公共突发事件下虚拟仿真线上实验教学探索

谢逢洁 任翠萍 周雪艳

[摘 要] 面对公共突发事件，全国高校充分利用线上教学资源和平台开展教学。虚拟仿真实验教学是高等教育实践教学的重要组成部分。依托省级虚拟仿真实验教学中心和省级虚拟仿真实验项目，开展虚拟仿真线上实验教学的探索与实践，给出面向公共突发事件时教与学地域分离的特殊情况下，虚拟仿真线上实验教学的课程思政要素提炼、教学理念和教学模式创新、教学方案设计及教学考核评价改革。

[关键词] 公共突发事件;地域分离;虚拟仿真;线上实验教学;课程思政

[基金项目] 2019年度陕西省高等教育教学改革研究重点项目“‘双创导向下多层次特色虚拟仿真实验教学中心人才培养改革与实践”（19BZ040）;2020年度陕西省高等教育学会“疫情防控专项研究课题”重点项目“疫情防控背景下虚拟仿真线上实验教学探索”（XGH20034）;2019年度西安邮电大学金课建设重点项目“物流企业运营实训虚拟仿真实验”（19D001）

[作者简介] 谢逢洁（1974—），女，重庆人，博士，西安邮电大学现代邮政学院副院长，陕西省现代邮政与物流虚拟仿真实验教学中心主任，教授，主要从事物流快递网络优化、产业竞争治理研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）15-0047-04   [收稿日期] 2020-11-03

一、引言

一场突如其来的公共突发事件打破了2020年新春的平静。全国教育系统于2020年2月3日开始开展线上教学，确保“教师网上教、学生网上学”“停课不停教、不停学”。虚拟仿真實验教学是高等教育实践教学的重要组成部分。“十二五”规划初，教育部印发《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，要求将高等教育与信息技术进行深度融合，对人才培养模式进行创新。此后，基于信息技术开展的虚拟仿真实验教学中心在我国取得了迅速发展，为应对公共突发事件中教与学地域分离的特殊情况，打下了很好的前期基础。

虽然虚拟仿真实验教学具有延伸教学时间和空间的基本条件，但在建设伊始主要考虑通过现代信息技术手段拓展实验教学内容，提升实验教学质量，并未考虑在教与学地域分离的特殊情况下，如何进行有计划、有规模的线上实验教学活动。为了更好地应对未来可能发生的重大公共事件，开展教与学地域分离情况下的虚拟仿真线上实验教学研究，是一项极有价值的教学研究工作。

二、研究现状及分析

针对教与学地域分离的情况，开展虚拟仿真线上实验教学的研究探索。通过详细查阅国内外文献和与本研究紧密相关的文献，现总结如下。

（一）关于公共突发事件中的教学研究

针对乡村“停课不停学”，研究发挥宣传渠道和稳定教育秩序的作用，探索进行分类分层教学指导等建议和对策[1]。根据2020年公共突发事件发生时HSK线上课程建设，指出了“产出导向法”在线上教学中运用的可行性和实施方案[2]，分析线上教学与传统教学的关系，提出了“停课不停学”期间有效服务于学习主体的线上教学方略[3]。面对公共突发事件的特殊性，提供了“完全线上”的远程混合式教学案例[4]，分析线上教学方式给高校思想政治理论课教育教学带来的机遇和挑战[5]。

（二）关于虚拟仿真实验教学研究

随着教育部和各省教育厅对虚拟仿真实践教学工作的重视，教学工作者已对虚拟仿真实验教学展开了大量研究。教学研究者主要结合所在单位虚拟仿真实验中心的特点，围绕教学平台[6，7]和教学资源建设[8]任务展开工作，给出相应的措施和建议。许多教学研究者围绕一门课程，对其设计、开发和应用展开研究工作[9，10 ]。

由以上两部分的文献总结可以看出：一方面，公共突发事件中的线上教学研究主要集中于探讨如何针对服务学生主体的特殊性开展线上教学，公共突发事件期间的线上教学特点以及课程思政等方面，尚未有研究探讨公共突发事件下的虚拟仿真实验教学应如何在线上开展;另一方面，现有虚拟仿真实验教学研究尚未思考在教与学地域分离的特殊情况下，如何进行有计划、有组织、有规模的线上教学工作。本文给出西安邮电大学在应对公共突发事件中教与学地域分离的特殊情况下，开展虚拟仿真线上实验教学的研究工作。

三、公共突发事件下虚拟仿真线上实验教学探索与实践

以陕西省“现代邮政与物流虚拟仿真实验教学中心”为依托，针对公共突发事件中教与学地域分离的特殊情况，利用已认定的省级虚拟仿真实验项目“现代物流3D运输仓储虚拟仿真实验”，进行实验教学。

坚持立德树人、以德为先的人才培养理念，通过课中课融合，德智技贯通，围绕教学内容提炼思政元素，形成以“学生+X”为中心的线上虚拟仿真实验教学理念，构建以“一体两翼”为架构的教学模式，设计以“全过程管理”为目标的四阶段教学方案，制定以“多层次能力”为考核标准的教学效果评价体系。各部分主要内容如图1所示。

（一）以“公共突发事件典型案例”为切入点，围绕教学内容提炼思政要素

坚持立德树人、以德为先的人才培养理念。将公共突发事件中众多物流逆行者的典型案例制作成视频资料和文字资料，引入实验课程，围绕教学内容提炼思政元素，深度拓展实验教学内容，使虚拟仿真实验教学成为铸魂育人的生动课堂。

1.围绕托运任务选取、运输调度、运输实现、费用核算、入库、分拣、出库、配送等教学知识点，提炼思政要素“专业知识和科学精神”。

2.围绕协作处理突发事件下组织决策、运输调配与物资储备等教学知识点，提炼思政要素为“团结一心、攻坚克难”的奋进精神。

3.围绕运输仓储作业在物流管理专业学习中的知识框架，理解物流企业履行共战公共突发事件的使命，明确物流企业在国家物资保障上发挥的作用，提炼思政要素为“家国情怀和责任担当”。

（二）以学生为中心，创新“学生+X”的线上虚拟仿真实验教学理念

在教与学地域分离的情境下，將学生作为线上虚拟仿真实验教学的中心，形成以“学生+X”为中心的线上虚拟仿真实验教学理念，包括“学生+教学资源”“学生+教师”“学生+学生”三个维度。聚焦每个维度，精准发力，在知识和能力的传授中融入理想信念的精神指引，达到春风化雨、润物无声的效果。

1.“学生+教学资源”。形成“思政教育+理论知识+虚拟仿真”的教学资源，在学生与专业知识融会贯通的同时，实现学生与思政资料的融会贯通，做到于无声处，潜移默化。

2.“学生+教师”。以专业知识的讲授作为画龙点睛之笔，在知识讲授的过程中，结合运输仓储知识点与“物流逆行者”的典型案例，进行思政点睛，寓德于教，增强学生的社会责任感和使命感，加深专业认知，践行实践方法。

3.“学生+学生”。紧扣实验课程的隐性非思政课特点，以学习小组为抓手，采用讨论式、互动式、探究式的小组学习方式，使思政元素在轻松活泼的学习氛围中渗透到学生心里，寓教于乐。

（三）合理运用信息技术，创新“一体两翼”的线上虚拟仿真实验教学模式

基于“学生+X”的线上虚拟仿真实验教学理念，利用信息技术创新，以“一体两翼”为架构的线上虚拟仿真实验教学模式，实现教与学隔空守望的全场景立体交互。

1.一体：设计并开发“现代物流3D虚拟仿真实验管理系统”。学生输入用户名和密码，即可远程进入系统，进行线上虚拟仿真实验操作。

2.两翼之教师：综合运用实验管理系统，在专业知识的传授中，融入公共突发事件中物流企业开通驰援武汉救援物资特别通道、全球绿色通道等案例，通过课前布置学习视频内容与讨论主题，课中引导学生线上实验操作和思考讨论，课后设置学生答疑及作业任务，突出掌握专业知识、培养科学精神的重要性。

3.两翼之学生：借助群课堂分享屏幕功能，以学习小组形式组织线上实验教学。通过小组讨论，经验分享，全面促进学生与学生之间的线上交互。以小组为单位布置作业，并进行评价考核，激发学生的主动性与创造性，实现学生与学生之间的同伴互助，协作学习。

（四）聚焦互动策略与过程评估，丰富“全过程管理”的线上虚拟仿真实验教学方案

充分考虑线上实验教学的互动策略与过程考核，设计四阶段教学方案，全过程管理学生的线上学习，激发学生珍惜学习时光，练就过硬本领，确保线上、线下课堂教学质量的实质等效。

1.线上教学资源学习。将思政教育素材、软件安装说明、软件注册登录说明、实验操作手册、教学引导等内容制作成短视频和文档等资料，上传到“现代物流3D虚拟仿真实验管理系统”，方便学生在线学习教学资源。

2.线上实验准备。学生进入“现代物流3D虚拟仿真实验管理系统”，下载3D运输管理软件与3D仓储配送管理系统，在安装、注册登录视频的指导下，完成线上实验准备工作。

3.线上实验操作。学生根据3D运输与3D仓储的虚拟仿真实验教学内容，完成实验操作和知识应用。教师根据软件后台数据，指出学生在实验过程中存在的问题，并引导学生提出解决问题的思路与对策。

4.线上实验效果评价。综合在线演示、软件系统评分、回答问题、实验报告等考查学生个人的课程知识学习与专业能力提升情况。

（五）以“多层次能力”为考核标准的虚拟仿真线上实验教学效果评价

制定以“多层次能力”为考核标准的线上虚拟仿真实验教学效果评价体系，以小组为单位，综合考虑个人实验操作能力、知识应用能力、解决问题能力和团队协作能力，找出并解决学生在不同层面能力上存在的问题，切实提升学生的学习效果。

四、公共突发事件下虚拟仿真线上实验教学效果

（一）使学生认识到邮政、物流、快递企业的家国情怀和责任担当

在应对公共突发事件中，将“物流逆行者”等思政元素导入线上虚拟仿真实验教学，学生通过“现代物流3D虚拟仿真实验管理系统”观看视频和思政资料，积极发表感想，充分体现了学生对“物流人”的使命与担当的深刻理解。

（二）学习态度积极向上，实践能力显著提升

根据“物流企业运营实训”线上虚拟仿真实验课程管理后台数据统计显示：1名学生进行高达136次的实验操作，系统评分达到90分;14%的学生进行了30次以上的实验操作，系统平均分为88.62分;23%的学生进行了20～30次的实验操作，系统平均分为89.81分;43%的学生进行了10～20次的实验操作，系统平均分为86.86分;16%的学生进行了5～10次的实验操作，系统平均分为71.03分。从实验操作次数上可以看出，学生们的实验学习态度认真、积极;从系统评分可以看出，84%的学生实验成绩优良，实验操作能力与管理决策能力均获得了较大提升。

（三）线上演示效果良好，团队协作能力进一步增强

以小组为单位，采用翻转课堂、线上演示的形式进行实验成果考核，考核结果显示：各小组的实验操作时间基本控制在20分钟以内，最快的能在10分钟内完成，说明小组角色分配合理，分工协作顺畅。各小组的演示成绩普遍较高，以10分作为满分标准，满分率达到37%;8～9分占比为51%;7分占比为12%。这说明学生不仅熟练掌握了本次线上虚拟仿真实验的教学内容，而且团队协作能力也得到了进一步的锻炼与增强。

五、结语

在公共突发事件产生的教与学分离的特殊情况下，依托省级虚拟仿真实验教学中心和省级虚拟仿真实验项目，开展虚拟仿真线上实验教学的探索与实践，得到以下研究结论。

1.围绕虚拟仿真实验的主要教学内容，选择公共突发事件中的典型案例，开展虚拟仿真线上实验教学的课程思政是公共突发事件中线上实验教学不可缺少的教学内容，能够深度拓展实验教学内容，使虚拟仿真实验教学成为铸魂育人的生动课堂。

2.在教与学地域分离的情况下，形成“学生+X”的虚拟仿真线上实验教学理念，这是保障虚拟仿真线上教學成功开展的关键所在。

3.围绕“学生+X”的教学理念，构建以“一体两翼”为架构的虚拟仿真线上实验教学模式，开发虚拟仿真线上实验管理系统，设计四阶段线上实验教学方案，制定多层次实验考核评价标准，这是虚拟仿真线上实验教学得以有效实施的强大保障。

参考文献

[1]杨金勇，裴文云，刘胜峰.疫情期间在线教学实践与经验[J].中国电化教育，2020（3）：1-13.

[2]胡竞宇.“产出导向法”指引下的HSK线上课程建设——以新冠肺炎期间长江师范学院教学实践为例[J].中国多媒体与网络教学学报，2020（4）：137-138.

[3]黄勇，杨清德.“停课不停学”——疫情期间线上教学的思考与实施[C].2020年教育信息化与教育技术创新学术论坛（重庆会场）论文集，2020：3-8.

[4]马骁飞，马亚鲁，田昀.疫情背景下“完全线上”远程混合式教学的实践与思考[J].大学化学，2020（3）：1-4.

[5]李红.基于慕课的高校思想政治理论课教学改革探索——以“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”课程为例[J].阿坝师范学院学报，2020，37（1）：46-51.

[6]刘晓刚，陈巨辉.流化床锅炉燃烧虚拟仿真实验平台建设与改革探讨[J].高等工程教育研究，2019（增刊I）：237-239. [7]吴宏春，张斌，李云召.培养核工程人才实践能力的虚拟仿真实验探索[J].高等工程教育研究，2019（增刊I）：211-214.

[8]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.

[9]刘海龙，沈学峰，郑诺.虚拟仿真平台及App在流体力学教学中的探索与应用[J].高等工程教育研究，2019（12）：215-217.

[10]郑莆燕，任建兴，潘卫国.火电厂典型故障虚拟仿真实验构架设计[J].高等工程教育研究，2019（12）：221-222.

Exploration of Virtual Simulation Online Experiment Teaching in Public Emergencies

XIE Feng-jie1，2， REN Cui-ping1，2， ZHOU Xue-yan1，2

（1.School of Modern Posts， Xian University of Posts and Telecommunications， Xian， Shaanxi 710061， China; 2. Shaanxi Modern Post and Logistics Virtual Simulation Experimental Teaching Center， Xian， Shaanxi 710061， China）

Abstract： In the face of public emergencies， colleges and universities across the country make full use of online teaching resources and platforms to carry out teaching. Virtual simulation experiment teaching is an important part of higher education practice teaching. This paper presents the exploration and practice of virtual simulation online experiment teaching based on provincial virtual simulation experimental teaching center and provincial virtual simulation experiment projects. It discusses the teaching reform in virtual simulation online experiment teaching under the special situation of separation of teaching and learning in public emergencies. The reform involves the elements extraction of “curriculum ideological and political education”， the innovation of teaching philosophy and teaching model， teaching scheme design and teaching effect evaluation.

Key words： public emergencies; regional separation; virtual simulation; online experiment teaching; curriculum ideological and political education