虛擬仿真平臺資源共享影響要素研究
——基于解釋結構模型

章桂賢

（三明學院資源與化工學院 福建三明 365004）

自2013年國家啟動虛擬仿真實驗中心建設以來，高校虛擬仿真共享平臺助推了教學方式和教學手段的設計與變革，促進了教學資源的共享和推廣，形成了“即時教學練考”實踐教學特色，可極大提高課程教學效果。然而目前虛擬仿真平臺存在共享程度低的問題，是宏觀因素和微觀因素的共同作用下的結果，影響要素錯綜復雜。現有文獻對虛擬仿真平臺資源共享主要聚焦于具體某一個專業實驗平臺或者工程中心如何進行建設與資源共享：陽富強[1]等從校內資源共享、校際平臺分享、社會服務三方面論述了虛擬仿真實驗教學平臺的應用，其他具體在電子電工、汽車檢修、金融信息、安全工程等專業方面研究較多。根據對關于虛擬仿真和教學資源共享為關鍵詞的文獻調查顯示，虛擬仿真教學資源共享研究剛剛處于起步階段，存在問題主要表現在對虛擬仿真資源共享的研究較少，研究深度有待加強。

現有文獻未有對虛擬仿真平臺資源共享影響因素及其之間的內在影響關系進行的系統歸納和總結。基于此現狀，在獲得7位專家訪談咨詢和115份調查問卷的基礎上，本文采用系統分析法，首先篩選虛擬仿真平臺資源共享的影響因素；其次通過解釋結構模型原理構建了資源共享影響因素結構模型，研究了各影響因素對平臺資源共享的影響程度，及各影響因素間的作用機理與層級關系；再運用交叉影響矩陣相乘法繪制資源共享影響因素的驅動力——依賴性矩陣，以分析影響因素的依賴性和驅動力分布情況，深度揭示了各個因素對平臺資源共享程度的影響，最后找出重點管理與核心影響因素，提出提高虛擬仿真平臺資源共享程度的針對性建議。

一、虛擬仿真平臺資源共享影響因素分析

社會轉型發展對高素質技能型人才的需求與區域內校校之間、校企之間、校研之間的資源分布不均的問題，迫切需要借助互聯網發展區域內虛擬仿真優質資源共享模式。信息時代可以打破地域和師資的屏障，給不同區域的資源共享提供新的機遇。但是虛擬仿真平臺資源共享面臨著許多問題和困難，比如技術標準和規范的缺乏、自主知識產權的欠缺、資源的重復建設等。文章在此背景下，通過對相關文獻資料的收集整理和專家建議，最終提取了12個影響虛擬仿真平臺資源共享程度的重要因素，見表1。

表1 虛擬仿真平臺資源共享程度的影響因素及描述

二、影響因素模型簡介

（一）解釋結構模型。本研究主要通過用于分析系統中因素與因素之間二元關系的解釋結構模型（Interpretative Structural Modeling Method，簡稱ISM法）[1-2]，來分析虛擬仿真平臺資源共享的重要影響因素。具體來說是通過構建鄰接矩陣和可達矩陣，構建出矩陣模型，得出各個影響因素之間的層級關系，從而分析得到影響虛擬仿真平臺資源共享的重要因素。解釋結構模型是一種針對復雜系統影響因素之間的關系構建層次化的有向拓撲圖的系統科學方法，該方法首先確定好研究對象，明確研究系統因素組合，通過構建鄰接矩陣，再運用布爾運算法則構建可達矩陣，根據可達矩陣歸納各個因素之間的影響與被影響關系，最終根據各個影響因素的層級關系建立研究對象的多級遞階模型圖[3]。該方法是連接自然科學與社會科學之間橋梁的一種系統分析方法。

（二）MICMAC分析方法。MICMAC（Cross-Impact Matrix Multi?plication Applied to Classification）分析方法（即交叉影響矩陣相乘法）用矩陣相乘的原理，解釋結構模型的補充和延伸，用于計算鑒別出影響因素的驅動力與依賴性情況[4]。其分析步驟為：根據借助解釋結構模型構建的鄰接矩陣和可達矩陣，得到各個影響因素之間的影響關系即可達集和被影響關系即先行集，再把可達集和先行集分別歸入代表縱坐標的驅動力和代表橫坐標的依賴性的二維坐標中，如此就把所有影響因素歸入到二維坐標的四個象限中，四個象限分別代表四個要素分別是自治要素、依賴要素、聯動要素和獨立要素，最終根據影響因素所處象限位置來制定相應策略。

三、建立虛擬仿真平臺資源共享影響因素解釋結構模型

（一）虛擬仿真平臺資源共享的多級遞階結構圖。根據六位專家建議和虛擬仿真平臺管理者的綜合評估和解釋結構模型的分析步驟，確定影響因素之間的直接相互關系，構建鄰接矩陣，再將鄰接矩陣加上單位矩陣，采用布爾運算法則，得到可達矩陣[5]（見表2）。最終繪制虛擬仿真平臺資源共享的多級遞階結構圖，如圖1所示。

表2 虛擬仿真平臺資源共享影響因素可達矩陣

（表2續）

圖1 虛擬仿真平臺資源共享影響因素多級遞階模型圖

（二）主要因素矩陣分析。在可達矩陣的基礎上，歸納出該矩陣的可達集、前因集和共同集，以驅動力和依賴性為縱橫坐標，得到最終可達矩陣（表2）。將驅動力和依賴性數值標注于坐標體系中，得到虛擬仿真平臺資源共享影響因素的驅動力-依賴性矩陣，如圖2所示。

圖2 虛擬仿真平臺資源共享影響因素的驅動力-依賴性矩陣

四、結果分析與對策

（一）通過虛擬仿真平臺資源共享解釋結構模型圖可以看出，影響因素主要分為四個層級：“T4虛擬仿真資源教學的有效度與開放度”和“T5校內外學生參與”是直接層級的影響因素，可以對平臺資源共享產生直接影響，這就說明改進這兩個因素能夠快速提升虛擬仿真平臺資源共享。“T7平臺組織構架與運行模式”“T8平臺管理能力與網絡暢通安全”“T9開發技術標準與規范程度”“T10資源與技術知識產權保障”“T12平臺開發的軟硬件配置支持與通用標準”屬于間接層級的影響因素，能通過影響直接層級因素影響資源共享。基礎層的影響因素包括“T2高校專業實踐教學體系”和“T3師資專業能力保障”兩個因素，主要通過影響間接層和直接層因素來影響資源共享。作為根源層的“T1教育主管部門政策與經費資助”、“T6高校經費支持”和“T11建設主體對資源的共享意識”屬于深層影響因素，在提升資源共享中應重點關注。

（二）運用交叉影響矩陣相乘法得出的影響因素驅動力-依賴性矩陣圖中，“T2高校專業實踐教學體系設計”“T3師資專業能力保障”“T6高校經費支持”“T11建設主體對資源的共享意識”四個因素驅動力強于依賴性，獨立性較強，較少受其他因素影響，依賴性較弱，是影響虛擬仿真平臺資源共享因素的干預重點。“T4虛擬仿真資源教學的有效度與開放度”和“T5校內外學生參與”兩個因素為依賴變量，依賴性強而驅動力弱，屬于表面層級的影響因素。“T1教育主管部門政策與經費資助”“T7平臺組織構架與運行模式”“T8平臺管理能力與網絡暢通安全”“T9開發技術標準與規范程度”“T10資源與技術知識產權保障”“T12平臺開發的軟硬件配置支持與通用標準”支持與通用標準六個影響因素為自治因素，在系統提高虛擬仿真平臺資源共享的過程中需要單獨考量。最后，從圖2中可以看出沒有聯系因素，這就說明研究所選取的影響因素都較為穩定。

（一）研究結論。通過構建虛擬仿真平臺資源共享解釋結構模型，科學劃分了資源共享關鍵影響因素的層級關系，明確了影響因素的作用機理，同時運用MICMAC分析可知各個影響因素的驅動力與依賴性，找出系統干預和改善的重點對象。研究表明：“虛擬仿真資源教學的有效度與開放度”和“校內外學生參與”為影響虛擬仿真平臺資源共享的直接因素，“平臺組織構架與運行模式”“平臺管理能力與網絡暢通安全”“開發技術標準與規范程度”“資源與技術知識產權保障”“平臺開發的軟硬件配置支持與通用標準”為間接因素，“高校專業實踐教學體系”和“師資專業能力保障”為基礎因素，“教育主管部門政策與經費資助”、“高校經費支持”和“建設主體對資源的共享意識”為根源因素。運用交叉影響矩陣相乘法，確定出“高校專業實踐教學體系”、“師資專業能力保障”、“教育主管部門政策與經費資助”、“高校經費支持”和“建設主體對資源的共享意識”是管理與干預的重點對象。

（二）對策建議。通過對虛擬仿真平臺資源共享影響因素較為全面的系統科學分析，提醒建設主體在提升資源共享的過程中應從全局考慮各個因素之間的作用機理，應對不同層級的影響因素采取不同的應對措施，并對“高校專業實踐教學體系”、“師資專業能力保障”、“教育主管部門政策與經費資助”、“高校經費支持”和“建設主體對資源的共享意識”給予重點干預，具體建議如下：

1.樹立資源共享意識。有效的虛擬仿真平臺資源共享能夠客服實體實驗裝置投入大、使用面積大、維護費用高、利用率偏低等現實問題，能有效解決學生專業實驗、實習時難以動手或不讓動手等實際問題，滿足專業工程訓練要求，提升人才培養質量。但是同時需要大量的物、人、財支持。資源共享理念對于建設主體、教師、學生都需要經過一定的培訓才能夠得以理解和接受。主管部門需要對建設主體、教師和學生的專業培訓，提供各級各類人才的共享意識，區域內虛擬仿真平臺資源共享才能順利開展。

2.加強資源共享頂層設計。在虛擬仿真平臺資源共享存在區域壁壘的格局下，迫切需要制定頂層規劃。要研究制訂大區域虛擬仿真資源共享的法規、知識產權保護、標準和運行規劃，明確共享目標和舉措。要加強資源共享關鍵領域的技術創新，要在遵守國家法律的同時，統籌推進完善相關法律法規，以立法或政策的方式解決好資源共享的邊界、績效等問題。最后要統一技術、數據、流程標準，確保區域資源共享得以順暢。

3.健全高校專業實踐體系。培養學生解決復雜工程問題的能力一直是高校人才培養的目標之一。但是許多高校在具體人才培養實施過程中仍存在實踐訓練質量不足，工程實踐能力訓練不高等問題，具體表現為沒有健全專業實踐體系、實踐目標不明確、實踐方式單一、線上實踐未得到充分利用等方面。高校應當整合校內外實踐與科研資源，制定一整套多元化、特色化、綜合性的實踐體系，充分運用線上虛擬仿真實踐資源，多方位全面提升學生的工程應用能力。

4.加強師資專業實踐能力建設。教師專業實踐能力是影響虛擬仿真平臺資源建設的核心因素，直接影響實踐平臺的教學水平和資源共享程度。在取得扎實的理論知識基礎上，加強教師專業實踐能力的綜合培訓。要加強高校和教師充分重視實踐能力的培養，充分調動自身的積極主動性。高校要構建一個可持續的多維度的綜合性的教師專業實踐能力培養系統，從多方面對教師實踐能力進行全面培養和考核，為虛擬仿真平臺提供優秀的師資實踐力量。教師自身要有主動提升自己專業實踐能力的內在自覺，充當主導自己實踐能力的主人翁角色。

五、結語

互聯網的快速發展，使得現代學習方式多樣化，能夠在一定條件下實現大區域內線上資源共享，這大大提高了資源的利用率，能夠為高校虛擬仿真平臺帶來新的發展機遇，但是受到共享意識不足、區域內技術壁壘和經費短缺等問題的影響，區域內的虛擬仿真平臺資源共享又面臨著一定的挑戰。基于此，文章在專家訪談咨詢和調查問卷的基礎上，總結提煉了12個影響資源共享的關鍵因素。并運用解釋結構模型對虛擬仿真平臺資源共享程度影響因素的作用機理與層級關系進行系統分析，構建了虛擬仿真平臺資源共享程度影響因素的多級遞階模型圖，再運用交叉影響矩陣相乘分析法確定各因素的驅動力與依賴性情況。結果表明：虛擬仿真平臺資源共享影響因素系統可以劃分為四個層級，其中“高校專業實踐教學體系設計”“師資專業能力保障”“高校經費支持”“建設主體對資源的共享意識”四個因素驅動力強依賴性較弱，是建設主體的重點干預對象。因此，建議建立健全高校專業實踐體系；加強師資專業能力保障；完善頂層設計；樹立共享意識。