虛擬仿真技術(shù)融入課程思政教學(xué)研究

于鐵山

(東莞理工學(xué)院法律與社會(huì)工作學(xué)院，廣東東莞，523808)

一、虛擬仿真概念及運(yùn)用

虛擬仿真技術(shù)是當(dāng)前學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)，仿真技術(shù)早期主要應(yīng)用于傳統(tǒng)的工程與國防軍事領(lǐng)域，如項(xiàng)目仿真利用計(jì)算機(jī)模型和某一具體層次的風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)，以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)。仿真技術(shù)興起于20世紀(jì)40至60年代，發(fā)展于20世紀(jì)70至80年代，20世紀(jì)80年代以后較為成熟，當(dāng)前進(jìn)入復(fù)雜系統(tǒng)仿真階段。[1]仿真技術(shù)一經(jīng)引入社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域，便被廣泛運(yùn)用到公共衛(wèi)生、城市規(guī)劃、公共交通、公共政策制定、經(jīng)濟(jì)學(xué)現(xiàn)象預(yù)測等方面。隨著科技的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)硬件性能的提高和軟件的不斷完善，仿真技術(shù)日漸成熟，已成為重要的研究工具。目前，不同學(xué)者對仿真的定義存在差異，廣義的仿真通常是指所有以計(jì)算機(jī)軟件模擬真實(shí)系統(tǒng)行為的各種方法和應(yīng)用。[2]狹義的仿真技術(shù)則是指設(shè)計(jì)人員將計(jì)算機(jī)作為載體，運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件建立數(shù)據(jù)模型，以模型各種參數(shù)分析為基礎(chǔ)，從而提出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。[3]比如，在公共政策領(lǐng)域，可通過仿真建模技術(shù)對公共政策的制定和執(zhí)行展開實(shí)行前的模擬，這是判斷公共政策制定正確與否和保證其科學(xué)性的重要方法。[4]

在社會(huì)領(lǐng)域采用仿真技術(shù)可以模擬人工社會(huì)，基于自主行動(dòng)者建模的核心思想，通過微觀層面主體間的交互作用，涌現(xiàn)出宏觀系統(tǒng)的行為，該方法特別適用于對復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)中的非線性行為進(jìn)行仿真，因此，也適合運(yùn)用于公共政策、經(jīng)濟(jì)學(xué)、公共衛(wèi)生社會(huì)問題中的Agent仿真。研究者可根據(jù)研究現(xiàn)象的需要，在模型中設(shè)置不同的行動(dòng)者，并根據(jù)需要設(shè)定不同的角色。

虛擬仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域已得到廣泛運(yùn)用，如《2016年教育信息化工作要點(diǎn)》提出在全國建設(shè)100個(gè)左右的國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，試點(diǎn)開展優(yōu)質(zhì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目資源庫建設(shè)。[5]《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》提出推動(dòng)人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)在思政課教學(xué)中的應(yīng)用，建設(shè)一批國家級(jí)虛擬仿真思政課體驗(yàn)教學(xué)中心。[6]教育系統(tǒng)仿真是指對復(fù)雜的教育系統(tǒng)進(jìn)行建模，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)再現(xiàn)復(fù)雜的教育系統(tǒng)演變過程，從而可以發(fā)現(xiàn)教育系統(tǒng)發(fā)展過程中存在的突出問題，為教育決策者制定相關(guān)政策提供科學(xué)依據(jù)。[7]通過研發(fā)與推廣適用的教育虛擬仿真軟件與仿真系統(tǒng)實(shí)施教學(xué)，如生理驅(qū)動(dòng)型仿真模型、口腔醫(yī)學(xué)仿真機(jī)器人實(shí)習(xí)機(jī)等。[8-9]虛擬仿真技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢，有助于提高決策的科學(xué)性。

二、課程思政虛擬仿真研究綜述

習(xí)近平總書記指出，“要運(yùn)用新媒體新技術(shù)使工作活起來，推動(dòng)思想政治工作傳統(tǒng)優(yōu)勢同信息技術(shù)高度融合”[10]。從方法論來看，課程思政可以采用歸納邏輯與演繹邏輯。進(jìn)入大數(shù)據(jù)時(shí)代，課程思政的載體從傳統(tǒng)教學(xué)工具拓展到大數(shù)據(jù)技術(shù)平臺(tái)。[11]大數(shù)據(jù)技術(shù)在課程思政建設(shè)與應(yīng)用方面發(fā)揮著重要作用：一方面，大學(xué)生課程思政教育的大數(shù)據(jù)分析屬于歸納的邏輯；另一方面，虛擬仿真技術(shù)在增強(qiáng)互動(dòng)性、復(fù)原歷史情景、降低社會(huì)實(shí)踐成本、升華實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等方面獨(dú)具優(yōu)勢。[12]

以虛擬仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)建立課程思政仿真模型，可以根據(jù)對大學(xué)生所觀察到的現(xiàn)象及其實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，歸納出反映思想政治教育客觀規(guī)律的數(shù)據(jù)公式和具體算法，用來具體描述其研究對象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。課程思政教學(xué)的對象包括黨政干部、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)專任教師、輔導(dǎo)員、班主任、大學(xué)生等行動(dòng)者。

蔣云爾較早探討了運(yùn)用計(jì)算機(jī)開展思想政治教育議題，他提出思想政治教育領(lǐng)域的仿真模型是指思想政治教育的仿真模型是從現(xiàn)實(shí)世界中抽象出來的，必須能反映出思想政治教育的規(guī)律。[13]通過虛擬仿真技術(shù)，可以生成思想政治教育最優(yōu)效能模型、教育效果綜合評估模型、思想狀況抽樣調(diào)查模型、思想動(dòng)態(tài)預(yù)測模型、思想政治教育目標(biāo)管理模型等。梁軍等人認(rèn)為虛擬仿真技術(shù)具有沉浸性、交互性、逼真性等特點(diǎn)，可提升思想政治教育課程教學(xué)方式、教學(xué)主體、教學(xué)環(huán)境等的效能。[14]

綜上所述，近年來，虛擬仿真技術(shù)在思想政治教育中的應(yīng)用不斷深入，相關(guān)研究不斷增多，但是對虛擬仿真技術(shù)融入課程思政的優(yōu)勢及其存在的問題缺乏關(guān)注。特別是如何深入挖掘課程中的思政元素，把握思政教育的規(guī)律，找準(zhǔn)需求點(diǎn)，堅(jiān)持虛擬仿真技術(shù)與思政元素的有機(jī)結(jié)合等問題有待進(jìn)一步研究。

三、虛擬仿真技術(shù)融入課程思政

(一)虛擬仿真技術(shù)融入課程思政的優(yōu)勢

由于大學(xué)生異質(zhì)性很強(qiáng)，傳統(tǒng)的課程思政存在一定局限性，傳統(tǒng)的課程教學(xué)容易忽視對象的差異性。同時(shí)，簡單的教學(xué)評估方法也難以描述大學(xué)生思想政治教育工作成效，通過虛擬仿真技術(shù)結(jié)合位置數(shù)據(jù)進(jìn)行場景可視呈現(xiàn)，能夠提高大學(xué)生思想政治教育效果。

從方法論來看，虛擬仿真技術(shù)能有效解決傳統(tǒng)思想政治教育研究僅依賴已有調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析，而無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的不足，對無法在真實(shí)的系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思想政治教育，采用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。如基于Agent仿真開發(fā)工具，進(jìn)行大規(guī)模思想政治教育環(huán)境構(gòu)建，將個(gè)體心理擴(kuò)散引入模型中，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。

從方法上來看，虛擬仿真技術(shù)融入課程思政可以分為三步：一是在人工的環(huán)境中用計(jì)算機(jī)手段為每個(gè)大學(xué)生構(gòu)建一個(gè)單獨(dú)的Agent模型。二是讓這些模型按照一定的規(guī)則相互作用，從宏觀角度觀察微觀個(gè)體涌現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)并分別設(shè)置不同的參數(shù)。三是根據(jù)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)大學(xué)生思想政治教育規(guī)律，遵循大學(xué)生思想政治教育的客觀規(guī)律開展工作。將虛擬仿真技術(shù)融入思政課程具有多方面優(yōu)勢，具體如下。

第一，相較于傳統(tǒng)的課程思政，虛擬仿真技術(shù)引入的最大優(yōu)勢在于其代入感與真實(shí)性，大學(xué)生會(huì)高度專注于當(dāng)前的課程場景以獲得“在地化”體驗(yàn)，不僅對情境本身特征做出反應(yīng)，而且對該情境所產(chǎn)生的意義做出解讀。虛擬仿真場景沉浸式體驗(yàn)和高互動(dòng)性的屬性讓大學(xué)生瞬間身臨虛擬場景中，為學(xué)生提供沉浸式、交互式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，增強(qiáng)課程思政的吸引力。

第二，虛擬仿真技術(shù)引入課程思政屬于混合教學(xué)，具有虛擬互動(dòng)與現(xiàn)實(shí)互動(dòng)的雙重特征。一是在虛擬現(xiàn)實(shí)場景中的真實(shí)互動(dòng)，在場與不在場相互交織，身體和環(huán)境的互動(dòng)賦予大學(xué)生一種強(qiáng)烈的參與感。二是共同在場的師生互動(dòng)以有限的空間性為基礎(chǔ)，制造出一種超越特定空間的情感卷入，產(chǎn)生情感的共鳴。

第三，大學(xué)生的思想政治教育難以進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，而思想政治教育的效果因?qū)W生而異，虛擬仿真技術(shù)的低成本、低風(fēng)險(xiǎn)的重復(fù)實(shí)驗(yàn)可以滿足大學(xué)生思想政治教育進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的要求。[15]對大學(xué)生來說，通過仿真實(shí)驗(yàn)生成接觸關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，改變各種參數(shù)，可以考察不同條件下思想政治教育系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。在課程思政教學(xué)中，大學(xué)生的數(shù)量及基本素質(zhì)等變量是實(shí)施虛擬仿真技術(shù)的重要參數(shù)?；谟?jì)算機(jī)技術(shù)的課程思政教育實(shí)驗(yàn)，具有多參數(shù)、情境逼真、低成本、可預(yù)測性等特點(diǎn)。虛擬仿真技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)思想政治教育方法的不足，創(chuàng)設(shè)情境學(xué)習(xí)，因課程內(nèi)容而異，具有較強(qiáng)的包容性。

(二)課程思政虛擬仿真模型初探

課程思政虛擬仿真模型是利用系統(tǒng)模型對大學(xué)生思想政治教育系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。在借鑒其他仿真模型的基礎(chǔ)上，嘗試構(gòu)建大學(xué)生思想政治教育的仿真模型，通過改變參數(shù)和規(guī)則使行動(dòng)者之間的交互出現(xiàn)一些重要的現(xiàn)象。個(gè)體模型是對大學(xué)生的模擬，交互規(guī)則模型是對大學(xué)生與教師等關(guān)系的抽象與描述，交互作用既包括研究對象之間的交互，又包括與研究對象環(huán)境的交互。

總體來看，大學(xué)生課程思政仿真系統(tǒng)主要包括三個(gè)要素：大學(xué)生行為、大學(xué)生思想教育行為模型和計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境，如圖1所示。

圖1 大學(xué)生思想政治教育仿真系統(tǒng)框架示意圖

1.控制規(guī)模

首先可以根據(jù)研究目標(biāo)建立一個(gè)與班級(jí)規(guī)模一致的人工課堂，包括課堂的年級(jí)、部屬/省屬/地方院校，課堂所屬專業(yè)為綜合/理工/農(nóng)業(yè)/師范/國防類，課堂的層次，如本科/?？频?。

2.個(gè)體模型

大學(xué)生是具有多重屬性的復(fù)雜系統(tǒng)，為了研究大學(xué)生思想政治教育，應(yīng)對大學(xué)生屬性進(jìn)行簡化，包括性別、年齡、所學(xué)專業(yè)、戶籍、政治面貌等。

3.社會(huì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)

對相關(guān)參數(shù)及不同的控制策略進(jìn)行設(shè)定，仿真的結(jié)果及其穩(wěn)定性與參數(shù)的設(shè)置有關(guān)。具體思路為先根據(jù)課程思政教育的目標(biāo)確定模型，然后根據(jù)大學(xué)生的特征參數(shù)、實(shí)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，接下來試行仿真，在滿足有效性和置信度的前提下，研究仿真的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以作為推進(jìn)大學(xué)生課程思政教學(xué)的參考依據(jù)。

目前，大學(xué)生課程思政教學(xué)處于改革發(fā)展的關(guān)鍵階段，而課程思政的人工智能系統(tǒng)是未來發(fā)展的方向，以多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、面向?qū)ο蠓?、可視化與圖形界面仿真技術(shù)為基礎(chǔ)，通過計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng)，從而理解思想政治教育的內(nèi)部和外部環(huán)境，提出概念，建立方法，進(jìn)行演繹、歸納、推理，作出科學(xué)的決策，以最有效的途徑和手段實(shí)施思想政治教育。

四、虛擬仿真技術(shù)融入課程思政的應(yīng)用及問題

近年來，越來越多的課程思政引入虛擬仿真技術(shù)，應(yīng)用場景越來越豐富，分為以下三個(gè)方面的內(nèi)容：一是以虛擬仿真技術(shù)為抓手，推動(dòng)高校課程思政體系建設(shè)。越來越多的高校將仿真思想融入大學(xué)生思想政治教育體系中，如將大學(xué)生思想政治教育與科技結(jié)合起來，打造課程思政教學(xué)新平臺(tái)，通過新媒體開展課程思政教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)課程思政教學(xué)全覆蓋。二是建立虛擬仿真技術(shù)融入課程思政平臺(tái)，各高校紛紛建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。自2013年教育部推動(dòng)相關(guān)工作以來，目前共有超過100個(gè)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)建立機(jī)械與農(nóng)業(yè)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，北京郵電大學(xué)開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)建立國家級(jí)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心等。[16]三是以“思政+高技術(shù)”為手段，積極開發(fā)思想政治教育課程虛擬仿真教學(xué)方法，如北京理工大學(xué)積極探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在思想政治理論課中的應(yīng)用，建成全國高校范圍內(nèi)首個(gè)虛擬仿真思政課體驗(yàn)教學(xué)中心，制作三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的交互式仿真系統(tǒng)，達(dá)到大學(xué)生思想政治教育體驗(yàn)的目的。[17]廣東高校網(wǎng)絡(luò)思想政治工作中心基于中心資源和師資成立“VR+思政”雙創(chuàng)空間，發(fā)揮校企、高校聯(lián)盟等優(yōu)勢與專長，促進(jìn)資源的利用與整合。西南財(cái)經(jīng)大學(xué)馬克思主義學(xué)院打造了“紅軍長征在四川”系列虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。這些有益嘗試極大地豐富了仿真技術(shù)在大學(xué)生思想政治教育中的應(yīng)用。

總體來看，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建真實(shí)的社會(huì)環(huán)境成為課程思政教學(xué)的重要抓手，以虛擬仿真環(huán)境為基礎(chǔ)，以便分析課程思政教學(xué)的影響因素，通過再現(xiàn)課程思政教學(xué)的發(fā)展演變過程，分析課程思政教學(xué)現(xiàn)象與教育過程，發(fā)現(xiàn)課程思政教學(xué)發(fā)展中存在的問題，以便為教育決策者制定合理的決策提供有效支持。發(fā)揮虛擬仿真技術(shù)在“三位一體”課程思政教學(xué)模式中的專業(yè)輔助功能，從培養(yǎng)目標(biāo)方面將思政目標(biāo)內(nèi)化于心、外化于行，從課程體系方面構(gòu)建全息化、可視化的教學(xué)流程。實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程思政教育教學(xué)的深度融合，將虛擬仿真技術(shù)自然而然地融入課程思政教學(xué)過程。

盡管虛擬仿真技術(shù)以不可阻擋之勢席卷課程思政教學(xué)，并有力推動(dòng)課程思政教學(xué)改革創(chuàng)新，但其存在的突出問題同樣不容忽視，主要表現(xiàn)為當(dāng)前虛擬仿真技術(shù)融入課程思政標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用不夠深入，課程思政教學(xué)效果評估手段較為單一，特別是虛擬仿真建設(shè)泛化也會(huì)帶來資源的過度投入，甚至出現(xiàn)過分追求虛擬仿真技術(shù)而形成“唯技術(shù)”論，從而忽略課程思政內(nèi)容本身。同時(shí)，不同年齡段教師在運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)方面存在的“技術(shù)鴻溝”現(xiàn)象也值得關(guān)注，圍繞上述問題應(yīng)展開深入的研究。

五、總結(jié)與討論

在信息化、智能化、數(shù)據(jù)化背景下，虛擬仿真技術(shù)作為前沿的技術(shù)工具正受到廣泛認(rèn)可。虛擬仿真技術(shù)最大的優(yōu)勢在于能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)或教學(xué)無法完成的目標(biāo)，以虛擬現(xiàn)實(shí)和可視化技術(shù)讓思政教育充滿活力。本文通過引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)建大學(xué)生課程思政教學(xué)模型，重點(diǎn)介紹歸納虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展歷程及其應(yīng)用領(lǐng)域，以及在大學(xué)生課程思政教學(xué)中采用仿真技術(shù)的可能性與優(yōu)點(diǎn)，初步分析了大學(xué)生課程思政教學(xué)虛擬仿真模型基本框架。研究發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真技術(shù)在大學(xué)生課程思政教學(xué)中大有可為，具有廣闊的發(fā)展空間。

虛擬仿真技術(shù)的思政應(yīng)用場景多變，需要從多個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。一是不斷重視虛擬仿真方法在大學(xué)生思想政治教育教學(xué)中的應(yīng)用深度，加大虛擬仿真技術(shù)的推廣與宣傳力度。二是學(xué)校應(yīng)制訂相應(yīng)的激勵(lì)考評機(jī)制，引導(dǎo)更多的課程思政教學(xué)引入虛擬仿真技術(shù)，增強(qiáng)教師在虛擬仿真方法設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用方面的意識(shí)和能力。三是進(jìn)一步加強(qiáng)虛擬仿真在課程思政中的應(yīng)用評估，不斷改進(jìn)教學(xué)方法，積極拓展虛擬仿真技術(shù)融入思政教學(xué)的新場景。

虛擬仿真技術(shù)融入課程思政教學(xué)過程中需要注意技術(shù)過分依賴問題，突出課程思政學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，充分促進(jìn)技術(shù)與內(nèi)容的融合，促進(jìn)高校課程思政建設(shè)的信息化與專業(yè)化，推動(dòng)高校課程思政教學(xué)的改革創(chuàng)新。