高職道橋施工虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新探討

楊平 劉琛 岳海玲 向小麗 奚泳泳

【摘 要】本文論述微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式在高職道橋?qū)I(yè)施工技術(shù)課程中應(yīng)用，以“鉆孔灌注樁施工”教學(xué)項(xiàng)目為例，提出利用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開發(fā)以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體的“虛擬工程”，開展“低碳綠色環(huán)?！碧摂M仿真實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)游戲化的方式，學(xué)生寓教于樂(lè)，與系統(tǒng)交互，在“虛擬工程”中進(jìn)行相應(yīng)的操作、驗(yàn)證和運(yùn)行，達(dá)到與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)相同的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

【關(guān)鍵詞】道橋施工? 虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)? 微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式

【中圖分類號(hào)】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2019）05C-0184-03

高職教育主要培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的高等技術(shù)應(yīng)用型專門人才，在實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略中具有特殊的重要地位。然而，高職學(xué)生的成績(jī)普遍不理想，自我效能感比較低，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)行為出現(xiàn)依賴性。因此，采用傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式對(duì)于高職人才的培養(yǎng)效果有很大的局限性。

鑒于上述情況，道橋施工虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)融入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式和教育游戲、混合式學(xué)習(xí)理念，提出微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式，利用三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開發(fā)以實(shí)際工程項(xiàng)目為載體的“虛擬工程”，開展“低碳綠色環(huán)保”虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。通過(guò)游戲化的方式，學(xué)生寓教于樂(lè)，逼真地、身臨其境般地與系統(tǒng)交互，在“虛擬工程”中進(jìn)行相應(yīng)的操作、驗(yàn)證和運(yùn)行，達(dá)到與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)相同的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，從而有效地解決傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中存在的諸多問(wèn)題。

一、微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式概述

（一）相關(guān)理論

1.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式是指從現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)情境出發(fā)，通過(guò)合作完成一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而完成學(xué)習(xí)的模式。這種學(xué)習(xí)模式有明確的項(xiàng)目任務(wù)、實(shí)施計(jì)劃、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，它具有實(shí)踐性、自主性、發(fā)展性、綜合性和開放性，評(píng)價(jià)注重學(xué)生在項(xiàng)目活動(dòng)中能力發(fā)展的過(guò)程，測(cè)評(píng)內(nèi)容包括學(xué)生參與各環(huán)節(jié)的表現(xiàn)以及任務(wù)完成情況。

2.教育游戲。赫伊津哈認(rèn)為游戲是在某一固定時(shí)空中進(jìn)行的自愿活動(dòng)或事業(yè)，依照自覺(jué)接受并完全遵從的規(guī)則，有其自身的目標(biāo)，并伴以緊張、愉悅的感受和有別于“平常生活”的意識(shí)。教育游戲是通過(guò)游戲的方式實(shí)現(xiàn)教育的目標(biāo)，游戲結(jié)束后，玩者獲得相關(guān)知識(shí)，習(xí)得相關(guān)技能等。

3.混合式學(xué)習(xí)。所謂混合式學(xué)習(xí)是把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和E-learning（即數(shù)字化或網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)）的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過(guò)程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。它包括學(xué)習(xí)理論的混合、學(xué)習(xí)資源的混合、學(xué)習(xí)環(huán)境的混合、學(xué)習(xí)方式的混合等。

（二）微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建理念

微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式按照實(shí)踐教學(xué)的目標(biāo)，結(jié)合高職學(xué)生的特點(diǎn)以及社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求，微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式構(gòu)建理念如圖1所示。

微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式以培養(yǎng)學(xué)生技能應(yīng)用能力為目標(biāo)，以微型項(xiàng)目為載體，針對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)如重難點(diǎn)運(yùn)用游戲闖關(guān)式方式進(jìn)行設(shè)置，整個(gè)過(guò)程中學(xué)生為主體，設(shè)置積分等鼓勵(lì)學(xué)生積極思考、探索，教師創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目情境以導(dǎo)為主，讓學(xué)生從做中學(xué)，學(xué)習(xí)的內(nèi)容不再受限于傳統(tǒng)的平面圖形、文字等符號(hào)，情境化的學(xué)習(xí)能使學(xué)生更容易理解、接受內(nèi)容，線上線下結(jié)合教學(xué)解決傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)中因?qū)嵙?xí)實(shí)訓(xùn)跟工程建設(shè)不同步、工程不可逆等為實(shí)踐教學(xué)帶來(lái)了一定困難的難題，降低了教學(xué)成本，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

（三）微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式

微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式創(chuàng)新傳統(tǒng)教學(xué)模式，根據(jù)高職道橋施工實(shí)踐教學(xué)特點(diǎn)及要求，融入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式和教育游戲、混合式學(xué)習(xí)理念，以學(xué)生為主體，以微型項(xiàng)目為載體，學(xué)生在玩游戲中進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)來(lái)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式如圖2所示。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)案例

下面以“橋涵施工技術(shù)”課程的“鉆孔灌注樁施工”課內(nèi)教學(xué)項(xiàng)目為例進(jìn)行探討。

（一）課前游學(xué)

課前，將學(xué)習(xí)任務(wù)單、課程資源發(fā)放到空間課堂平臺(tái)，學(xué)生分小組接受任務(wù)，通過(guò)課程資源和VR場(chǎng)景自主討論學(xué)習(xí)鉆孔樁施工相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)QQ群、空間課堂平臺(tái)與老師在線交流，并完成測(cè)試題。老師根據(jù)互動(dòng)和測(cè)試情況，及時(shí)確定上課需要解決的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)。

（二）課中實(shí)學(xué)

1.鞏固知識(shí)。進(jìn)入課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，鞏固預(yù)習(xí)知識(shí)。工序排一排，設(shè)置工序排序問(wèn)題，利用彈幕實(shí)時(shí)展示學(xué)生的答題情況，加強(qiáng)對(duì)鉆孔灌注樁施工工藝流程的掌握。

2.探究獲知。工藝答一答。根據(jù)學(xué)生課前預(yù)習(xí)測(cè)試結(jié)果和課上抽查結(jié)果，講解重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題。學(xué)生利用虛擬仿真進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，完成施工記錄表格，在虛擬仿真系統(tǒng)中完成子任務(wù)的操作實(shí)施，并講解施工技術(shù)要點(diǎn)。

3.仿真實(shí)操。仿真練一練。設(shè)置闖關(guān)游戲。以小組為單位，進(jìn)行闖關(guān)競(jìng)賽，游戲采用計(jì)時(shí)方式， 優(yōu)勝小組獲得加分獎(jiǎng)勵(lì)。強(qiáng)化鉆孔灌注樁施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)，鞏固教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

4.總結(jié)評(píng)價(jià)?？偨Y(jié)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)。從技能和職業(yè)素質(zhì)兩方面，總結(jié)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容。根據(jù)課前測(cè)試記錄、闖關(guān)情況、匿名反饋記錄，對(duì)學(xué)生出錯(cuò)較多的任務(wù)進(jìn)行重點(diǎn)解析。采用小組成員互評(píng)、師生互評(píng)的多元方式進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。

（三）課后仿學(xué)

課后，學(xué)生以小組為單位完成鉆孔灌注樁施工技術(shù)交底，借助空間課堂平臺(tái)進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)知識(shí)的理解，與教師、同學(xué)在線交流未解決或疑惑的問(wèn)題。學(xué)生仿照本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完成其他類型樁基礎(chǔ)施工的學(xué)習(xí)，同時(shí)完成技術(shù)交底。

三、教學(xué)應(yīng)用成效

對(duì)微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式在《橋涵施工技術(shù)》課程的“鉆孔灌注樁施工”課內(nèi)教學(xué)項(xiàng)目中使用后進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行效果分析，回收率100%。本問(wèn)卷采用李克特五點(diǎn)量表，有五個(gè)選項(xiàng)供學(xué)生選擇，分別是：A完全同意、B同意、C不確定、D不同意和E完全不同意，這五個(gè)選項(xiàng)的分值分別為5分，4分，3分，2分，1分。問(wèn)卷填寫完后對(duì)結(jié)果進(jìn)行百分比、平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差處理。問(wèn)卷共有8個(gè)問(wèn)題，從微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式引入橋涵施工技術(shù)課程的“鉆孔灌注樁施工”課內(nèi)教學(xué)項(xiàng)目的態(tài)度進(jìn)行調(diào)查分析，對(duì)問(wèn)題統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，如表1所示。

由表1可知，就整體而言，學(xué)生對(duì)微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式引入“橋涵施工技術(shù)”課程的“鉆孔灌注樁施工”課內(nèi)教學(xué)項(xiàng)目的態(tài)度差異顯著，其中表示非常同意和同意的學(xué)生達(dá)31.4%和48.8%，不同意和完全不同意的學(xué)生達(dá)11.4%和4.7%。該問(wèn)卷調(diào)查顯示，加權(quán)平均分?jǐn)?shù)為3.91，表明學(xué)生對(duì)微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式引入“橋涵施工技術(shù)”課程的“鉆孔灌注樁施工”課內(nèi)教學(xué)項(xiàng)目的態(tài)度持歡迎和支持的態(tài)度，認(rèn)同微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式在“橋涵施工技術(shù)”課程的“鉆孔灌注樁施工”教學(xué)中的積極性。其中，第6題和第7題的加權(quán)平均數(shù)較高，平均分值為4.21和4.32，這表明學(xué)生對(duì)教師在教學(xué)中加入微型項(xiàng)目游戲化實(shí)踐教學(xué)模式目的教學(xué)方式持歡迎和支持的態(tài)度，學(xué)生愿意在課外時(shí)間使用虛擬仿真教學(xué)管理平臺(tái)自學(xué)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]姜霞.高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)倦怠及對(duì)策研究[J].企業(yè)天地，2013（9）

[2]何勇.高職院校中國(guó)剪紙公共選修課程建設(shè)實(shí)踐[J].廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究，2016（6）

[3]儲(chǔ)爭(zhēng)流.高職院校學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)及教育對(duì)策探討[J].湖南科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（31）

[4]馬志強(qiáng)，孔麗麗，曾寧.國(guó)內(nèi)近十年混合式學(xué)習(xí)研究趨勢(shì)分析——基于2005—2015教育技術(shù)領(lǐng)域?qū)W位論文[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育，2015（6）

[5]崔冠男.基于Unity 3D的初中地理教育游戲設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[D].中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)，2014

【基金項(xiàng)目】湖南省職業(yè)院校教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“高職道橋施工虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)改革研究”（ZJGB2016150）研究成果

【作者簡(jiǎn)介】向小麗（1980— ），女，碩士，湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：教育信息化技術(shù)。

（責(zé)編 盧 雯）