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摘 要:经管类虚拟仿真实验教学项目建设,有效克服了传统理论教学和实验实践教学的弊端。近年来,我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设取得了长足进展,但仍存在高阶性、创新性缺乏,个性化、探究性不足,挑战度不够等问题,需要从实验方案、实验内容、平台 建设、实验组织及评价考核体系等诸多方面,深化对信息化时代教育教学新规律的研究,全面提升项目建设的水平。
关键词:经济管理;虚拟仿真实验;实验教学
[中图分类号] G642 [文献标识码]B [文章编号]
为推进信息技术与高等教育实验教学深度融合,2017年教育部下发了《关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》,《通知》对虚拟仿真实验教学项目建设提出了要求,确立了标准。大力推进虚拟仿真实验教学项目建设,能够有效解决传统理论教学和实验教学的弊端,提升教学质量和水平,是高等教育教学改革的必然方向。本文对我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设现状及问题进行了分析,结合我校项目开发和实践,探索了高质量虚拟仿真实验教学项目建设的问题。
一、经管类虚拟仿真实验教学项目建设现状
进入21世纪,虚拟现实技术作为一种强大的人机交互技术,渗透到社会各个领域,对教育理念和模式的发展带来革命性影响。虚拟仿真实验是以现代教育理论为指导,以虚拟仿真技术为依托而建立的一种新型实验教学模式。相比传统实验,虚拟仿真实验以其具有的沉浸性、构想性、交互性等优势,克服了传统理论教学和实验的制约,受到世界各国高校的高度重视。国外高校率先把虚拟仿真技术应用到教育教學领域,例如英国牛津大学的化学VL实验室等,取得了显著的教学研究效果。
国内高校从20世纪90年代后期,开始进行虚拟仿真技术及教学应用的研究。2008—2010年间,教育部组织开展了“虚拟实验教学环境关键技术研究与应用示范”系列课题研究。2013年,教育部开始启动国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。高校在虚拟仿真实验教学中心建设中强调虚拟仿真实验教学项目建设,按专业门类构建虚拟仿真项目和共享平台。在教育部的大力推动下,我国虚拟仿真实验教学项目已经从最初的局部应用阶段迈向大规模建设与开放共享的深入发展阶段。
虚拟仿真实验教学项目建设,是经管类实验教学改革的重要方向。经管类专业具有很强的应用性、实践性,天然具有仿真的性质。传统经管类理论教学多以理论原理为核心,缺少在真实或类似真实的环境中进行实践,这种“知识传授型”教学模式限制了学生创新思维发展。传统实验通常依托相关软件,侧重业务层面的标准化流程,实验真实情景无法展现,限制了学生应用创新能力的培养。传统实习实践教学活动也存在安排难度大、受时空限制影响、处理业务岗位单一、难以接触核心业务等诸多困难和问题。这些因素导致校外专业实践和实习往往流于形式,不利于缩短经管类应用创新型人才的培养时滞。
通过将大数据、智能化、信息化技术引入到教学中,经管类虚拟仿真实验教学项目建设,有效解决了传统理论教学和实验实习“做不到”“做不好”“做不了”的问题。例如,虚拟仿真实验能够弥补理论教学过于抽象化的不足,实现教学的智能化和场景化,以其直观性、体验性、仿真性,帮助学生克服了学习经济管理理论与模型的畏难心理,完成了真实环境下难以实现的认知和实践过程,满足了学生学习的个性化需求。虚拟仿真实验还能够克服真实实验过程不可及、不可逆、不可重复的缺点,解决了在真实世界中操作的不可能、不可为问题。此外,开放共享的实验平台将极大拓展学生的学习资源和空间,弥补传统课堂实验周期长、实验成本高等诸多弊端,解决了实验环境匮乏和实验实施困难的痛点。
这些优势是国内高校经管类学科愈益重视虚拟仿真实验教学项目开发和应用的重要原因。很多高校通过自主开发或购买引进的方式,逐步建成了各具特色的虚拟仿真实验教学体系和实验教学项目库。教育部《2017-2020年示范性虚拟仿真实验教学项目建设规划》文件的出台,进一步推动了经管类虚拟仿真实验教学项目的建设。根据《规划》安排,教育部将分别于2019年和2020年各遴选批准40个国家级经管类虚拟仿真实验教学项目。从教育部最近公示的情况看,2019年共有139个经管类申报项目,这些项目涉及学校及专业十分广泛,设计技术的标准化、项目质量及开放共享水平呈现不断提升的发展趋势,表明我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设已经进入大规模的应用阶段。
二、经管类虚拟仿真实验教学项目建设中的问题
当前,教育部提出要按照“两性一度”(高阶性、创新性、挑战度)的标准打造“金课”,这一要求对虚拟仿真实验教学项目的建设具有重要指导意义。按照“两性一度”标准来衡量,由于我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设起步较晚,不少经管类项目在设计理念、内容体系、教学组织等方面还存在一些亟待解决的问题。
(一)缺乏高阶性
“高阶性”,就是知识能力素质的有机融合,旨在培养学生的高级认知及解决复杂问题的综合能力和高级思维。以高阶性来衡量,在经管类虚拟仿真实验教学项目中,演示性、验证性实验项目比重较大,这些项目侧重知识传授,关注学生对事实性知识和概念性知识的记忆、理解和初级应用,局限于培养学生的基本知识及业务技能,但在以分析、评价和创造为核心要素的高级认知方面没有做更多的设计,不利于学生能力建设和情感养成,严重制约了学生综合能力和素质的培养。
(二)缺乏创新性
“创新性”主要体现在项目设计要反映前沿性和时代性。以创新性来衡量,多数项目来自市场购买,缺少科研成果转化及自主研发,局限于用信息化技术再现传统教学内容,没有紧贴经济社会发展前沿设计实验内容。实验内容的陈旧性,不利于保证教学的前沿性和时代性,实现高校人才培养与经济社会发展需要的无缝对接。
(三)个性化及探究性不足
项目的设计应以学习者为中心,提供项目式个性化学习路径,配合学习者能力、兴趣做引导式调整,注重形成性评价,启发、诱导学生主动探索,从而自我构建知识体系、自我发展。特别对于经管类学科而言,由于经济社会发展是一个复杂的系统,项目设计应体现参数的多变性及结果的多样性,但多数项目设计仅涉及经济社会发展的一般特征及常态性工作,忽视了经济社会现实的复杂性和不确定性。标准化的教学内容设计,必然导致个性化、探索性不足,不利于培养学生多元化思维和实战能力。 (四)挑战度不够
项目设计要有一定的挑战度,就应显著提高对学生的考核标准和要求,应围绕知识、能力和态度分别设计相应的考核体系。从目前情况看,多数项目设计仍侧重对学生理论、概念等知识认知层面的考核,对学生技能、创新能力的考核设计明显不够。
三、推进高质量虚拟仿真实验教学项目建设
推进高质量虚拟仿真实验教学项目建设,是当前高校教育教学改革面临的重要任务。在这方面,我校做出了初步探索,积累了一些经验。以下结合国际航空货运出口通关虚拟仿真实验教学项目建设,对如何推进高质量项目建设问题进行探讨。该项目是我校自主研发的虚拟仿真实验教学项目,旨在培养学生航空货运出口通关的业务技能及解决复杂问题的综合能力和高级思维。面向我校经管类专业学生开设以来,项目实施效果显著。具体而言,该项目具有如下几个方面的特色。
(一)实验方案设计的需求导向
为了适应我国“一带一路”,尤其是空中“丝绸之路”建设迅猛发展对航空经济管理领域应用型创新型人才的需要,我校以郑州航空港为原型,依托郑州航空港国际货运出口通关业务真实流程进行实验方案设计。学生通过实验,掌握航空经济的相关知识和技能,把握国际航空经济发展大局,对现实重大问题进行独立思考并提出综合解决方案,从而实现高校人才培養体系与我国经济发展需要的无缝对接。
(二)基于业务流程的实验内容设计
国际航空货运出口通关具有多环节互动、多单位协同、技术性和政策性强的特征。本项目根据现行的政策规定,通过抽取航空港出口通关业务的典型特征,运用虚拟漫游和可视化仿真技术再现出口通关真实场景和过程。项目设置有新客户调研、报价、数据录入、接单与订舱、货物入仓、航空运单制作、舱单申报、电子报关、机场口岸通关等关键业务环节。基于业务流程的项目设计,使学生能够熟悉国际航空货运出口通关业务链的全流程,理解货主、货代公司、机场、海关、航空公司等角色间的业务交互关系,培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。
(三)信息化的综合实验平台
借助网络信息化,构建了学生自主实验模式下的开放性网络教学平台。在此平台下,课件、视频教学、模拟考试、网络教学等资源与网络环境进行有机结合,为学生提供线上实验选课、课件预习、实践、考核以及成绩查询等服务。平台具有数据导入、导出功能,方便通关过程中所涉各种角色进行数据收集、分析和处理。教师可在线监控学生实验进程,以进行实时指导。平台还提供了师生交流功能,便于线上互动、及时答疑。信息化综合实验平台的搭建,保证了项目开放、互动式的教学效果。
(四)以学生为中心、合作互动式的组织模式
通过引入三维虚拟漫游和可视化仿真技术,构建了立体化、多维度、情景式的全面感知物理环境和学习情景,学生自主实验,获得身临其境的体验。在实验过程中,学生通过交互式的人机界面以及自主学习、合作交流和探究学习的方式,开展线上实践实习、线下研讨活动等实训活动,教师及时在线指导,从而实现了线上线下、人机之间、人际之间有效互动。
(五)知识和能力培养并重的评价体系
基于业务技能和创新能力培养并重,在考核评价体系设计中,项目既注重实验操作的规范性、严谨性,也考核学生分析问题的科学性及政策建议的合理性,构建了“线上考核+线下考核”、“过程考核+结果考核”、“能力考核+情感考核”相结合的全过程、多元化考核体系。
四、结束语
在信息化背景下,经管类实验教学功能怎样定位?实验教学活动如何开展?实验教学需要什么条件?实验教学怎样进行管理?实验教学如何发展创新?对这些重大问题进行深入研究,有助于把握信息化时代教育教学新规律,提升经管类虚拟仿真实验教学项目建设的水平。经管类学科应按照教育部“两性一度”“金课”标准,结合学科特点和人才培养要求,打造高质量虚拟仿真实验教学项目,持续推动教育教学改革和人才培养模式创新。
参考文献:
[1]蒋耘晨.虚拟实验室技术[M].北京:北京理工大学出版社,2011.
[2]王思宇,徐建国,张丽红等.微生物学虚拟仿真实验教学模式初构[J].高教学刊,2018(22):104-106.
[3]刘来玉,陈晨等.虚拟仿真实验教学助推双创教育的探索与实践[J],实验技术与管理,2017(12):128-131.
[4]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.
[5]祖强,魏永军.国家级示范性虚拟仿真实验教学项目申报策略探讨[J].实验技术与管理,2018( 9):236-238.
[6]李平,毛昌杰等.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设,提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索,2013(11):5-8.
作者简介:
郭宏(1967—),男,河南上蔡人,河南财经政法大学经济管理实验教学中心主任、教授、博士,研究方向为经济学、实验技术与管理;
张斌(1973-),男,河南郑州人,河南财经政法大学经济管理实验教学中心副主任、副教授、硕士,研究方向为数据库、企业信息化、实验技术与管理。
基金项目:2017年河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目(2017SJGLX075)
关键词:经济管理;虚拟仿真实验;实验教学
[中图分类号] G642 [文献标识码]B [文章编号]
为推进信息技术与高等教育实验教学深度融合,2017年教育部下发了《关于2017-2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》,《通知》对虚拟仿真实验教学项目建设提出了要求,确立了标准。大力推进虚拟仿真实验教学项目建设,能够有效解决传统理论教学和实验教学的弊端,提升教学质量和水平,是高等教育教学改革的必然方向。本文对我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设现状及问题进行了分析,结合我校项目开发和实践,探索了高质量虚拟仿真实验教学项目建设的问题。
一、经管类虚拟仿真实验教学项目建设现状
进入21世纪,虚拟现实技术作为一种强大的人机交互技术,渗透到社会各个领域,对教育理念和模式的发展带来革命性影响。虚拟仿真实验是以现代教育理论为指导,以虚拟仿真技术为依托而建立的一种新型实验教学模式。相比传统实验,虚拟仿真实验以其具有的沉浸性、构想性、交互性等优势,克服了传统理论教学和实验的制约,受到世界各国高校的高度重视。国外高校率先把虚拟仿真技术应用到教育教學领域,例如英国牛津大学的化学VL实验室等,取得了显著的教学研究效果。
国内高校从20世纪90年代后期,开始进行虚拟仿真技术及教学应用的研究。2008—2010年间,教育部组织开展了“虚拟实验教学环境关键技术研究与应用示范”系列课题研究。2013年,教育部开始启动国家级虚拟仿真实验教学中心建设工作。高校在虚拟仿真实验教学中心建设中强调虚拟仿真实验教学项目建设,按专业门类构建虚拟仿真项目和共享平台。在教育部的大力推动下,我国虚拟仿真实验教学项目已经从最初的局部应用阶段迈向大规模建设与开放共享的深入发展阶段。
虚拟仿真实验教学项目建设,是经管类实验教学改革的重要方向。经管类专业具有很强的应用性、实践性,天然具有仿真的性质。传统经管类理论教学多以理论原理为核心,缺少在真实或类似真实的环境中进行实践,这种“知识传授型”教学模式限制了学生创新思维发展。传统实验通常依托相关软件,侧重业务层面的标准化流程,实验真实情景无法展现,限制了学生应用创新能力的培养。传统实习实践教学活动也存在安排难度大、受时空限制影响、处理业务岗位单一、难以接触核心业务等诸多困难和问题。这些因素导致校外专业实践和实习往往流于形式,不利于缩短经管类应用创新型人才的培养时滞。
通过将大数据、智能化、信息化技术引入到教学中,经管类虚拟仿真实验教学项目建设,有效解决了传统理论教学和实验实习“做不到”“做不好”“做不了”的问题。例如,虚拟仿真实验能够弥补理论教学过于抽象化的不足,实现教学的智能化和场景化,以其直观性、体验性、仿真性,帮助学生克服了学习经济管理理论与模型的畏难心理,完成了真实环境下难以实现的认知和实践过程,满足了学生学习的个性化需求。虚拟仿真实验还能够克服真实实验过程不可及、不可逆、不可重复的缺点,解决了在真实世界中操作的不可能、不可为问题。此外,开放共享的实验平台将极大拓展学生的学习资源和空间,弥补传统课堂实验周期长、实验成本高等诸多弊端,解决了实验环境匮乏和实验实施困难的痛点。
这些优势是国内高校经管类学科愈益重视虚拟仿真实验教学项目开发和应用的重要原因。很多高校通过自主开发或购买引进的方式,逐步建成了各具特色的虚拟仿真实验教学体系和实验教学项目库。教育部《2017-2020年示范性虚拟仿真实验教学项目建设规划》文件的出台,进一步推动了经管类虚拟仿真实验教学项目的建设。根据《规划》安排,教育部将分别于2019年和2020年各遴选批准40个国家级经管类虚拟仿真实验教学项目。从教育部最近公示的情况看,2019年共有139个经管类申报项目,这些项目涉及学校及专业十分广泛,设计技术的标准化、项目质量及开放共享水平呈现不断提升的发展趋势,表明我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设已经进入大规模的应用阶段。
二、经管类虚拟仿真实验教学项目建设中的问题
当前,教育部提出要按照“两性一度”(高阶性、创新性、挑战度)的标准打造“金课”,这一要求对虚拟仿真实验教学项目的建设具有重要指导意义。按照“两性一度”标准来衡量,由于我国经管类虚拟仿真实验教学项目建设起步较晚,不少经管类项目在设计理念、内容体系、教学组织等方面还存在一些亟待解决的问题。
(一)缺乏高阶性
“高阶性”,就是知识能力素质的有机融合,旨在培养学生的高级认知及解决复杂问题的综合能力和高级思维。以高阶性来衡量,在经管类虚拟仿真实验教学项目中,演示性、验证性实验项目比重较大,这些项目侧重知识传授,关注学生对事实性知识和概念性知识的记忆、理解和初级应用,局限于培养学生的基本知识及业务技能,但在以分析、评价和创造为核心要素的高级认知方面没有做更多的设计,不利于学生能力建设和情感养成,严重制约了学生综合能力和素质的培养。
(二)缺乏创新性
“创新性”主要体现在项目设计要反映前沿性和时代性。以创新性来衡量,多数项目来自市场购买,缺少科研成果转化及自主研发,局限于用信息化技术再现传统教学内容,没有紧贴经济社会发展前沿设计实验内容。实验内容的陈旧性,不利于保证教学的前沿性和时代性,实现高校人才培养与经济社会发展需要的无缝对接。
(三)个性化及探究性不足
项目的设计应以学习者为中心,提供项目式个性化学习路径,配合学习者能力、兴趣做引导式调整,注重形成性评价,启发、诱导学生主动探索,从而自我构建知识体系、自我发展。特别对于经管类学科而言,由于经济社会发展是一个复杂的系统,项目设计应体现参数的多变性及结果的多样性,但多数项目设计仅涉及经济社会发展的一般特征及常态性工作,忽视了经济社会现实的复杂性和不确定性。标准化的教学内容设计,必然导致个性化、探索性不足,不利于培养学生多元化思维和实战能力。 (四)挑战度不够
项目设计要有一定的挑战度,就应显著提高对学生的考核标准和要求,应围绕知识、能力和态度分别设计相应的考核体系。从目前情况看,多数项目设计仍侧重对学生理论、概念等知识认知层面的考核,对学生技能、创新能力的考核设计明显不够。
三、推进高质量虚拟仿真实验教学项目建设
推进高质量虚拟仿真实验教学项目建设,是当前高校教育教学改革面临的重要任务。在这方面,我校做出了初步探索,积累了一些经验。以下结合国际航空货运出口通关虚拟仿真实验教学项目建设,对如何推进高质量项目建设问题进行探讨。该项目是我校自主研发的虚拟仿真实验教学项目,旨在培养学生航空货运出口通关的业务技能及解决复杂问题的综合能力和高级思维。面向我校经管类专业学生开设以来,项目实施效果显著。具体而言,该项目具有如下几个方面的特色。
(一)实验方案设计的需求导向
为了适应我国“一带一路”,尤其是空中“丝绸之路”建设迅猛发展对航空经济管理领域应用型创新型人才的需要,我校以郑州航空港为原型,依托郑州航空港国际货运出口通关业务真实流程进行实验方案设计。学生通过实验,掌握航空经济的相关知识和技能,把握国际航空经济发展大局,对现实重大问题进行独立思考并提出综合解决方案,从而实现高校人才培養体系与我国经济发展需要的无缝对接。
(二)基于业务流程的实验内容设计
国际航空货运出口通关具有多环节互动、多单位协同、技术性和政策性强的特征。本项目根据现行的政策规定,通过抽取航空港出口通关业务的典型特征,运用虚拟漫游和可视化仿真技术再现出口通关真实场景和过程。项目设置有新客户调研、报价、数据录入、接单与订舱、货物入仓、航空运单制作、舱单申报、电子报关、机场口岸通关等关键业务环节。基于业务流程的项目设计,使学生能够熟悉国际航空货运出口通关业务链的全流程,理解货主、货代公司、机场、海关、航空公司等角色间的业务交互关系,培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。
(三)信息化的综合实验平台
借助网络信息化,构建了学生自主实验模式下的开放性网络教学平台。在此平台下,课件、视频教学、模拟考试、网络教学等资源与网络环境进行有机结合,为学生提供线上实验选课、课件预习、实践、考核以及成绩查询等服务。平台具有数据导入、导出功能,方便通关过程中所涉各种角色进行数据收集、分析和处理。教师可在线监控学生实验进程,以进行实时指导。平台还提供了师生交流功能,便于线上互动、及时答疑。信息化综合实验平台的搭建,保证了项目开放、互动式的教学效果。
(四)以学生为中心、合作互动式的组织模式
通过引入三维虚拟漫游和可视化仿真技术,构建了立体化、多维度、情景式的全面感知物理环境和学习情景,学生自主实验,获得身临其境的体验。在实验过程中,学生通过交互式的人机界面以及自主学习、合作交流和探究学习的方式,开展线上实践实习、线下研讨活动等实训活动,教师及时在线指导,从而实现了线上线下、人机之间、人际之间有效互动。
(五)知识和能力培养并重的评价体系
基于业务技能和创新能力培养并重,在考核评价体系设计中,项目既注重实验操作的规范性、严谨性,也考核学生分析问题的科学性及政策建议的合理性,构建了“线上考核+线下考核”、“过程考核+结果考核”、“能力考核+情感考核”相结合的全过程、多元化考核体系。
四、结束语
在信息化背景下,经管类实验教学功能怎样定位?实验教学活动如何开展?实验教学需要什么条件?实验教学怎样进行管理?实验教学如何发展创新?对这些重大问题进行深入研究,有助于把握信息化时代教育教学新规律,提升经管类虚拟仿真实验教学项目建设的水平。经管类学科应按照教育部“两性一度”“金课”标准,结合学科特点和人才培养要求,打造高质量虚拟仿真实验教学项目,持续推动教育教学改革和人才培养模式创新。
参考文献:
[1]蒋耘晨.虚拟实验室技术[M].北京:北京理工大学出版社,2011.
[2]王思宇,徐建国,张丽红等.微生物学虚拟仿真实验教学模式初构[J].高教学刊,2018(22):104-106.
[3]刘来玉,陈晨等.虚拟仿真实验教学助推双创教育的探索与实践[J],实验技术与管理,2017(12):128-131.
[4]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.
[5]祖强,魏永军.国家级示范性虚拟仿真实验教学项目申报策略探讨[J].实验技术与管理,2018( 9):236-238.
[6]李平,毛昌杰等.开展国家级虚拟仿真实验教学中心建设,提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索,2013(11):5-8.
作者简介:
郭宏(1967—),男,河南上蔡人,河南财经政法大学经济管理实验教学中心主任、教授、博士,研究方向为经济学、实验技术与管理;
张斌(1973-),男,河南郑州人,河南财经政法大学经济管理实验教学中心副主任、副教授、硕士,研究方向为数据库、企业信息化、实验技术与管理。
基金项目:2017年河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目(2017SJGLX075)