于楊　鐘茂昌　郝珂雨

[摘 要] 虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)深入教育領(lǐng)域的各個(gè)層次，為教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計(jì)、課程內(nèi)容等帶來(lái)深刻變革。在實(shí)踐過(guò)程中，虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)難以應(yīng)用傳統(tǒng)方法，存在對(duì)虛擬仿真課程內(nèi)涵認(rèn)識(shí)不足、虛擬仿真課程實(shí)踐性偏弱、課程內(nèi)容陳舊等問(wèn)題。ADDIE課程開(kāi)發(fā)模型不但具有深度靈活性，而且非常注重認(rèn)知理論的應(yīng)用，為解決上述問(wèn)題提供了新思路。此課程開(kāi)發(fā)模型通過(guò)覆蓋式分析、全方位設(shè)計(jì)、綜合性開(kāi)發(fā)、系列化實(shí)施和深度化評(píng)價(jià)五個(gè)步驟，對(duì)高校虛擬仿真課程內(nèi)部諸多要素進(jìn)行選擇與組合，最終完成對(duì)課程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

[關(guān)鍵詞] ADDIE模型；高校虛擬仿真課程；設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

[中圖分類號(hào)] G426[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 2096-2991（2023）03-0084-08

虛擬仿真技術(shù)（Virtual Reality）也被稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”或者“模擬技術(shù)”，是一門(mén)綜合應(yīng)用虛擬系統(tǒng)來(lái)對(duì)真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行模仿的專業(yè)技術(shù)。[1]進(jìn)入第四次工業(yè)革命后，得益于對(duì)數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)和人機(jī)交互的智能化，虛擬仿真技術(shù)先后融入商業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療、教育等諸多領(lǐng)域，得到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。[2]如在高等教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目中，采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但能有效減少項(xiàng)目成本，而且還能減少實(shí)驗(yàn)不當(dāng)對(duì)學(xué)生造成的身體損害，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。[3]在此情形下，我國(guó)于2022年發(fā)布了《虛擬現(xiàn)實(shí)與行業(yè)應(yīng)用融合發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2022—2026年）》，該計(jì)劃提出要在高等教育院校建設(shè)一批虛擬仿真試驗(yàn)基地，并開(kāi)發(fā)出一批具有實(shí)踐性、操作性的虛擬現(xiàn)實(shí)數(shù)字課程，最終實(shí)現(xiàn)“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)2.0”目標(biāo)。[4]目前，高校虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)在高校中可謂開(kāi)展得如火如荼，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有上千所學(xué)校共開(kāi)設(shè)3358門(mén)虛擬仿真課程。[5]但在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)難以應(yīng)用傳統(tǒng)方法，對(duì)虛擬仿真課程的開(kāi)發(fā)仍存在內(nèi)涵認(rèn)識(shí)不到位、[6]課程內(nèi)容陳舊[7]等問(wèn)題。

ADDIE課程開(kāi)發(fā)模型自20世紀(jì)70年代誕生以來(lái)，共經(jīng)歷了四次升級(jí)迭代過(guò)程。[8]第一代模型基于學(xué)習(xí)行為模式，內(nèi)含四個(gè)組成部分：目標(biāo)、前測(cè)、指導(dǎo)和后測(cè)；第二代模型采用系統(tǒng)理論加強(qiáng)了教學(xué)過(guò)程的控制和管理；第三代模型采用認(rèn)知理論進(jìn)行交互式開(kāi)發(fā)，課程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)流程由線性過(guò)程變成環(huán)狀系統(tǒng)；第四代模型利用人工智能領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，通過(guò)持續(xù)的評(píng)估和故障排除過(guò)程來(lái)處理ADDIE系統(tǒng)的復(fù)雜性。ADDIE模型具有深度靈活性的同時(shí)非常注重認(rèn)知理論的應(yīng)用，這與高校的虛擬仿真課程具有不謀而合的適切性。[9]因此，本研究將結(jié)合ADDIE模型，從分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、實(shí)施和評(píng)估五個(gè)方面，對(duì)高校虛擬仿真課程的建設(shè)與開(kāi)發(fā)做元研究，希望能為從事高校虛擬仿真課程開(kāi)發(fā)的相關(guān)人員提供一定的啟示。

一、覆蓋式分析：高校虛擬仿真課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的初始環(huán)節(jié)

覆蓋式分析不僅是構(gòu)建虛擬仿真課程的初始環(huán)節(jié)，同時(shí)也決定著虛擬仿真課程的建設(shè)方向，并保障后續(xù)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行。虛擬仿真課程的開(kāi)發(fā)需要對(duì)課程所涉及的整個(gè)范圍進(jìn)行覆蓋式分析，從課程的學(xué)習(xí)對(duì)象、學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行剖析、選擇與開(kāi)發(fā)。

（一）對(duì)虛擬仿真課程學(xué)習(xí)對(duì)象的分析

高校虛擬仿真課程的主要受眾是高校學(xué)生，其次是課程的任課教師。這主要是由教學(xué)的雙主體論決定的，即教師是教學(xué)主體，而學(xué)生是學(xué)習(xí)主體。在虛擬仿真課程中，教師作為教學(xué)的主體在面對(duì)虛擬仿真課程時(shí)，具有兩方面的困難：一方面，當(dāng)前的任課教師未接受過(guò)系統(tǒng)的虛擬仿真課程教學(xué)訓(xùn)練，在虛擬仿真技術(shù)上需要學(xué)習(xí)；另一方面，教師雖然具備一定的傳統(tǒng)課程模式的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但此類經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)移植和轉(zhuǎn)換之后，是否能夠很好地適用于虛擬仿真教學(xué)環(huán)境，這也是值得商榷的。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體也具有兩方面的困難：一方面，面對(duì)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，學(xué)生群體的適應(yīng)性差異大?，F(xiàn)階段的高校學(xué)生群體雖都成長(zhǎng)于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，熟悉信息技術(shù)，但由傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)為虛擬仿真的學(xué)習(xí)方式時(shí)，學(xué)生群體體現(xiàn)出的個(gè)體差異性較大。另一方面，學(xué)生群體的專業(yè)性差異較大。高校學(xué)生群體已經(jīng)進(jìn)入分科培養(yǎng)階段，專業(yè)化的學(xué)習(xí)使其對(duì)虛擬仿真課程的要求和條件不同。因此，虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)須從學(xué)習(xí)對(duì)象出發(fā)，剖析基本的課程構(gòu)成要素，最終使學(xué)習(xí)對(duì)象有效接收并理解課程所傳授的內(nèi)容，完成課程開(kāi)發(fā)者與課程使用者、教師主體與學(xué)生主體之間的對(duì)接和協(xié)同。[10]

（二）對(duì)虛擬仿真課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇

高校虛擬仿真課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容是傳統(tǒng)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容經(jīng)過(guò)信息化編碼和虛擬化轉(zhuǎn)換后的學(xué)生所需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。與傳統(tǒng)課程相比，虛擬仿真課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容體現(xiàn)出“形式多樣、種類豐富”的時(shí)代特點(diǎn)。學(xué)習(xí)內(nèi)容形式多樣體現(xiàn)在內(nèi)容更多以圖片、音頻、視頻和虛擬仿真場(chǎng)景等形式，運(yùn)用在教育教學(xué)全過(guò)程中；學(xué)習(xí)內(nèi)容種類豐富體現(xiàn)在不斷增長(zhǎng)的使用虛擬仿真技術(shù)的高校、學(xué)科和課程數(shù)量上。高校虛擬仿真課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇可以分為：專業(yè)性內(nèi)容的學(xué)習(xí)、技術(shù)性內(nèi)容的學(xué)習(xí)和價(jià)值性內(nèi)容的學(xué)習(xí)。[11]專業(yè)性內(nèi)容與學(xué)生自身的專業(yè)性質(zhì)密切相關(guān)，結(jié)合不同學(xué)科特點(diǎn)與教學(xué)要求，虛擬仿真課程可以劃分為不同種類，各有其側(cè)重點(diǎn)。技術(shù)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是學(xué)生對(duì)虛擬仿真課程相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)，尤其是對(duì)頭戴式和桌面式虛擬仿真設(shè)備及其軟件的學(xué)習(xí)和使用。價(jià)值性的學(xué)習(xí)內(nèi)容是“大思政課”視域下虛擬仿真課程的思想政治教育內(nèi)容，將課程思政與思政課程有機(jī)融入虛擬仿真課程教學(xué)之中，構(gòu)建全員、全過(guò)程、全方位育人新格局。[12]

（三）對(duì)虛擬仿真課程學(xué)習(xí)環(huán)境的開(kāi)發(fā)

虛擬仿真課程學(xué)習(xí)環(huán)境是“借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬出諸多生動(dòng)而逼真的教學(xué)場(chǎng)景，形成一種可創(chuàng)建、可體驗(yàn)的虛擬環(huán)境，再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界或是構(gòu)想中的世界”[13]，虛擬仿真課程不再是在傳統(tǒng)單一學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行，而是采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)范式。如何將線上與線下這兩種迥異的學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行有效銜接和自然過(guò)渡是發(fā)揮虛擬仿真課程效果的關(guān)鍵性因素。[14]虛擬仿真課程學(xué)習(xí)環(huán)境可以分為軟環(huán)境和硬環(huán)境。在軟環(huán)境上，要構(gòu)建全員共同接納虛擬仿真課程教學(xué)模式的整體意識(shí)。軟環(huán)境的構(gòu)建需要師生轉(zhuǎn)變身份認(rèn)同，習(xí)慣于在沉浸式的、虛擬的“真實(shí)”場(chǎng)景中接受認(rèn)知，并要清楚地感知到真實(shí)世界與虛擬世界的邊界。這一方面有賴于師生對(duì)虛擬仿真技術(shù)的了解與使用能力的提升，另一方面也要對(duì)虛擬仿真課程的倫理和價(jià)值訴求進(jìn)行深度挖掘和分析，讓使用者能夠在虛擬環(huán)境中與虛擬對(duì)象產(chǎn)生持續(xù)、深入的交互活動(dòng)。在硬環(huán)境上，要搭建起支撐虛擬仿真課程教學(xué)的硬件系統(tǒng)。當(dāng)前，高校虛擬仿真課程的硬件系統(tǒng)正在逐步完善。根據(jù)我國(guó)教育部發(fā)布的《教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》，普通本科高等學(xué)校開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作，以此進(jìn)一步深化高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目信息化建設(shè)。[15]

二、全方位設(shè)計(jì)：高校虛擬仿真課程整體質(zhì)量提升的必然要求

虛擬仿真課程的全方位設(shè)計(jì)包括對(duì)虛擬仿真課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略和教學(xué)理論等內(nèi)容的評(píng)估和抉擇，在課程實(shí)施中將可應(yīng)用資源進(jìn)行整合并進(jìn)行測(cè)試，確保虛擬仿真課程的順利進(jìn)行。[16]具體而言，課程教學(xué)目標(biāo)是課程開(kāi)發(fā)的起點(diǎn)，也是終點(diǎn)；課程教學(xué)策略是對(duì)虛擬仿真課程的組織與安排；而教學(xué)理論則是如何實(shí)施有效教學(xué)策略以完成教學(xué)目標(biāo)的一套方法論。

（一）虛擬仿真課程的教學(xué)目標(biāo)定位

在傳統(tǒng)課程基于結(jié)果導(dǎo)向的模式下，教學(xué)目標(biāo)主要從知識(shí)、技能、價(jià)值觀三個(gè)維度來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。虛擬仿真課程的教學(xué)目標(biāo)由結(jié)果導(dǎo)向轉(zhuǎn)為過(guò)程導(dǎo)向，除了上述三個(gè)目標(biāo)維度外，還增加了學(xué)習(xí)能力這一目標(biāo)維度。所謂學(xué)習(xí)能力，即學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的投入程度、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)時(shí)間等要素所體現(xiàn)的學(xué)習(xí)素養(yǎng)。這一轉(zhuǎn)變意味著教師在教學(xué)過(guò)程中需要投入更多的時(shí)間和精力，掌握更多的信息技術(shù)來(lái)追蹤和記錄學(xué)生在各階段所表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)能力。傳統(tǒng)課程無(wú)法全過(guò)程、全方位、全員追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，只能通過(guò)學(xué)習(xí)結(jié)果來(lái)評(píng)估課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度。虛擬仿真課程能夠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，全程追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，強(qiáng)化學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)習(xí)素養(yǎng)的培養(yǎng)。制定科學(xué)合理的學(xué)習(xí)能力目標(biāo)，關(guān)鍵在于利用好互聯(lián)網(wǎng)的可追蹤性、可記錄性的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生參加虛擬仿真課程的全過(guò)程做好數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)要圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、學(xué)習(xí)頻次、學(xué)習(xí)方法等方面來(lái)進(jìn)行記錄，并利用大數(shù)據(jù)和算法技術(shù)做好后續(xù)的處理和追蹤工作。

（二）虛擬仿真課程的教學(xué)策略設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)課程模式下，教學(xué)策略可以分為教師主導(dǎo)和學(xué)生主導(dǎo)兩種取向。[17]有學(xué)者對(duì)上述兩種取向?qū)W(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)、課程參與感和課程滿意度的影響進(jìn)行了研究：教師主導(dǎo)取向的教學(xué)策略對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)表現(xiàn)有顯著性影響，但無(wú)法顯著影響學(xué)生的課程參與感和對(duì)課程的滿意度，而學(xué)生主導(dǎo)取向的教學(xué)策略則顯示出相反的結(jié)果。[18]虛擬仿真課程能夠?qū)烧呷诤?，?shí)現(xiàn)師生互動(dòng)型教學(xué)策略。虛擬仿真的教學(xué)策略將覆蓋整個(gè)課程的構(gòu)成設(shè)計(jì)，包括背景知識(shí)策略設(shè)計(jì)、單元實(shí)驗(yàn)策略設(shè)計(jì)、綜合實(shí)驗(yàn)策略設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)反饋策略設(shè)計(jì)四個(gè)主要教學(xué)策略模塊。背景知識(shí)策略用于引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)各項(xiàng)基礎(chǔ)知識(shí)，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)思路；單元實(shí)驗(yàn)策略是按照先后次序進(jìn)行的，將主要核心知識(shí)點(diǎn)拆解，相關(guān)仿真實(shí)驗(yàn)可不受限制地反復(fù)操作；綜合實(shí)驗(yàn)策略模塊允許學(xué)生在一定范圍內(nèi)自主設(shè)計(jì)、自主選擇，以此考查學(xué)生在自主操作及虛擬學(xué)習(xí)個(gè)性化等方面的實(shí)際情況；實(shí)驗(yàn)反饋策略是利用虛擬仿真教學(xué)迅速響應(yīng)的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合虛擬仿真操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)虛擬仿真系統(tǒng)自動(dòng)生成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，供學(xué)生分析反思。

（三）虛擬仿真課程的教學(xué)理論運(yùn)用

傳統(tǒng)課程大多以教師的“教”為中心，而以學(xué)生的“學(xué)”為中心的教學(xué)仍然沒(méi)有完全落實(shí)，“我國(guó)大學(xué)教學(xué)大多還是傳統(tǒng)的”[19]。在虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)與發(fā)展中要重視學(xué)生的需求，技術(shù)的使用要便于學(xué)生的操作。因此，其一，要堅(jiān)持人本主義教學(xué)理論，即通過(guò)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生成為一個(gè)完善的、充分發(fā)揮作用的、自我發(fā)展的和自我實(shí)現(xiàn)的人。其二，要采用社會(huì)互動(dòng)教學(xué)理論的交往方式。社會(huì)互動(dòng)教學(xué)理論認(rèn)為將師生群體共同放在一定的社會(huì)關(guān)系背景下，群體間、個(gè)體間能夠在心理、行為上相互作用和相互影響。要在教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間建立一種友好互助的學(xué)習(xí)方式。其三，要實(shí)施認(rèn)知主義教學(xué)理論，以此來(lái)構(gòu)建虛擬仿真課程多元融合的教學(xué)模式。認(rèn)知主義教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部心理結(jié)構(gòu)，在課程的教學(xué)過(guò)程中這一結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化和改組。因此，虛擬仿真課程的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)要建構(gòu)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生自己主動(dòng)發(fā)現(xiàn)知識(shí)，進(jìn)行“人機(jī)交互”的深度學(xué)習(xí)。

三、綜合性開(kāi)發(fā)：高校虛擬仿真課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵抓手

對(duì)課程進(jìn)行細(xì)致入微的分析和設(shè)計(jì)是科學(xué)開(kāi)發(fā)課程的前提，而如何落實(shí)到開(kāi)發(fā)和實(shí)施的實(shí)踐過(guò)程之中才是課程能夠有效運(yùn)行的關(guān)鍵核心問(wèn)題。以往研究認(rèn)為，課程開(kāi)發(fā)是一種綜合性過(guò)程，需要完成教學(xué)資料組織、教學(xué)模式選擇、教學(xué)支撐團(tuán)隊(duì)建設(shè)等方面的開(kāi)發(fā)。[20]在虛擬仿真課程的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)人員需要將課程需要的教學(xué)資料轉(zhuǎn)化、創(chuàng)造出來(lái)，建設(shè)相應(yīng)的教學(xué)平臺(tái)作為教學(xué)場(chǎng)所，并安排教學(xué)活動(dòng)，支持團(tuán)隊(duì)為其提供技術(shù)保障。

（一）虛擬仿真課程教學(xué)資料的組織

教學(xué)資料即課程課內(nèi)外教學(xué)所需的學(xué)習(xí)資源，也是學(xué)習(xí)內(nèi)容的載體。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教學(xué)資料多是以文字、圖片等靜態(tài)方式呈現(xiàn)，學(xué)生通過(guò)視覺(jué)就可以進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)與理解。受制于此類方式的信息承載量有限，教學(xué)資料無(wú)法對(duì)課程進(jìn)行深入的拓展，因此傳統(tǒng)教學(xué)資料主要以教科書(shū)內(nèi)容為主。在信息化技術(shù)與學(xué)科教學(xué)“深度融合”的今天，學(xué)科的學(xué)習(xí)資源日益豐富。[21]當(dāng)高校虛擬仿真課程的教學(xué)資料上傳到教學(xué)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)世界后，教師可以通過(guò)視頻、音頻、游戲互動(dòng)等形式將教學(xué)資料呈現(xiàn)給學(xué)生。在虛擬仿真課程教學(xué)資料的組織中，尤其要發(fā)揮教學(xué)視頻的作用。因?yàn)橥ㄟ^(guò)視頻的方式，學(xué)生不僅在視覺(jué)上能直觀了解學(xué)習(xí)內(nèi)容，而且還可以從聽(tīng)覺(jué)上結(jié)合視頻旁白加深印象。此外，虛擬仿真課程還應(yīng)重視游戲互動(dòng)的教學(xué)資料組織。這一形式需要將學(xué)習(xí)內(nèi)容游戲化，采用通關(guān)式或引導(dǎo)式的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)者之間的互動(dòng)。將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容通過(guò)虛擬仿真游戲的方式進(jìn)行組織，既能引起學(xué)生對(duì)課堂的興趣，也可以增加學(xué)生的課堂參與感。

（二）虛擬仿真課程教學(xué)模式的選擇

虛擬仿真課程的教學(xué)模式就是將課程呈現(xiàn)給學(xué)生的具體途徑。傳統(tǒng)課程以單一的線下授課為主，采用班級(jí)授課制的形式進(jìn)行師生間的面對(duì)面教學(xué)。此種教學(xué)模式有利于拉近師生間的距離，營(yíng)造師生互助的教學(xué)氛圍。虛擬仿真課程利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)課程環(huán)境進(jìn)行模擬，采用線下面授、線上云端以及混合教學(xué)這三種不同的方式進(jìn)行教學(xué)。以上教學(xué)模式各有其側(cè)重點(diǎn)：在線下面授過(guò)程中，教師與學(xué)生零距離接觸，需著重發(fā)揮教師的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)作用；現(xiàn)場(chǎng)式的虛擬仿真課程教學(xué)，教師能通過(guò)手把手、面對(duì)面的指導(dǎo)和解說(shuō)，幫助學(xué)生更好理解虛擬仿真課程內(nèi)容；云端課堂方式的教學(xué)應(yīng)科學(xué)、合理分配教學(xué)內(nèi)容，在現(xiàn)有的教學(xué)項(xiàng)目上進(jìn)行改造，從而建設(shè)具有更加專業(yè)性、靈活性、系統(tǒng)性的教學(xué)項(xiàng)目。[22]在混合式教學(xué)的過(guò)程中，教師利用好線上、線下教學(xué)的比較優(yōu)勢(shì)，對(duì)其進(jìn)行整合，從而規(guī)避單一的線上、線下教學(xué)模式的內(nèi)在弊端，以線上、線下混合式教學(xué)模式來(lái)實(shí)現(xiàn)兩者的有機(jī)結(jié)合。

（三）虛擬仿真課程教學(xué)支撐團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

虛擬仿真課程教學(xué)支撐團(tuán)隊(duì)是虛擬仿真課程運(yùn)行過(guò)程中必不可少的人力資源。傳統(tǒng)的高校課程授課團(tuán)隊(duì)由任課教師主導(dǎo)，并負(fù)責(zé)課前準(zhǔn)備教案、課中講授知識(shí)、課后作業(yè)批改等工作，沒(méi)有相關(guān)的后勤保障和技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。虛擬仿真課程的開(kāi)發(fā)需要多主體跨越學(xué)科界限共同進(jìn)行，單一的專業(yè)教師主導(dǎo)無(wú)法適配融合了信息技術(shù)的新教學(xué)樣式。對(duì)一門(mén)虛擬仿真課程的開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，需要有企業(yè)、教師、后勤三大主體的共同參與才能開(kāi)發(fā)出遵循教學(xué)規(guī)律的、符合學(xué)生需求的、匹配教師能力的高質(zhì)量虛擬仿真課程。具體來(lái)說(shuō)，企業(yè)要對(duì)教育市場(chǎng)進(jìn)行深入細(xì)致的市場(chǎng)調(diào)查，還要組織一批專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)來(lái)開(kāi)發(fā)高新技術(shù)，在硬件方面實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代。對(duì)教師群體來(lái)說(shuō)，課程必須在教師的指導(dǎo)下完成挑選課程教學(xué)內(nèi)容、確定學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)計(jì)教學(xué)步驟等一系列流程。后勤團(tuán)隊(duì)起到“橋梁”的作用，連接著企業(yè)與教師，發(fā)揮溝通與交流作用。只有在企業(yè)技術(shù)人員、課程任課教師、后勤保障人員的相互配合下，虛擬仿真課程教學(xué)才能得以順利開(kāi)展。

四、系列化實(shí)施：高校虛擬仿真課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的核心階段

學(xué)習(xí)內(nèi)容從教師向?qū)W生的順利轉(zhuǎn)移，知識(shí)向能力的高效轉(zhuǎn)化離不開(kāi)課程的實(shí)施。當(dāng)前高校虛擬仿真課程在實(shí)施過(guò)程中，教師與學(xué)生之間存在時(shí)間與空間上的割裂問(wèn)題，因此要格外注重課程的實(shí)施過(guò)程，并將其放置于核心階段。課程的實(shí)施是一項(xiàng)具有完整過(guò)程的系列活動(dòng)，因此可以按照各階段活動(dòng)的作用與功能將其劃分為三個(gè)步驟：課前準(zhǔn)備、課中互動(dòng)、課后反饋。

（一）虛擬仿真課程實(shí)施的課前準(zhǔn)備

虛擬仿真課程的課前準(zhǔn)備是指在正式講授課程之前做好的系列工作，既包括教師的工作，也包括學(xué)生的參與。傳統(tǒng)課程在課前準(zhǔn)備時(shí)，教師只需準(zhǔn)備教材、課件、課案，再利用一定的教學(xué)策略與教學(xué)技巧即可。但信息技術(shù)的加入改變了虛擬仿真課程教師課前準(zhǔn)備的內(nèi)容與模式。首先，教師需要做好教學(xué)內(nèi)容的組織，利用好電子化、信息化教學(xué)材料，制作好教學(xué)圖片、視頻和音頻等內(nèi)容。其次，教師根據(jù)實(shí)際情況自主確定課程教學(xué)平臺(tái)，如ZOOM系統(tǒng)、Canvas平臺(tái)、“好大學(xué)在線”、線下智慧教室、華為云平臺(tái)等。最后，教師還需熟悉虛擬仿真課程技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)方面的相關(guān)培訓(xùn)，了解虛擬課程運(yùn)行狀況。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)不再是傳統(tǒng)的課前預(yù)習(xí)教材的簡(jiǎn)單方式。首先，學(xué)生需在課堂上親身操作專業(yè)的仿真軟件、仿真設(shè)備、仿真教具，因此須事先了解相關(guān)操作。[23]其次，學(xué)生在課前的準(zhǔn)備過(guò)程中，還需在硬件方面做好準(zhǔn)備，其中包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備準(zhǔn)備、網(wǎng)絡(luò)安全準(zhǔn)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)準(zhǔn)備。[24]最后，學(xué)生還需對(duì)教師提供的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源包做好課前預(yù)習(xí)，了解課程主要內(nèi)容。

（二）虛擬仿真課程實(shí)施的課中互動(dòng)

虛擬仿真課程實(shí)施中的課中互動(dòng)是教師與學(xué)生在課堂上的具體表現(xiàn)。與傳統(tǒng)課程相比，虛擬仿真課程在實(shí)施過(guò)程中，教師與學(xué)生存在時(shí)間和空間上的錯(cuò)位，因此師生之間可能存在互動(dòng)和朋輩效應(yīng)的缺失問(wèn)題，由此導(dǎo)致超越課堂場(chǎng)域之外的自主性學(xué)習(xí)參與嚴(yán)重不足的問(wèn)題。[25]因此，在虛擬仿真課程中，要消弭學(xué)生與教師在課程活動(dòng)中的時(shí)空隔閡感，拉近彼此之間的心理距離。首先，利用好虛擬仿真環(huán)境的虛擬性和沉浸性，其強(qiáng)大的模擬和再現(xiàn)功能能夠?qū)⒅R(shí)產(chǎn)生、發(fā)展和變化的全過(guò)程在虛擬世界展示出來(lái)，與現(xiàn)實(shí)世界的感知功能高度匹配。其次，在智能時(shí)代，教師必須學(xué)會(huì)與多元背景的學(xué)習(xí)者群體互動(dòng)，移情被認(rèn)為是教師最重要的技能。[26]273-282移情能力的高低體現(xiàn)于師生之間的互動(dòng)之中。教師在虛擬仿真課程的教學(xué)過(guò)程之中發(fā)揮學(xué)生之間的朋輩效應(yīng)，采用團(tuán)隊(duì)式探究分析教學(xué)方法，包括合作學(xué)習(xí)、伙伴學(xué)習(xí)、小組學(xué)習(xí)等組織形式，構(gòu)建起發(fā)揮教師主導(dǎo)作用和體現(xiàn)學(xué)生主體地位的“主導(dǎo)-主體相結(jié)合”的教學(xué)結(jié)構(gòu)。[27]

（三）虛擬仿真課程實(shí)施的課后反饋

虛擬仿真課程實(shí)施的課后反饋既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的考查，也是對(duì)課程與教師授課情況的具體反映。與傳統(tǒng)課程相比，虛擬仿真課程課后反饋采用的是大數(shù)據(jù)技術(shù)而非人力，因此能夠更大規(guī)模、更加準(zhǔn)確地收集相關(guān)信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)分析、決策向?qū)Ш蛯W(xué)習(xí)服務(wù)方面具有先天性的優(yōu)勢(shì)，[28]可以利用該技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，并做出相應(yīng)的調(diào)整。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的考查最為直接的方式是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，獲取學(xué)生知識(shí)的掌握度和解決問(wèn)題能力的高低。課程和教師授課情況可以在課堂評(píng)論區(qū)、聊天框、論壇等網(wǎng)絡(luò)社區(qū)進(jìn)行反饋。這種網(wǎng)絡(luò)社區(qū)的建立具有匿名性的特點(diǎn)，因此能夠真實(shí)反映出學(xué)生群體對(duì)課程和教師的評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)的意見(jiàn)和建議。除此之外，網(wǎng)絡(luò)社區(qū)功能區(qū)還可以方便教師在課程結(jié)束后發(fā)布與課外相關(guān)的拓展資源，讓感興趣并學(xué)有余力的學(xué)生自主學(xué)習(xí)。[29]

五、深度化評(píng)價(jià)：高校虛擬仿真課程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的自我突破

作為一種課程，虛擬仿真課程具有跟傳統(tǒng)課程部分相似的評(píng)價(jià)體系，如評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)方式、評(píng)價(jià)主體等；作為數(shù)字化時(shí)代的新式課程，虛擬仿真課程也具有與以往課程迥異的評(píng)價(jià)方式和內(nèi)容，如即時(shí)性評(píng)價(jià)、精準(zhǔn)性反饋等。綜合來(lái)看，在繼承傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬仿真課程的評(píng)價(jià)可以從：過(guò)程性評(píng)價(jià)目標(biāo)、多元化評(píng)價(jià)方式和精準(zhǔn)性結(jié)果反饋三個(gè)方面進(jìn)行。

（一）以學(xué)生發(fā)展為中心的過(guò)程性評(píng)價(jià)目標(biāo)

高校虛擬仿真課程評(píng)價(jià)要以學(xué)生發(fā)展為中心，關(guān)注學(xué)生發(fā)展過(guò)程，幫助學(xué)習(xí)者構(gòu)建有目的的、真實(shí)的和深入的學(xué)習(xí)活動(dòng)。[30]在虛擬仿真課程的評(píng)價(jià)過(guò)程中，堅(jiān)持以學(xué)生發(fā)展為中心作為一切工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，同時(shí)也要凸顯學(xué)生的意義主體價(jià)值，積極鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)出對(duì)課程的實(shí)際需求、個(gè)人興趣和基本態(tài)度。虛擬仿真課程評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)過(guò)程性評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)根據(jù)課程活動(dòng)的變化而實(shí)時(shí)發(fā)生變動(dòng)，全過(guò)程、多方位記錄學(xué)生在不同成長(zhǎng)階段所取得的相關(guān)成就。在虛擬仿真課程中，為每位學(xué)生量身制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)目標(biāo)不再是難以解決的技術(shù)難題：大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠采集學(xué)生細(xì)致而深入的語(yǔ)言、行為甚至心理數(shù)據(jù)；智能算法能夠優(yōu)化這些數(shù)據(jù)并針對(duì)性推送給相關(guān)用戶；深度學(xué)習(xí)技術(shù)能夠促進(jìn)虛擬仿真課程不斷優(yōu)化升級(jí)；頭戴式和桌面式虛擬仿真設(shè)備能為師生提供人機(jī)交互界面。除此之外，教師根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、模擬訓(xùn)練、個(gè)人匯報(bào)、小組討論等活動(dòng)為每一位學(xué)生制作信息化檔案，做到每一活動(dòng)有記錄、每一階段有備案、每一評(píng)價(jià)有依據(jù)。

（二）人機(jī)交互的多元化評(píng)價(jià)方式

高校虛擬仿真課程評(píng)價(jià)需要采用人與機(jī)器交互式的多元化評(píng)價(jià)方式。傳統(tǒng)課程評(píng)價(jià)傾向于使用簡(jiǎn)單的量化方式評(píng)價(jià)課程質(zhì)量，但最終得出的量化分?jǐn)?shù)無(wú)法體現(xiàn)課程內(nèi)容的豐富性，也無(wú)法展示出教育情景的復(fù)雜性，以及無(wú)法展示學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的成交性。[31]高校虛擬仿真課程評(píng)價(jià)不能僅靠單一的學(xué)習(xí)成績(jī)，也不能依賴于純?nèi)斯さ脑u(píng)價(jià)方式，而是應(yīng)探索匹配數(shù)字化時(shí)代的人機(jī)交互式多元評(píng)價(jià)方式。在人機(jī)交互之中，學(xué)生與教師能夠隨時(shí)隨地產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，機(jī)器收集數(shù)據(jù)并通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行篩查與處理，[32]最后評(píng)價(jià)者根據(jù)處理好的數(shù)據(jù)來(lái)作出判斷。機(jī)器與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的加入為課程的評(píng)價(jià)者提供了更多、更全面的判斷依據(jù)，但最終的決定者仍然是人本身。虛擬仿真課程評(píng)價(jià)方式應(yīng)多方考量學(xué)習(xí)者身心發(fā)展規(guī)律和計(jì)算機(jī)量化技術(shù)的相關(guān)特點(diǎn)，體現(xiàn)出互動(dòng)性、情景性和表現(xiàn)性的評(píng)價(jià)過(guò)程，將量化評(píng)價(jià)與質(zhì)性評(píng)價(jià)、過(guò)程性評(píng)價(jià)與結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合，建立起“人—技術(shù)—人”的多維連接。

（三）個(gè)性化的精準(zhǔn)性結(jié)果反饋

高校虛擬仿真課程評(píng)價(jià)需要對(duì)學(xué)生和教師提供個(gè)性化的精準(zhǔn)結(jié)果反饋，以此做出針對(duì)性的改進(jìn)措施。由于技術(shù)方面的限制，傳統(tǒng)課程在課程結(jié)束之后形成的總結(jié)性評(píng)價(jià)，并不需要對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行深度的分析與反饋，缺少對(duì)結(jié)果的反饋使學(xué)習(xí)過(guò)程無(wú)法形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，僅是單向的填鴨式學(xué)習(xí)。而在信息化時(shí)代，更多數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用能使對(duì)每位學(xué)生的評(píng)價(jià)給出更具個(gè)性化和精準(zhǔn)化的結(jié)果。虛擬仿真課程將課程各部分細(xì)化，分模塊、分階段、分內(nèi)容來(lái)進(jìn)行不同部分的權(quán)重賦分，采用課程討論、單元測(cè)試、課程作業(yè)、作業(yè)互評(píng)等形式來(lái)進(jìn)行靈活考核。學(xué)生隨時(shí)登錄虛擬仿真系統(tǒng)上傳個(gè)人數(shù)據(jù)，主要包括管理類數(shù)據(jù)、行為類數(shù)據(jù)、資源類數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)類數(shù)據(jù)。[33]基于虛擬仿真技術(shù)的課程評(píng)價(jià)可以利用學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作數(shù)據(jù)的提取以及云端數(shù)據(jù)的計(jì)算分析，來(lái)對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，并為學(xué)生提供專屬定制的反饋。

六、結(jié) 語(yǔ)

總而言之，在當(dāng)前國(guó)家大力推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)2.0”目標(biāo)的過(guò)程中，如何開(kāi)發(fā)出科學(xué)合理的虛擬仿真課程與實(shí)際的課程教學(xué)相結(jié)合成為當(dāng)務(wù)之急。不妨借鑒ADDIE課程開(kāi)發(fā)模型，為虛擬仿真課程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)提供理論與方法上的指導(dǎo)。具體而言，就是要：深入課程學(xué)習(xí)對(duì)象、學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析；加強(qiáng)課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略、教學(xué)理論的設(shè)計(jì)；促進(jìn)課程教學(xué)資料、教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)技術(shù)的開(kāi)發(fā)；保障課程課前準(zhǔn)備、課中互動(dòng)、課后反饋的實(shí)施；進(jìn)行課程生成性、多元化、及時(shí)性的反饋。在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)自身所具備的不同情況，需要課程的開(kāi)發(fā)者、使用者立足實(shí)際情況不斷調(diào)整，在分析、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、實(shí)施和評(píng)價(jià)五個(gè)方面與時(shí)俱進(jìn)，自始至終地保持對(duì)技術(shù)進(jìn)步的謹(jǐn)慎、對(duì)課程開(kāi)發(fā)的熱情、對(duì)學(xué)習(xí)探究的敬畏。

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【特約編輯 龍? ?晟】

A Preliminary Study on the Design and Development Model of Virtual Simulation Courses in Universities

YU Yang，ZHONG Maochang，HAO Keyu

（Institute of Higher Education，Institute of Marxism，Jilin University，Changchun，Jilin 130012，China）

[Abstract] Virtual simulation technology has penetrated into various levels of the education field， bringing profound changes to teaching modes， teaching design， course content， and so on. In the practical process， the design and development of virtual simulation courses are difficult to apply traditional methods， and there are problems such as insufficient understanding of the connotation of virtual simulation courses， weak practicality of virtual simulation courses， and outdated course content. The ADDIE course development model not only has deep flexibility， but also places great emphasis on the application of cognitive theory， providing new ideas for solving the above problems. This course development model selects and combines many internal elements of virtual simulation courses in universities through five steps： coverage analysis， comprehensive design， comprehensive development， serialized implementation， and in-depth evaluation， ultimately completing the design and development of the course.

[Key words] ADDIE model; virtual simulation courses in universities; development and design