仿真模拟软件在文科实验教学的应用

王倩等

摘 要：仿真模拟软件是大学文科教学改革的有益尝试与发展方向。文章基于情境认知学习理论，以西北农林科技大学为例，采用二分类Logistic回归模型分析了影响仿真模拟软件在文科实验教学应用效果的因素，即仿真模拟软件在文科实验教学的使用效果受学生计算机操作技能、软件的仿真度、实验教学与理论教学是否相互配合、学生的学习兴趣以及实验室的设备情况等多因素的制约。

关键词：仿真模拟软件；文科；实验教学

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2015）10-0043-03

长期以来，强调理论教学与课本知识的掌握是高校文科教育的习惯性思维和基本教学模式[1]。然而随着知识经济时代对创新性人才需求的不断增长，以教师为主体的灌输式教学模式已经不能完全适应现代人才的培养需要。实验教学是人文社会学科培养创新型人才的重要实践教学环节，仿真模拟软件作为一种新型的实验教学模式，已成为文科实践教学改革的必然趋势。

一、仿真模拟软件实验教学的内涵

教育部《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中明确提出：“要大力加强实验等实践教学环节，推进实验内容和实验模式改革和创新，培养学生的实践动手能力、分析问题和解决问题能力。”近年来，各高校在充分肯定文科实验教学的重要性的基础之上，将文科实验教学纳入人才培养的重要环节。文科实验教学伴随着新理论、新方法在教育领域中的应用逐步成长起来，不仅填补了文科教学手段的空白，而且扩大了文科的研究范围，更使文科的教学手法和研究手法大为改观[2]。

尽管实践教学基地、大学生科研训练等都是大学实践教学的途径，但是这些教学环节都在不同程度上存在“教育面不宽”（如科研训练难以普及到每个人）和“深入度不够”（如类似参观、听讲座的实践环节难以真正接触实际中的问题情境）等问题，因此，仿真式模拟构造“情境认知教学环境”成为必要[3]。现代学习理论认为，求知始于发问或质疑。模拟教学通过让学生持续面对各种典型的情境，培养他们在“例外环境”下的质疑思维以及分析问题与解决问题的能力，使枯燥的学习变得有趣[4]。

仿真模拟软件实验教学是指利用计算机的硬件和软件来模拟真实的实验环境及实验过程，让学生通过在计算机上独立完成实验，达到在有限教学时间内让每个学生独立完成实验的目的[5]。在国际上，最著名的仿真模拟是国际企业管理挑战赛（即GMC），是以一个综合性的计算机模型模拟真实的企业经营环境和公司管理，涉及营销、财务、生产、人才资源、研究与开发等方方面面[6]。在国内，最先由部分高校从国外引进了一些仿真模拟软件开展文科实验教学，取得了一定的效果。如何有效利用软件，使之真正成为教师开展实验教学的助手，使学生能够在实验教学中发挥主观能动性，将仿真模拟实验教学效果最大化成为当前一个重要问题。

二、研究框架及设计

（一）理论基础

情境认知理论（Situated Cognition）是20世纪80年代后西方学习理论领域研究的热点，该理论从对学习理论的自身研究反思出发，既满足了学校实践的需求，又顺应了学习理论的发展与丰富。1989 年约翰·西利·布朗、阿伦·柯林斯与保尔·杜吉德联合发表了论文《情境认知与学习文化》，这篇论文系统、完整地论述了情境认知与学习理论[7]。情境认知理论认为：学习的设计要以学习者为主体，内容与活动的安排要与人类社会的具体实践相联通，通过类似人类真实实践的方式来组织教学。该理论强调情境具有线索指引的功能，学习发生在真实的情境或事件中；学习者从事的是与专业学习领域相关的实践；提高学习者的兴趣度、责任感和意义感有利于引发其主动学习的动机[8-9]。

情境认知理论的研究观点为信息技术与课程整合、计算机支持协作学习和虚拟学习共同体的建设等教育技术的新领域提供了理论依据。近些年来的相关研究主要有，赵经成（2003）认为运用现代技术开展仿真模拟实验教学能够有效延伸实验的空间和时间，变被动学习为主动学习，调动了学习者的主动性[10]。邢振江、徐文涛[（2010）从提高学生综合素质、降低教学成本、促进就业和师生互动四个方面分析了情境教学的效果[11]。张军

征、樊文芳（2012）的研究表明模拟软件能够在创设自主探究学习环境和有效引导探究活动两个方面促进探究性学习[12]。本文根据情境认知理论和相关研究成果，从学习者个体特征、情境模拟的真实性、实践场和调动学习者主动性等方面研究仿真模拟软件在文科实验教学的应用。

（二）研究设计

本研究采用调查问卷的形式，样本取自Y大学人文学院公共管理、社会学和法学三个专业的二年级、三年级、四年级学生（一年级没有开设相关课程），随机发放问卷260份，取得有效问卷229份。

表1 被调查学生基本情况

Y大学人文学院是一个农业院校的纯文科专业学院，其中公共管理专业开设了两门使用仿真模拟软件的实验课程，而法学和社会学两个专业只开设电子政务一门带有实验的课程。因此本次调查选取的样本中公共管理专业的学生比例较高，占到60%。该学院三个专业都是面向文科招生，因此调查中女学生占到近六成，这与该学院男女生比例大致相符。

三、仿真模拟软件应用效果的影响因素分析

（一）模型

二分类logistic回归模型可以描述当各自变量变化时，因变量的发生概率会怎样变化。因变量Y是一个二值变量，取值为Y=1（事件发生）Y=0（事件未发生）；自变量X1，X2，…，Xm；P表示在m个自变量作用下事件发生的概率。建立包含m个自变量的logistic回归模型如下[13]：

（二）变量选取

本文以与传统文科教学方式相比，仿真模拟软件是否取得了更好的教学效果为被解释变量（Y）。依据研究目的最终确定了学生个体特征、情境模拟教学环境的真实性、学习者的主动性和实践场4类13个解释变量（X1，X2，…，X13），见表2。

表2 变量的含义及统计数据

（三）模型估计结果及分析

本文运用SPSS18.0统计软件对样本数据进行二分类logistic回归分析，并在回归分析前将待分析的数据逐一组织成SPSS变量的形式。解释变量的筛选策略为“Enter”，表示解释变量全部进入方程，结果见表3。通过模型的回归结果，本文分析如下。

1.学生个体特征对实验教学效果的影响。第一，学生的年级与仿真模拟软件实验教学效果在统计水平上呈显著性负相关。说明低年级学生比高年级学生使用仿真模拟软件的实验教学效果更好。由于该学院所有课程使用的仿真模拟软件均出自同一个开发商，相同的操作平台使学生逐渐产生了厌倦感。第二，学生的计算机操作技能与效果呈负相关，且显著性水平较强。说明能够熟练操作计算机的学生参与实验教学的效果也较好。原因是仿真模拟软件教学是在利用计算机的实验环境中进行的，学生操作计算机的技能影响其使用仿真模拟软件的效果。一些学生不能很好地通过仿真模拟软件来开展实验，并不一定是因为专业知识或是软件的问题，而是不具备相应的计算机操作技能。

2.情境模拟教学环境的真实性对实验教学效果的

影响。第一，软件的仿真度与实验教学效果在统计水平上呈显著性正相关。软件能够全面模拟出现实情境，就会使学习者获得置身于真实困境中的权利和行使在真实困境中寻找解决方法的权利。学习者会感到对解决方法负有责任，而不只是从教师那里得到知识。第二，软件与课堂教学匹配程度与实验教学效果呈显著性正相关。情境认知理论指出为学习者提供的实践情境应当是与其学习领域相关。因此仿真模拟实验教学的设计要与课堂教学相匹配并能体现出教学重点方能发挥出实验教学的效果。第三，软件的实时更新功能和实验教学效果呈显著性正相关。不断变化的社会环境和知识更新，要求软件能够保持顺畅的升级渠道，及时更新才能保障其真实性。

3.学生的主动性对实验教学效果的影响。第一，学生对使用仿真模拟软件的兴趣度与实验教学效果在统计水平上呈显著性正相关。“兴趣是最好的老师”。学生对仿真模拟软件的兴趣越强烈，能够使用软件进行主动的探究性学习，越有利于发挥实验教学理论联系实际的作用。第二，学生对使用仿真模拟软件对找工作的影响与实验教学效果呈显著性正相关。认为仿真模拟软件的学习对找工作有帮助的学生，具有在该情境下学习的主动性，能够取得更好的实验教学效果。实际上，仿真模拟实验教学通过模拟现实工作情境增进了学生对实际工作的了解，对学生就业有很大帮助。因此，让学生认识到仿真模拟教学对增加实践技能和促进就业的意义，将有利于引发学生的主动性。

4.实践场地对实验教学效果的影响。实践场的概念是由教育心理学派学者提出，萨莎·A·巴拉布和托马斯·M·达菲将基于校园环境而创设的实践场理解为“为了达到一种学习目标而设置、创设的功能性学习场所与空间”[14]。调查数据的回归分析结果显示，实验室的环境对实验教学效果的影响不显著。而实验设备与仿真模拟软件的文科实验教学应用效果在统计上呈现正相关，并且显著性水平较强。在仿真模拟实验教学过程中，对实验室计算机的硬件、软件和局域网等均有具体要求。若实验设备不符合要求，将会影响到仿真模拟软件的使用效果。

四、结论与建议

本文利用Y大学的样本数据分析了仿真模拟软件在文科实验教学的应用效果。结果表明，仿真模拟软件在文科实验课的使用效果受到学生计算机操作技能、软件的仿真度、实验教学与理论教学是否能相互配合、学生的学习兴趣以及实验室的设备情况等多种因素的影响。为了更好地发挥仿真模拟软件在文科实验教学的效果，针对调查中的问题提出如下建议。

第一，科学合理地安排文科实验教学课程，将实验课和理论课同等重视。相较理工类课程，文科实验课课时较少。Y大学文科课程实验教学的课时仅为16学时，并且仿真模拟软件的使用多是设置在课程的实验部分，而未单独设课。这说明传统观念对文科课程操作性实验缺乏重视。扩充文科实验课的学时或单独设置实验课程，会更有利于培养学生独立思考、自由发挥、自主学习的能力。从而激发学生的学习兴趣，充分调动学生学习的主动性和积极性。

第二，为提高情境的仿真度，可以尝试校企联合开发仿真模拟软件。学校与软件公司携手开发实验教学仿真模拟软件的好处是，学校和任课教师能够更准确地表述软件需要具有哪些功能与课程及实验教学相匹配，从而保证了文科实验教学的需求；开发商具有软件设计和程序编写的专业技能，从而保证了仿真模拟软件的专业性。

第三，任课教师应让学生认识到通过仿真模拟实验教学的训练能够有效地提升动手能力和创新能力并对今后实际工作有所裨益。

第四，加强文科实验室的规划和建设。受传统“重理轻文”办学思路和模式的影响，一般学校对文科实验室的重视程度和建设经费远不如对理工科。

因此，文科实验室的建设应根据学科的办学规模、专业设置以及教学和科研的需求，对实验室的功能和预期效果进行准确定位和分析[15]，让仅有的资源效益最大化。

参考文献：

[1]苗月新，郝颖.论财经实验教学改革与本科生创新能力

培养[J].中国大学教学，2011，（5）.

[2]徐婷，张晓京，张力军.大学文科实验教学研究[J].实验

技术与管理，2006，（10）.

[3]甘利人，吴鹏，高蓓蕾.基于情境认知理论的教学体系构

建[J].现代教育管理，2009，（2）.

[4]萧晓东.管理模拟教学的发展与创新[J].经济管理，

2001，（22）.

[5]徐瑞平.模拟实验教学在管理类专业教学中的重要作用

[J].实验技术与管理，2002，（3）.

[6]杨倩晨，李伟成.仿真模拟软件在高职计算机教学中的

应用——以Packet Tracer在“网络互联技术”课程中

的应用为例[J].科技信息，2010，（16）.

[7][美]戴维· H·乔纳森；郑太年，任友群译.学习环境的理

论基础[M].上海：华东师范大学出版社，2002.

[8]李玮.情景模拟教学法对管理学教学的启示[J].教育探

索，2008，（7）.

[9]高文.情境学习与情境认知[J].教育发展研究，2001，（8）.

[10]赵经成.运用现代技术开展仿真模拟实验教学[J].中

国高等教育，2003，（10）.

[11]邢振江，徐文涛.情景模拟教学——案例教学的拓展和

深化[J].未来与发展，2010，（9）.

[12]张军征，樊文芳.模拟软件促进科学课程探究学习的作

用分析[J].现代教育技术，2012，（4）.

[13]王济川，郭志刚.logistic回归模型——方法与应用

[M].北京：高等教育出版社，2001.

[14]Herrington，J.& O liver，R.An instructional design

framework for authentic learning environments

[J].Educational Technology Research and Desing，

2000，（3）.

[15]赵红，李著成.高校文科实验室建设探讨[J].实验室研

究与探索，2011，（3）.