虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)與管理路徑探析

祖強 閻燕

摘 要：整合主義教育管理理論關(guān)注人的價值與教育管理過程的價值，在理論分析中承認科學(xué)實施有效管理、提升管理效率所起的重要作用。這種基于系統(tǒng)思維模式而衍生出的教育管理理論對于當下組織虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)與管理有著重要的啟示。

關(guān)鍵詞：整合主義教育管理理論;虛擬仿真;實驗教學(xué);課程建設(shè);管理路徑

虛擬實驗課程、仿真實訓(xùn)課程建設(shè)是國家積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展的重要舉措。在一流本科課程建設(shè)（線上一流課程、虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程、線下一流課程、線上線下混合式一流課程、社會實踐一流課程）之中，虛擬仿真實驗教學(xué)課程的制作是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，同時對課程建設(shè)與管理提出了很高的要求。如何發(fā)揮虛擬仿真實驗教學(xué)課程在本科實驗教學(xué)改革中的引領(lǐng)作用，如何調(diào)動教師的積極性，引導(dǎo)高校更好地開展虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)，是擺在每一個高校管理者面前亟待研究解決的問題。

一、虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)概況

課程是高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心要素。在“智能+”時代，課程承載著泛在式學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、智慧學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的推動者和指引者的雙重角色。虛擬仿真實驗教學(xué)課程作為現(xiàn)代信息技術(shù)重構(gòu)課程的新形態(tài)，可以高度匹配創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標的達成度，對學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、人格塑造與人性發(fā)展具有重要的教育意義與社會價值。虛擬仿真實驗教學(xué)課程綜合運用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、人機交互、數(shù)字孿生、三維建模、人工智能、區(qū)塊鏈、云計算、5G等現(xiàn)代信息技術(shù)，跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨課程重構(gòu)課程內(nèi)容，融入知識目標、情感目標、能力目標、素養(yǎng)目標、價值目標等多元目標，從大任務(wù)、大問題、大表征等維度來設(shè)計打造一門全新的在線開放課程。它包含多門課程原理、方法技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生融會貫通相關(guān)專業(yè)知識，以學(xué)科或行業(yè)發(fā)展前沿問題為內(nèi)容，以學(xué)生自主設(shè)計為基本要求，引導(dǎo)學(xué)生洞悉、探索學(xué)科前沿，不斷激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神。在“能實不虛、虛實結(jié)合”原則下，開展實驗教學(xué)的基本單元，課程運行不少于兩個學(xué)期或周期，所占課時為2～4個，有10步以上交互式實驗步驟，不是系列項目，可以分布于實驗課程結(jié)構(gòu)各位置，擁有全部內(nèi)容獨有或共有軟件著作權(quán)[1]。虛擬仿真實驗教學(xué)課程已經(jīng)從“1.0時代”邁向“2.0時代”，表面上看名稱從“項目”變更為“課程”：2017年稱為國家示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目，2018年稱為國家虛擬仿真實驗教學(xué)項目，2019年正式稱為國家級虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程，實際體現(xiàn)的是課程建設(shè)內(nèi)涵的發(fā)展性：課程“五性一度”（時代性、科學(xué)性、先進性、創(chuàng)新性、高階性、挑戰(zhàn)度）品質(zhì)提升的新發(fā)展;核心要素仿真度達100%實現(xiàn)虛擬仿真教學(xué)過程更加完整、問題情境更加真實的新發(fā)展;虛實結(jié)合、線上線下實時互動以及教學(xué)過程重塑的新發(fā)展;課程質(zhì)量、實際運用效果、示范輻射擴大的新發(fā)展;課程知識產(chǎn)權(quán)獨有、符合二級等保的網(wǎng)絡(luò)安全以保障更好共享的新發(fā)展，以期使虛擬仿真實驗教學(xué)課程成為形成高水平人才培養(yǎng)體系的關(guān)鍵一環(huán)，推動人才培養(yǎng)質(zhì)量提升的新興生產(chǎn)力。

二、整合主義教育管理理論思想表征

西方教育管理理論經(jīng)歷了從科學(xué)主義和人本主義、社會組織本位與個體中心二元論到以人為主體的多元整合論的發(fā)展歷程。整合主義教育管理理論在吸納了其他教育管理理論優(yōu)點的基礎(chǔ)上，試圖調(diào)和科學(xué)主義與人文主義之間的分歧，運用后現(xiàn)代主義與反思批判理論的方法來闡述教育管理，更關(guān)注人的價值與教育管理過程的價值，強調(diào)對話、理解、交流、分權(quán)、解釋等在管理中的作用，最終形成一個“大教育管理學(xué)”。其中幾個核心內(nèi)容是：教育管理知識中，理論知識與實踐知識是連貫的，有價值的，不能割裂來看;教育組織通過不斷學(xué)習(xí)和修正來建構(gòu)，是一個分布式的社會認知系統(tǒng)，組織中的權(quán)力是分解的;教育管理者通過情境式的培訓(xùn)，可以主動建構(gòu)管理知識體系，提高管理效率等[2-5]。

三、整合主義教育管理理論應(yīng)用實踐

1.在虛擬仿真實驗教學(xué)中的應(yīng)用實踐

（1）注重以人為本。整合主義者秉持后現(xiàn)代主義者、人本主義者的衣缽，主張教育目的多元化：教育可以同時培養(yǎng)人的理性與非理性;以人為主體，不僅培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”，也培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新的人;不排斥現(xiàn)代信息技術(shù);課程組織形式主張跨學(xué)科、綜合化，構(gòu)建動態(tài)開放式課程。教師在教的過程中站在學(xué)生發(fā)展、對話、探究等角度，采取虛實結(jié)合式、多角色團隊式、項目式、情景式、模擬式、互動式、研究式、探究式等教學(xué)方法，在觀察法、演示法、參數(shù)法等基礎(chǔ)上拓展多途徑、多方案、設(shè)計性等實驗方法，凸顯學(xué)生綜合設(shè)計與創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的深度和廣度。將立德樹人貫穿始終，從課程目標到教學(xué)內(nèi)容再到教學(xué)活動都需要挖掘課程思政元素，并有效融入教學(xué)之中。在注重人的理性思維能力培養(yǎng)的同時，還要高度關(guān)注學(xué)生對美的欣賞能力的提高。虛擬仿真實驗教學(xué)課程全過程開放線上實驗教學(xué)每個環(huán)節(jié)，涵蓋課前實驗預(yù)習(xí)、提交預(yù)習(xí)報告，課中在線虛擬仿真實驗、遠程實境實驗、師生互動、在線測試、自我評價，課后交流討論、提交報告等。以人為本認同個體差異，遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、認知規(guī)律和接受特點，知識內(nèi)容及環(huán)節(jié)構(gòu)成需層層遞進，體現(xiàn)基本要求基礎(chǔ)上的研究與探索，教學(xué)內(nèi)容上有基礎(chǔ)模塊、拓展模塊與研究創(chuàng)新模塊，可以滿足不同層次學(xué)生的需要。教師作為虛擬學(xué)習(xí)空間建構(gòu)主體，依據(jù)動態(tài)開放式課程的可塑性特征，發(fā)揮主動權(quán)，參與并主導(dǎo)數(shù)字時代虛擬學(xué)習(xí)空間的建構(gòu)，讓學(xué)生在潛移默化中達成知識、情感、素養(yǎng)、能力、價值觀的相統(tǒng)一，從而實現(xiàn)點與面意義上的高質(zhì)量人才培養(yǎng)。

（2）關(guān)注自主學(xué)習(xí)。整合主義者提倡一種自然的“情境”學(xué)習(xí)模式，同時鼓勵建立師生對話的平等關(guān)系。教師積極參與教學(xué)改革，包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動、教學(xué)模式、評價模式等方面有深度的思考與實施，學(xué)會有效利用數(shù)字化教學(xué)工具開展課堂教學(xué)改革。尤其在信息技術(shù)的使用方面，提高課堂教學(xué)的參與度、融入感。虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)主觀上促進了教師積極創(chuàng)新教學(xué)方式，改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)觀念、實驗教學(xué)設(shè)計和實驗結(jié)果評價，為學(xué)生創(chuàng)造出一種能夠在線自主實驗、多元化與個性化結(jié)合的開放式學(xué)習(xí)環(huán)境。在“智能+”實驗教學(xué)新發(fā)展理念指導(dǎo)下，教師通過提供具有良好沉浸感、臨場感、交互感、輕松感、愉悅感、滿足感的虛擬仿真實驗場景，讓學(xué)生做“真”實驗，展示出學(xué)生看不到、想不到的部分，幫助大多數(shù)學(xué)生實現(xiàn)從“懵懂”到“真懂”的跨越，創(chuàng)造真實的學(xué)習(xí)體驗，激發(fā)學(xué)生參與實驗的興趣，從而構(gòu)建“以學(xué)習(xí)者為中心”的新范式。教師在這個范式中不處于中心地位，教師是課程的實施者、開發(fā)者、研究者，教師為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資料，為每個學(xué)習(xí)者提供個別化反饋，指導(dǎo)學(xué)生自我思考，提高自我思考能力，使他們成為自主學(xué)習(xí)者。虛擬仿真實驗的優(yōu)勢在于允許學(xué)生犯錯，學(xué)生可以多次改環(huán)節(jié)，自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。虛擬仿真實驗教學(xué)課程屬于“學(xué)習(xí)需求導(dǎo)向型”課程，通過打破課程體系扁平化格局，緊緊圍繞滿足學(xué)生“學(xué)習(xí)需求”來構(gòu)建知識內(nèi)容體系，突出共性要求和個性發(fā)展并重。教師以學(xué)生自主學(xué)習(xí)需求指導(dǎo)自己如何“教”，啟發(fā)、誘導(dǎo)學(xué)生在真實或虛擬的實驗環(huán)境下主動探索、自主實驗實踐，從而自我建構(gòu)知識體系、自我發(fā)展，有效促進學(xué)生多學(xué)科、多專業(yè)、多課程知識點的融會貫通和能力的塑造，實現(xiàn)真實實驗不具備或難以完成的教學(xué)功能[6-8]。

2.在虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)管理中的應(yīng)用實踐

（1）重在過程管理。整合主義教育管理理論認為管理過程的價值大于教育管理本身的實用價值。每一個過程、環(huán)節(jié)都不是割裂的，而是一個整體，因此管理也不能脫節(jié)。虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)首先需要管理者頂層設(shè)計，依據(jù)教育部2017—2020年虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)規(guī)劃全面推進[9]。第一，學(xué)校管理者根據(jù)建設(shè)規(guī)劃對應(yīng)學(xué)院設(shè)定分步實施、分期達成目標，把課程建設(shè)納入學(xué)院年度考核指標，確保實現(xiàn)創(chuàng)建省級及以上虛擬仿真實驗課程任務(wù)覆蓋到每個學(xué)院與虛擬仿真實驗教學(xué)覆蓋到每個專業(yè)的“兩個全覆蓋”。第二，著力課程，打造精品。學(xué)校圍繞“雙一流”學(xué)科建設(shè)、國家一流專業(yè)以及學(xué)校優(yōu)勢學(xué)科、品牌專業(yè)建設(shè)點，與學(xué)院一起做好選題，根據(jù)學(xué)科、專業(yè)特點，結(jié)合相關(guān)課程，找準實驗課程切入點，確定課程負責人，組建團隊，吃透虛擬仿真實驗教學(xué)課程要求，通過交流吸納外部意見，建設(shè)符合學(xué)生、教師、專家需求的課程，做到雅俗共賞。第三，全程跟蹤，全力服務(wù)。從把握課程的先進性、內(nèi)涵、教學(xué)規(guī)律等方面參與課程可行性論證，從教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)活動、教學(xué)評價等幾個方面做好建設(shè)跟蹤服務(wù);搭建好課程團隊與開發(fā)企業(yè)的橋梁，課程的開發(fā)基本上屬于定制化的開發(fā)，要提醒課程團隊在選題沒確定、方案沒論證、腳本未寫好前不要找開發(fā)企業(yè)，開發(fā)企業(yè)工作人員由于前期不了解學(xué)校、學(xué)院學(xué)科專業(yè)、教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)效果、教學(xué)資源，只能提供照抄照搬的軟件產(chǎn)品;協(xié)助課程團隊在招標采購、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件著作權(quán)申報等方面與校內(nèi)職能部門開展溝通;通過“評建結(jié)合、多輪評選、循序累進”的遴選方式確定課程立項，保障課程質(zhì)量與水平;持續(xù)建設(shè)校級虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，便于集中訪問、示范共享;落實課程建設(shè)后實驗教學(xué)運行的管理和服務(wù)等，促進課程可持續(xù)發(fā)展。第四，對課程建設(shè)使用進行績效評價。環(huán)環(huán)相扣，形成閉環(huán)，確保有效管理，使管理效率達到最

優(yōu)化[10]。

（2）重在組織目標的分解。課程建設(shè)的難度決定了這項工作不可能是個人單打獨斗去完成，需要組織協(xié)同完成以實現(xiàn)建設(shè)目標。整合主義教育管理理論認為以權(quán)力形式出現(xiàn)的組織目標只有分解為個體的行動方向時，組織成員才會認同組織目標架構(gòu)的合理性，并忠實地履行好自己應(yīng)盡的職責[11]。學(xué)校管理團隊是一個組織，通過實驗教學(xué)工作委員會進行管理，人員有明確的分工。虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)被列入高?！笆奈濉卑l(fā)展規(guī)劃，是組織的核心目標之一。團隊成員從高等教育改革的需要、實驗教學(xué)改革的突破、中心教學(xué)改革的創(chuàng)新、創(chuàng)新型國家的需要、學(xué)校高質(zhì)量發(fā)展需要等多個維度認識到課程建設(shè)必要性及合理性，從而使管理成為自覺性并化為行動力。虛擬仿真課程建設(shè)管理團隊是一個組織，而虛擬仿真實驗教學(xué)課程制作是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包含選題、場景、模型、對象、評價、素材、人員、知識產(chǎn)權(quán)與網(wǎng)絡(luò)安全等要素，涵蓋了“實驗空間”網(wǎng)上平臺的選題查重，與專業(yè)課教師就實驗課程內(nèi)容及相關(guān)細節(jié)進行討論的選題論證，真實實驗場景及項目拍攝，實驗原理與知識點、實驗儀器設(shè)備及場景仿真、實驗流程、實驗方法與步驟要求、實驗結(jié)果與考核要求等的實驗?zāi)_本編寫，實驗場景建模、流程化實驗步驟制作、交互性實驗步驟制作、實驗結(jié)果及賦分系統(tǒng)制作的場景建模及仿真實驗制作，仿真實驗修改及測試，后期教學(xué)視頻與簡介視頻制作優(yōu)化等關(guān)鍵步驟。如果目標架構(gòu)、課程設(shè)計得不到團隊的認可，工作就難以開展。這就需要組織做好分工，對建設(shè)目標進行分解。負責人做總體規(guī)劃、技術(shù)路線設(shè)計;一部分成員做在線教學(xué)服務(wù)，從事實驗總體流程設(shè)計、實驗思維和方法教學(xué)的實驗設(shè)計、在線實驗教學(xué)、線下實驗教學(xué)等;一部分成員（包括開發(fā)企業(yè)人員）做技術(shù)支持，從事項目開發(fā)指導(dǎo)、項目研發(fā)、安全保障等。組織依據(jù)每一個人的專長和特點，進行合理分工，才能形成合力，研發(fā)出高質(zhì)量的虛擬仿真實驗教學(xué)課程[12-13]。

（3）重在組織的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。理論知識與實踐知識是統(tǒng)一的，采用“請進來走出去”的方式，可以極大促進虛擬仿真實驗課程領(lǐng)域的理論與實踐知識的學(xué)習(xí)交流。整合主義者關(guān)注管理者的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。理論知識的學(xué)習(xí)一是組織對教育部、教育廳申報政策及文件的解讀及學(xué)習(xí);二是對標仿真實驗課程建設(shè)龍頭高校，立目標、找差距、換理念、理思路，學(xué)習(xí)其他學(xué)校優(yōu)秀管理經(jīng)驗。實踐知識的學(xué)習(xí)采用案例式學(xué)習(xí)、專家點評式學(xué)習(xí)、學(xué)生反饋式學(xué)習(xí)等系列活動。這兩個學(xué)習(xí)過程也是同步的。學(xué)校管理團隊自我學(xué)習(xí)后，可以更好地指導(dǎo)和服務(wù)課程建設(shè)團隊。課程建設(shè)管理團隊自我學(xué)習(xí)后，可以很快地對照教育部虛擬仿真實驗建設(shè)要求，結(jié)合實驗教學(xué)要求，設(shè)計清晰的技術(shù)構(gòu)架路線并組織學(xué)生交流、使用。根據(jù)專家、學(xué)生反饋信息定期開展課程建設(shè)改進研討會，全面把控課程立項評審、過程質(zhì)量控制和考核績效評價[14]。

（4）重在關(guān)注人的價值。整合主義教育管理理論認為管理目標是人的愿望或價值的體現(xiàn)。價值體現(xiàn)有兩個維度，一個是人的學(xué)術(shù)價值的體現(xiàn)，一個是人自身勞動價值的認可和體現(xiàn)。管理上除了要充分考慮課程建設(shè)的目標、課程內(nèi)涵、品質(zhì)等學(xué)術(shù)因素，還要考慮從經(jīng)費、薪酬、職稱三個導(dǎo)向，從而調(diào)動人的積極性。高校在職稱評審上，主持“國家級虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程”作為教學(xué)為主型教授“認定評審”業(yè)績條件之一。虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程在內(nèi)的五大金課建設(shè)均納入績效考核，并作為重要指標，從而激發(fā)教師的積極性。經(jīng)費支持上，經(jīng)校級遴選立項并在省級、國家級平臺上運行共享的課程學(xué)校給予建設(shè)資助，要求學(xué)院1：1配套。運行獎勵上，對于在線運行的虛擬仿真實驗教學(xué)課程，按照下?lián)軜I(yè)績點的1.2～1.5倍來核算年終業(yè)績點工作量。每年度高校對已建成課程實際應(yīng)用效果進行量化評估，評出一、二、三等獎若干項，并分層次給予相應(yīng)經(jīng)費獎勵[15]。這些基于人本主義理念的管理，才能激發(fā)出人自身的獲得感，真正實現(xiàn)管理成效的最大化。

教育部正在大力推進教育信息化發(fā)展，在線教育、虛擬仿真實驗教學(xué)等信息技術(shù)應(yīng)用是發(fā)展趨勢。但目前多數(shù)高校實驗課程仍然是在傳統(tǒng)教學(xué)實驗室內(nèi)完成，實驗教學(xué)實施主要依賴于實驗場地、設(shè)備等設(shè)施建設(shè)。教師數(shù)字化資源教學(xué)技能、學(xué)生信息化應(yīng)用能力不足，管理理念滯后以及實驗教學(xué)自身特點等因素，使得虛擬仿真實驗、在線遠程實驗等新型實驗教學(xué)方式推廣應(yīng)用效果不理想。江蘇省作為高等教育的大省，在虛擬仿真實驗教學(xué)方面一直保持在第一方陣，早在2016年就率先在全國開展省級虛擬仿真實驗教學(xué)共享平臺及在線開放虛擬仿真實驗教學(xué)項目的遴選建設(shè)工作，有效促進了虛擬仿真實驗教學(xué)資源在線開放共享和高效集約應(yīng)用。2017—2019年，江蘇省推薦申報的國家級虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程入選數(shù)量和入選率位居全國第一。這些成績的取得同江蘇省各所高校對這項工作的重視程度、管理力度、投入程度等密不可分。

四、結(jié)語

在整合主義教育管理理論指導(dǎo)下，虛擬仿真實驗教學(xué)作為高等教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，應(yīng)當打破原有的機械的課程觀與教學(xué)觀，推動實驗教學(xué)理念更新、課程與實驗教學(xué)多元有機整合、課程改革與實驗改革同步，始終保持開放性、動態(tài)性、對話性，支撐引領(lǐng)東西部地區(qū)的優(yōu)質(zhì)虛擬仿真資源的共建共享，全面提升教師的信息化教學(xué)能力與學(xué)生信息化應(yīng)用能力。在教育目的觀上，由于主張教學(xué)目標的多元化，我們要重新解構(gòu)傳統(tǒng)教學(xué)模式，構(gòu)建新型“教”與“學(xué)”開放式實驗教學(xué)模式，更好地實現(xiàn)目標達成度;由于崇尚差異性、多元性，我們可以設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)手段，實施因材施教，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才。在教育師生觀上，致力于構(gòu)建新型平等的師生關(guān)系，學(xué)生在虛擬仿真實驗教學(xué)中自主做實驗，教師指導(dǎo)學(xué)生自我思考、自己解決問題，這一個互動的過程可以共同促進師生的成長。在教育管理觀上，強調(diào)用科學(xué)來審視人的價值以及注重管理過程的價值，指導(dǎo)我們在虛擬仿真實驗教學(xué)中不能忽視用科學(xué)的評價方法來衡量高等教育對人才的培養(yǎng)成效與價值。這對我們在開展虛擬仿真實驗教學(xué)中有機整合形成性評價、終結(jié)性評價以及發(fā)展性評價這三種評價具有重要的參考價值[16]。在整合主義教育管理理論指導(dǎo)下，我國虛擬仿真實驗教學(xué)課程建設(shè)管理應(yīng)當發(fā)揮分權(quán)、對話、交流等在管理中的核心作用，借此充分激發(fā)組織的內(nèi)在活力，調(diào)動個人主觀能動性與集體榮譽感，內(nèi)化于心外化于行，讓組織目標化為自覺行動，努力構(gòu)建以教師實驗教學(xué)能力提升、教學(xué)管理者水平提升、學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量提升的“三提升”新發(fā)展格局。

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[基金項目：2015年江蘇省高等教育教改研究立項重點課題“江蘇省高校虛擬仿真實驗教學(xué)資源共享機制研究及平臺構(gòu)建實踐”（2015JSJG069）]

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