教學內(nèi)容及時反映或聯(lián)系學科發(fā)展的新思想、新概念和新成果。必須突出過程性效果評估的特征，包括課下學習指導(dǎo)、課下學習內(nèi)容安排、課程考核方式等內(nèi)容，體現(xiàn)“教有方法、教無定法”的思想。虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式注重因材施教，靈活運用啟發(fā)式、案例式、討論式、探究式等教學方法，以及對學生創(chuàng)新意識與能力培養(yǎng)方面的評價。

為確保虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式全面達到一級指標標準，成立效果評估工作領(lǐng)導(dǎo)小組，全面指導(dǎo)虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估準備工作。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合教學創(chuàng)新模式效果評估指標，正抓緊制定并逐一落實相關(guān)措施。重視“以評促建、以評促改、以評促管、評建結(jié)合、重在建設(shè)”，加強虛擬仿真實驗教學建設(shè)，深化虛擬仿真實驗教學改革，嚴格虛擬仿真實驗教學管理，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1.2聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子

分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子始終要堅持實事求是的原則，根據(jù)實際情況分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子。本文采用聚類分析的方法，分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子。聚類分析指的是依據(jù)虛擬仿真實驗教學數(shù)據(jù)本身所具有的定性或定量的特征來對大量的虛擬仿真實驗教學數(shù)據(jù)進行分組歸類，進而了解虛擬仿真實驗教學數(shù)據(jù)集的內(nèi)在結(jié)構(gòu)，并且對每一個虛擬仿真實驗教學數(shù)據(jù)集進行細致描述的過程。聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子的主要依據(jù)是聚到同一個數(shù)據(jù)集中的聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子應(yīng)該彼此相似，而屬于不同組的聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子應(yīng)該足夠不相似。

聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子的具體流程可以分為四步：教學創(chuàng)新模式效果評估因子聚類分析計劃、教學創(chuàng)新模式效果評估因子聚類分析設(shè)計、教學創(chuàng)新模式效果評估信息資料因子的收集和分析、教學創(chuàng)新模式效果評估因子模型成果運用的反饋。聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子模式圖，如圖2所示：

通過圖2可知，合理運用聚類分析，采用多變量的教學創(chuàng)新模式效果評估因子統(tǒng)計值，可以定量地確定各因子相互之間的關(guān)系。考慮虛擬仿真實驗教學多因素的聯(lián)系和主導(dǎo)作用，按照評估效果逐一分類，使分類更具客觀實際并能反映虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式評估效果的內(nèi)在必然聯(lián)系。因此，聚類分析能夠客觀地分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子的內(nèi)在組合關(guān)系。

1.3計算評估效率相關(guān)系數(shù)

在虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型分析中，虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的評估效果是影響虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的關(guān)鍵因素。為證明虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型下的評估效率相關(guān)系數(shù)更高，本文采用效果增量回報比評估算法，設(shè)虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型下的評估效率相關(guān)系數(shù)為q，求得評估效率相關(guān)系數(shù)，如公式（1）所示：

q=-[c（pb）2xdt）（1）

公式（1）中：c指的是虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式能夠嵌入的效果評估模型的比特數(shù)值;pb指的是虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式下效果評估的失真度;dt指的是效果評估的評價指標。

1.4實現(xiàn)虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果評估

根據(jù)教學創(chuàng)新模式效果評估指標的確定，聚類分析教學創(chuàng)新模式效果評估因子，利用效果增量回報比評估算法，計算評估效率相關(guān)系數(shù)，選擇評估效果作為可以準確評估虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果的指標。考慮到虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的評估效果隨虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式應(yīng)用嵌入率的增大而增大，因此，必須引進針對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果評估方法。最大限度地提高虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的評估效果，實現(xiàn)虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式下評估效果的最優(yōu)化。

面對傳統(tǒng)的效果評估方法評估內(nèi)容和評估能力有限的情況，尤其是面對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式評價指標低的情況下，經(jīng)常出現(xiàn)評估效果不準確的問題。通過對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的分析，完成了針對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的效果評估，實現(xiàn)了評估模型的構(gòu)建。

2實驗

2.1實驗準備

本文通過實驗，證明虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的有效性，實驗內(nèi)容針對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的評估效率進行實驗。首先采用傳統(tǒng)的效果評估模型進行評估效果實驗，再采用文章設(shè)計的虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型同樣操作步驟，設(shè)置傳統(tǒng)的效果評估模型為對照組。將實驗次數(shù)設(shè)為5次，分別使用兩種模型進行實驗。

2.2實驗結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述的設(shè)計的實驗，將兩種模型下的評估效率進行對比。采集5組實驗數(shù)據(jù)，將實驗數(shù)據(jù)對比情況整理為表格形式，實驗結(jié)果如下表1所示。

通過表1可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計的虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的評估效率明顯高于實驗對照組，利用虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型可以有效提高虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的評估效率。在無特殊情況下，虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的評估效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的效果評估模型的評估效率。綜上所述，有理由加大虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型在虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式評估效率中的應(yīng)用。

3結(jié)束語

隨著互聯(lián)網(wǎng)和相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，極大程度上的促進虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的發(fā)展，拓展了虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式的領(lǐng)域。在虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型中，實驗教學不再局限在物理空間的實驗室中，實驗者可以通過網(wǎng)絡(luò)不受時空限制地利用實驗設(shè)備進行實驗。并且和其他實驗者共享資源，可實現(xiàn)合作實驗、指導(dǎo)實驗、遠程實驗等，大大提高學習和研究效率。通過對虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型的分析，致力于為虛擬仿真實驗教學創(chuàng)新模式效果評估模型日后的發(fā)展指明方向。