基于虚拟仿真软件的高职“路基路面”课程开展混合教学模式的研究探索

摘要：将市政道桥仿真软件结合线上线下混合教学模式应用于高职实训课程的教学中，以高职“路基路面”课程为例，基于超星平台资源的线上资源学习和测评以及基于仿真软件操作线下课堂教学的混合教学模式，学生能更好地了解掌握道路施工的全过程，达到较好的教学效果，弥补因专业设备不足和实习场地限制引起的实训不足的问题，同时可以全面提升学生的自学能力和知识理解力。

关键词：仿真软件；高职专业课；实训；混合教学模式

一、前言

当前，中国教育信息化发展应用已进入“教育信息化 2.0”时代，更加注重应用驱动下的教育与信息技术的深度融合创新[1]。“互联网+教育”的新教育环境成为现在大学生获取知识的渠道和方式，同时对单一的传统教学方式产生了很大冲击，教师们也逐渐对“以学生为中心”的教学理念达成共识。自2012年以来，大规模公开线上课程“Massive Open Online Course”，简称 MOOC，因共享性、开放性、大规模性等优势得到迅速发展，但随着实践的不断深入探索，发现MOOC课程投资成本高、完成率低、资料存储量大、师生互动少、学习质量难保证等弊病逐渐凸显[2]。因此总结出“MOOC还不能完全替代传统教学模式”的事实，继而开始探索“以传统教学模式为基础，融入网络开放式教学”的混合教学模式。在后MOOC时代，小规模限制性在线课程应运而生，简称SPOC，它改变了MOOC网络教学和传统教学的不足之处，同时融合了在线开放课程的优点，在教育界得到了广泛的认可。

二、高职“路基路面”课程教学现状

“路基路面”课程是高职市政工程技术专业的核心课程，主要培养学生掌握道路工程施工各工序施工流程的基本知识及相应的检测操作技能[3]，学生独立思考、解决实际问题的能力，以适应职教发展需要并最大限度满足市政道路施工类人才需求。一方面，学生需要掌握路基路面工程的基础知识和设计原理；另一方面，还需要培养学生的实践操作能力，如路基路面的测量、施工、养护等技能。

然而，传统的教学模式难以满足该课程的教学需求。主要存在以下问题：

1.教学手段单一，难以激发学习兴趣。目前的教学方式还主要停留在传统的“讲解+示教”模式，教学形式枯燥、单一，在传统的课堂教学模式下，该课程存在教学内容理论化、学生主动性不高、实践应用能力欠缺等问题，难以满足培养高技能型人才的需求。

2.理论知识和实践技能脱节。课堂教学侧重于基础理论的讲解，缺乏与实际工程的紧密结合，学生的实践动手能力难以得到有效培养。“路基路面”这门课程的教学课程内容抽象、知识层次多、实践性强、综合性强、考核难度大，实训教学内容不可或缺，而目前该课程对实训场地和要求较高，校内传统实训开展不够丰富。

3.实训场地和时间有限，实践机会有限。因专业性质，“路基路面”校外实训大多在道路施工现场，存在很大的安全隐患和不确定性，传统实训开展比较困难，故学生在现阶段掌握各施工流程的难度很大，一定程度上不利于学生的学习自主性和积极性的提升，学习效果不是很好。

三、仿真软件在教学中的应用及优势

近年来，随着信息技术的飞速发展，仿真软件在高职教育中的应用日益广泛。它为学生提供了高仿真、交互性强的虚拟实践环境，有效弥补了实际操作条件的局限性，促进了新型实训教学模式的开展和深化，是落实党中央提出的教育现代化、教育信息化的具体体现[4] 。在“路基路面”课程中，基于仿真软件的应用及优势主要表现在以下方面：

1.学生能够更直观学习基础知识

基于市政道桥仿真软件，教师以实际工程项目为载体，通过技术交底的形式展示施工技术要求和具体施工流程，使知识点更加立体化。结合仿真软件，学生可以在电脑上模拟路基路面的施工过程，更加直观地了解各施工环节的注意事项和要点。利用仿真软件，还可以模拟路基路面常见病害及日常养护维修措施，让学生在掌握专业知识和技能方面更加有效。

2.能够降低教学所需成本

路基路面施工中涉及很多实训，对因实训设备经费不足、实训安全等原因不能开展的线下实训可以应用虚拟仿真软件完成，降低实训所需成本。

3.有效增强了学生学习兴趣

传统实训存在一定的局限性，如操作环境受限、安全隐患等，影响学生的学习体验。仿真软件则能提供更加安全、灵活的虚拟实践环境，可以有效增强学生的学习兴趣。

四、基于仿真软件的SPOC混合教学模式构建和实施

“路基路面”课程作为市政工程技术专业的一门专业核心课程，传统的教学模式虽有弊端，但是也存在明显的优势。例如，在针对学生的职业素养培养方面，面对面的课堂教学更容易实现。因此，基于仿真软件，融合传统教学模式和SPOC教学模式的优点，在课程教学实践中探索“网络项目化课程 +仿真项目化练习 + 课堂教学巩固提升”的教学模式，为学生创造创新型、探究式、实践型的教学环境[5]。

（一）在线教学资源准备

以超星平台为主，为学生提供丰富的教学资源，包括录播视频、动画仿真、知识点讲解等，供学生自主学习。视频内容涵盖基础理论知识、工程案例分析、施工技术要点等，通过图文并茂的形式优化知识传授。

（二）教学环节设计

根据 SPOC实训教学理念，利用线上平台，结合仿真软件实训教学和传统课堂教学整合成新的教学方案，概括为三个阶段。第一个阶段：学生借助超星学习平台进行自主学习。第二个阶段：利用传统教学模式，根据项目案例让学生参与互动讨论，并进行仿真软件操作。第三个阶段：教师通过超星平台作业反馈、仿真软件操作过程、测试进行辅导答疑和评价。这种新的教学方案做到了授课与目标契合、线上与线下混合、虚拟与实际结合、过程与考评联合、课内与课外融合[6]。教学模式及相应教学环节如图1所示。

利用学院现有超星数字化教学平台、市政道桥仿真软件构建的“课前线上学习—课中互动研讨—课后拓展练习”流程，“路基路面”课程SPOC混合教学模式设计，是将路基路面设计施工理论、仿真实践融为一体的全方位教学设计。

1.课前线上学习

基于仿真软件的线上线下混合教学模式采用“超星学习通”在线平台，教师提前在平台创建线上教学资源，主要包括专业课程短视频、导学任务书、测验题库和互动讨论区等[7]。学生完成在线学习和测试，为后续课堂学习做好准备。具体内容如下：

（1）教师分解学习任务。在开始新的教学单元前，教师在超星平台上发布本单元的学习任务和进度安排。学生需要提前查看并了解本单元的主要知识点、学习目标以及预定的学习活动。

（2）学生线上自学。学生登录超星平台，系统性地浏览和学习本单元的视频讲解、PPT课件、参考文献等各类学习资源。在观看视频时，他们会认真做好笔记，及时思考和消化知识点。对不理解的部分，可以记录下来，以备后续在线讨论时提出。

（3）归纳疑难问题。在自主学习的过程中，学生将自己在预习中遇到的疑难问题和不理解的地方进行归纳整理。在随后的线下课堂讨论环节，他们可以主动提出这些问题，与教师和同学进行深入交流探讨。

通过上述课前线上自主学习的准备工作，学生不仅对知识点有了初步的了解和掌握，还培养了自主学习、发现问题和解决的能力，为后续的课堂互动和实践训练奠定了良好的基础。

2.教师组织课中互动研讨

在课堂上，教师提前整理超星学习平台上学生存在疑问的知识点，引导学生根据具体工程案例进行讨论交流，加深对知识点的理解。同时，利用仿真软件演示相关实践操作，并组织学生分组进行操作训练，有重点地在课堂上讲解学生不容易理解的问题。学生利用仿真软件对不易理解、掌握的内容反复练习，在掌握路基路面施工基本理论流程的同时，也进行了施工操作，很大程度上增强了学生的学习兴趣。

（1）组织学生操作仿真软件。教师引导学生登录市政道桥仿真平台，学生通过操作学习模式，能够直观学习到相应项目模块，并在操作过程中学习到该项目的技术交底和施工要求，并根据软件指示完成所有施工流程操作，其中也包括施工技术要求，并以习题的形式呈现。最后，学生可以登录测评模式，在没有任何指示引导的情况下，完成各个施工流程的操作，通过操作系统评分，可以查看学生各部分操作准确与否及知识点掌握情况。

（2）引导学生进行任务讲解。根据课前的学习任务，学生讲解部分学习知识点，根据学生的讲解，可以直观了解学生对知识点的掌握情况，对于大家都比较薄弱的部分，作为教师重点讲解的内容。

（3）组织学生进行课堂交流与讨论。教师根据学生仿真操作出现频率高的问题，以及课前学生作业中存在的疑问准备好问题，灵活布置讨论问题，让学生参与讨论，积极和学生互动，调动课堂气氛。

3.安排课后拓展练习

学生在超星平台完成课后作业，并结合仿真软件操作测试评分，老师和学生面对面课堂教学，老师对出错率较高的题目进行讲解，对仿真操作完成情况进行分析，巩固提升教学效果[8]。同时结合项目案例，对学生易出错部分加强讲解和练习，以达到课外拓展和知识巩固的目的。

（三）考核评价设计

最后，进行过程性考核评价。除单元测试、小组作业、过程表现、仿真软件操作等多元化的评价环节外，教师需全面考核学生的专业知识、实践技能和创新能力，考核评价设计见表1。

1.线上学习评价

在基于仿真软件的SPOC混合式教学模式中，SPOC平台上的在线测试任务是教学设计的重要环节，目的是检测和促进学生的线上自主学习效果。在线测试通常包括以下几个方面：

一是安排学生完成知识点测试。教师会针对每个知识点设置相应的单项选择题、填空题等，测试学生对基础知识的掌握情况。这些题目设计贴近教学内容，既能检测学生的学习效果，又能帮助他们巩固和深化所学知识。二是引导学生完成探究性任务。在某些教学单元中，教师还会设计一些探究性的在线任务，要求学生结合实际问题，利用所学知识提出创新性的解决方案。三是收集学生学习反馈。除了客观性测试题，SPOC平台上还会设置一些开放性的学习反馈环节，让学生在线撰写学习心得、提出疑问等。教师可以据此了解学生的学习状况，及时进行针对性指导。

通过这样一系列设计多元的在线测试任务，SPOC平台不仅能有效检测学生的学习效果，还能及时反馈学习情况，为后续的教学调整提供依据。

2.仿真操作评价

“路基路面”仿真软件平台有学习模式和测试模式，可以记录学生整个仿真操作过程，以及对知识点的掌握情况。学生的仿真操作过程可实现记录和查看，要求教师必须在学生仿真操作过程中适时引导，对操作的准确度和流程有全面的认识，在学习效果上给予准确客观的评价。

3.课堂互动评价

根据学生对已学习知识点的讲解情况，包括资料准备、语言表达、课下知识拓展等综合评价学生自主学习和输出知识的能力，有助于培养学生自学和表达能力。其中，课堂互动参与度占主要比重，旨在鼓励学生参与学习任务，锻炼自我表达能力。

五、教学成果分析

结合高职“路基路面”课程的特点，设计并实施了基于仿真软件的SPOC混合教学模式，根据该教学模式进行了授课并对授课情况给予客观评价后，认为该教学模式在以下几方面取得了良好的教学效果。

1.学习主动性提升

相比于传统教学模式，对学生线上教学的任务要求有所提升，学生自主观看视频及在线课程资源学习，调动了学生学习的自主性。同时结合仿真软件进行实训模拟，并引导学生在课堂上积极参与讨论互动，学生整体学习的积极性和主动性明显提高，课堂学习氛围更加浓厚。

2.实践应用能力增强

在仿真软件的虚拟环境中，学生能够完成路基、路面工程建设的全流程操作，对知识点的理解更加深入，实践运用能力得到较大提升。这些实训在传统教学模式中实现有很大困难，主要在于该专业课实训操作所需实训设备和实训条件在线下很难满足，仿真软件解决了实训不足的痛点。

3.综合素质提高

该教学模式分组协作，小组协作学习培养了学生的团队意识和沟通能力，过程性评价激发了学生的学习热情，促进了知识、能力和素质的全面发展。同时在课堂讨论环节，能够锻炼学生的语言组织和表达能力，对学生综合素质的培养也起到了很大的作用。

通过问卷调查，学生普遍认为该模式比传统教学模式有趣直观，理解性更强，在学习评价方面更客观，学习效果也更好。

六、结语

基于仿真软件的SPOC混合教学模式弥补了传统课堂教学的不足，使其自身优势得到了明显提升，师生交流也更加及时，对于像“路基路面”这类不好开展实训的专业课程来讲，又可以给学生提供仿真软件进行施工流程操作并反复练习，对实训场地和实践不受限制，也更为安全，沉浸感强，充分调动了学生学习的自主性和积极性，在学生中得到了较好的反馈。因此，利用仿真软件的SPOC混合教学模式适合路基路面实训的教学，也可以对其他高职专业课程的教学起到一定的借鉴意义。

参考文献

[1]王珠珠.教育信息化2.0：核心要义与实施建议[J].中国远程教育，2018（07）：5-8.

[2]徐葳，贾永政，阿曼多·福克斯，等.从MOOC到SPOC——基于加州大学伯克利分校和清华大学MOOC实践的学术对话[J].现代远程教育研究，2014（04）：13-22.

[3]周烨.基于翻转课堂的“路基路面试验与检测”课程教学模式研究[J].北方交通，2021（12）：92-94.

[4]罗怡，丁雪萍，王新鑫，等.线上线下混合应用的虚拟仿真实验教学模式[J].教育教学论坛，2022（10）：153-156.

[5]赵东，叶超.MOOC背景下高职《路基路面施工》课程项目化教学设计探索[J].陕西教育（高教），2017（06）：63+70.

[6]李秀平，林梅，阳大庆，等.基于小规模限制性在线课程和虚拟仿真实验的免疫学检验混合实验教学模式的思考与探索[J].中国医药导报，2024，21（01）：77-80.

[7]孙涛，何小涌，姚未来，等.基于SPOC的混合教学模式探索与实践——以钢结构课程为例[J].高等建筑教育，2022，31（06）：189-197.

[8]孙丽平，董志俭，蒋慧亮，等.基于仿真软件的线上线下混合教学模式在高职实训课中应用的研究[J].现代职业教育，2021（47）：176-177.

基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目“基于仿真软件的高职‘路基路面’课程开展SPOC混合教学实践研究”（项目编号：NJSY23019）

作者单位：鄂尔多斯生态环境职业学院

责任编辑：王颖振、杨惠娟