仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用

王倩等

摘 要：仿真模擬軟件是大學(xué)文科教學(xué)改革的有益嘗試與發(fā)展方向。文章基于情境認(rèn)知學(xué)習(xí)理論，以西北農(nóng)林科技大學(xué)為例，采用二分類(lèi)Logistic回歸模型分析了影響仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用效果的因素，即仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的使用效果受學(xué)生計(jì)算機(jī)操作技能、軟件的仿真度、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)是否相互配合、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備情況等多因素的制約。

關(guān)鍵詞：仿真模擬軟件；文科；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2015）10-0043-03

長(zhǎng)期以來(lái)，強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)與課本知識(shí)的掌握是高校文科教育的習(xí)慣性思維和基本教學(xué)模式[1]。然而隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代對(duì)創(chuàng)新性人才需求的不斷增長(zhǎng)，以教師為主體的灌輸式教學(xué)模式已經(jīng)不能完全適應(yīng)現(xiàn)代人才的培養(yǎng)需要。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是人文社會(huì)學(xué)科培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，仿真模擬軟件作為一種新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，已成為文科實(shí)踐教學(xué)改革的必然趨勢(shì)。

一、仿真模擬軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵

教育部《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中明確提出：“要大力加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母锖蛣?chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力?！苯陙?lái)，各高校在充分肯定文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性的基礎(chǔ)之上，將文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)納入人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)伴隨著新理論、新方法在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用逐步成長(zhǎng)起來(lái)，不僅填補(bǔ)了文科教學(xué)手段的空白，而且擴(kuò)大了文科的研究范圍，更使文科的教學(xué)手法和研究手法大為改觀[2]。

盡管實(shí)踐教學(xué)基地、大學(xué)生科研訓(xùn)練等都是大學(xué)實(shí)踐教學(xué)的途徑，但是這些教學(xué)環(huán)節(jié)都在不同程度上存在“教育面不寬”（如科研訓(xùn)練難以普及到每個(gè)人）和“深入度不夠”（如類(lèi)似參觀、聽(tīng)講座的實(shí)踐環(huán)節(jié)難以真正接觸實(shí)際中的問(wèn)題情境）等問(wèn)題，因此，仿真式模擬構(gòu)造“情境認(rèn)知教學(xué)環(huán)境”成為必要[3]?，F(xiàn)代學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，求知始于發(fā)問(wèn)或質(zhì)疑。模擬教學(xué)通過(guò)讓學(xué)生持續(xù)面對(duì)各種典型的情境，培養(yǎng)他們?cè)凇袄猸h(huán)境”下的質(zhì)疑思維以及分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，使枯燥的學(xué)習(xí)變得有趣[4]。

仿真模擬軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指利用計(jì)算機(jī)的硬件和軟件來(lái)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境及實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓學(xué)生通過(guò)在計(jì)算機(jī)上獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到在有限教學(xué)時(shí)間內(nèi)讓每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)的目的[5]。在國(guó)際上，最著名的仿真模擬是國(guó)際企業(yè)管理挑戰(zhàn)賽（即GMC），是以一個(gè)綜合性的計(jì)算機(jī)模型模擬真實(shí)的企業(yè)經(jīng)營(yíng)環(huán)境和公司管理，涉及營(yíng)銷(xiāo)、財(cái)務(wù)、生產(chǎn)、人才資源、研究與開(kāi)發(fā)等方方面面[6]。在國(guó)內(nèi)，最先由部分高校從國(guó)外引進(jìn)了一些仿真模擬軟件開(kāi)展文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了一定的效果。如何有效利用軟件，使之真正成為教師開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的助手，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮主觀能動(dòng)性，將仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果最大化成為當(dāng)前一個(gè)重要問(wèn)題。

二、研究框架及設(shè)計(jì)

（一）理論基礎(chǔ)

情境認(rèn)知理論（Situated Cognition）是20世紀(jì)80年代后西方學(xué)習(xí)理論領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，該理論從對(duì)學(xué)習(xí)理論的自身研究反思出發(fā)，既滿(mǎn)足了學(xué)校實(shí)踐的需求，又順應(yīng)了學(xué)習(xí)理論的發(fā)展與豐富。1989 年約翰·西利·布朗、阿倫·柯林斯與保爾·杜吉德聯(lián)合發(fā)表了論文《情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)文化》，這篇論文系統(tǒng)、完整地論述了情境認(rèn)知與學(xué)習(xí)理論[7]。情境認(rèn)知理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)要以學(xué)習(xí)者為主體，內(nèi)容與活動(dòng)的安排要與人類(lèi)社會(huì)的具體實(shí)踐相聯(lián)通，通過(guò)類(lèi)似人類(lèi)真實(shí)實(shí)踐的方式來(lái)組織教學(xué)。該理論強(qiáng)調(diào)情境具有線(xiàn)索指引的功能，學(xué)習(xí)發(fā)生在真實(shí)的情境或事件中；學(xué)習(xí)者從事的是與專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域相關(guān)的實(shí)踐；提高學(xué)習(xí)者的興趣度、責(zé)任感和意義感有利于引發(fā)其主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)[8-9]。

情境認(rèn)知理論的研究觀點(diǎn)為信息技術(shù)與課程整合、計(jì)算機(jī)支持協(xié)作學(xué)習(xí)和虛擬學(xué)習(xí)共同體的建設(shè)等教育技術(shù)的新領(lǐng)域提供了理論依據(jù)。近些年來(lái)的相關(guān)研究主要有，趙經(jīng)成（2003）認(rèn)為運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)開(kāi)展仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠有效延伸實(shí)驗(yàn)的空間和時(shí)間，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性[10]。邢振江、徐文濤[（2010）從提高學(xué)生綜合素質(zhì)、降低教學(xué)成本、促進(jìn)就業(yè)和師生互動(dòng)四個(gè)方面分析了情境教學(xué)的效果[11]。張軍

征、樊文芳（2012）的研究表明模擬軟件能夠在創(chuàng)設(shè)自主探究學(xué)習(xí)環(huán)境和有效引導(dǎo)探究活動(dòng)兩個(gè)方面促進(jìn)探究性學(xué)習(xí)[12]。本文根據(jù)情境認(rèn)知理論和相關(guān)研究成果，從學(xué)習(xí)者個(gè)體特征、情境模擬的真實(shí)性、實(shí)踐場(chǎng)和調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者主動(dòng)性等方面研究仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用。

（二）研究設(shè)計(jì)

本研究采用調(diào)查問(wèn)卷的形式，樣本取自Y大學(xué)人文學(xué)院公共管理、社會(huì)學(xué)和法學(xué)三個(gè)專(zhuān)業(yè)的二年級(jí)、三年級(jí)、四年級(jí)學(xué)生（一年級(jí)沒(méi)有開(kāi)設(shè)相關(guān)課程），隨機(jī)發(fā)放問(wèn)卷260份，取得有效問(wèn)卷229份。

表1 被調(diào)查學(xué)生基本情況

Y大學(xué)人文學(xué)院是一個(gè)農(nóng)業(yè)院校的純文科專(zhuān)業(yè)學(xué)院，其中公共管理專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了兩門(mén)使用仿真模擬軟件的實(shí)驗(yàn)課程，而法學(xué)和社會(huì)學(xué)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)只開(kāi)設(shè)電子政務(wù)一門(mén)帶有實(shí)驗(yàn)的課程。因此本次調(diào)查選取的樣本中公共管理專(zhuān)業(yè)的學(xué)生比例較高，占到60%。該學(xué)院三個(gè)專(zhuān)業(yè)都是面向文科招生，因此調(diào)查中女學(xué)生占到近六成，這與該學(xué)院男女生比例大致相符。

三、仿真模擬軟件應(yīng)用效果的影響因素分析

（一）模型

二分類(lèi)logistic回歸模型可以描述當(dāng)各自變量變化時(shí)，因變量的發(fā)生概率會(huì)怎樣變化。因變量Y是一個(gè)二值變量，取值為Y=1（事件發(fā)生）Y=0（事件未發(fā)生）；自變量X1，X2，…，Xm；P表示在m個(gè)自變量作用下事件發(fā)生的概率。建立包含m個(gè)自變量的logistic回歸模型如下[13]：

（二）變量選取

本文以與傳統(tǒng)文科教學(xué)方式相比，仿真模擬軟件是否取得了更好的教學(xué)效果為被解釋變量（Y）。依據(jù)研究目的最終確定了學(xué)生個(gè)體特征、情境模擬教學(xué)環(huán)境的真實(shí)性、學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和實(shí)踐場(chǎng)4類(lèi)13個(gè)解釋變量（X1，X2，…，X13），見(jiàn)表2。

表2 變量的含義及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

（三）模型估計(jì)結(jié)果及分析

本文運(yùn)用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行二分類(lèi)logistic回歸分析，并在回歸分析前將待分析的數(shù)據(jù)逐一組織成SPSS變量的形式。解釋變量的篩選策略為“Enter”，表示解釋變量全部進(jìn)入方程，結(jié)果見(jiàn)表3。通過(guò)模型的回歸結(jié)果，本文分析如下。

1.學(xué)生個(gè)體特征對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響。第一，學(xué)生的年級(jí)與仿真模擬軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果在統(tǒng)計(jì)水平上呈顯著性負(fù)相關(guān)。說(shuō)明低年級(jí)學(xué)生比高年級(jí)學(xué)生使用仿真模擬軟件的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果更好。由于該學(xué)院所有課程使用的仿真模擬軟件均出自同一個(gè)開(kāi)發(fā)商，相同的操作平臺(tái)使學(xué)生逐漸產(chǎn)生了厭倦感。第二，學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作技能與效果呈負(fù)相關(guān)，且顯著性水平較強(qiáng)。說(shuō)明能夠熟練操作計(jì)算機(jī)的學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果也較好。原因是仿真模擬軟件教學(xué)是在利用計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行的，學(xué)生操作計(jì)算機(jī)的技能影響其使用仿真模擬軟件的效果。一些學(xué)生不能很好地通過(guò)仿真模擬軟件來(lái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，并不一定是因?yàn)閷?zhuān)業(yè)知識(shí)或是軟件的問(wèn)題，而是不具備相應(yīng)的計(jì)算機(jī)操作技能。

2.情境模擬教學(xué)環(huán)境的真實(shí)性對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的

影響。第一，軟件的仿真度與實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果在統(tǒng)計(jì)水平上呈顯著性正相關(guān)。軟件能夠全面模擬出現(xiàn)實(shí)情境，就會(huì)使學(xué)習(xí)者獲得置身于真實(shí)困境中的權(quán)利和行使在真實(shí)困境中尋找解決方法的權(quán)利。學(xué)習(xí)者會(huì)感到對(duì)解決方法負(fù)有責(zé)任，而不只是從教師那里得到知識(shí)。第二，軟件與課堂教學(xué)匹配程度與實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果呈顯著性正相關(guān)。情境認(rèn)知理論指出為學(xué)習(xí)者提供的實(shí)踐情境應(yīng)當(dāng)是與其學(xué)習(xí)領(lǐng)域相關(guān)。因此仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)要與課堂教學(xué)相匹配并能體現(xiàn)出教學(xué)重點(diǎn)方能發(fā)揮出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。第三，軟件的實(shí)時(shí)更新功能和實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果呈顯著性正相關(guān)。不斷變化的社會(huì)環(huán)境和知識(shí)更新，要求軟件能夠保持順暢的升級(jí)渠道，及時(shí)更新才能保障其真實(shí)性。

3.學(xué)生的主動(dòng)性對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響。第一，學(xué)生對(duì)使用仿真模擬軟件的興趣度與實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果在統(tǒng)計(jì)水平上呈顯著性正相關(guān)。“興趣是最好的老師”。學(xué)生對(duì)仿真模擬軟件的興趣越強(qiáng)烈，能夠使用軟件進(jìn)行主動(dòng)的探究性學(xué)習(xí)，越有利于發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際的作用。第二，學(xué)生對(duì)使用仿真模擬軟件對(duì)找工作的影響與實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果呈顯著性正相關(guān)。認(rèn)為仿真模擬軟件的學(xué)習(xí)對(duì)找工作有幫助的學(xué)生，具有在該情境下學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，能夠取得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。實(shí)際上，仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)工作情境增進(jìn)了學(xué)生對(duì)實(shí)際工作的了解，對(duì)學(xué)生就業(yè)有很大幫助。因此，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到仿真模擬教學(xué)對(duì)增加實(shí)踐技能和促進(jìn)就業(yè)的意義，將有利于引發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性。

4.實(shí)踐場(chǎng)地對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響。實(shí)踐場(chǎng)的概念是由教育心理學(xué)派學(xué)者提出，薩莎·A·巴拉布和托馬斯·M·達(dá)菲將基于校園環(huán)境而創(chuàng)設(shè)的實(shí)踐場(chǎng)理解為“為了達(dá)到一種學(xué)習(xí)目標(biāo)而設(shè)置、創(chuàng)設(shè)的功能性學(xué)習(xí)場(chǎng)所與空間”[14]。調(diào)查數(shù)據(jù)的回歸分析結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的影響不顯著。而實(shí)驗(yàn)設(shè)備與仿真模擬軟件的文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)用效果在統(tǒng)計(jì)上呈現(xiàn)正相關(guān)，并且顯著性水平較強(qiáng)。在仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算機(jī)的硬件、軟件和局域網(wǎng)等均有具體要求。若實(shí)驗(yàn)設(shè)備不符合要求，將會(huì)影響到仿真模擬軟件的使用效果。

四、結(jié)論與建議

本文利用Y大學(xué)的樣本數(shù)據(jù)分析了仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用效果。結(jié)果表明，仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)課的使用效果受到學(xué)生計(jì)算機(jī)操作技能、軟件的仿真度、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)是否能相互配合、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備情況等多種因素的影響。為了更好地發(fā)揮仿真模擬軟件在文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，針對(duì)調(diào)查中的問(wèn)題提出如下建議。

第一，科學(xué)合理地安排文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，將實(shí)驗(yàn)課和理論課同等重視。相較理工類(lèi)課程，文科實(shí)驗(yàn)課課時(shí)較少。Y大學(xué)文科課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課時(shí)僅為16學(xué)時(shí)，并且仿真模擬軟件的使用多是設(shè)置在課程的實(shí)驗(yàn)部分，而未單獨(dú)設(shè)課。這說(shuō)明傳統(tǒng)觀念對(duì)文科課程操作性實(shí)驗(yàn)缺乏重視。擴(kuò)充文科實(shí)驗(yàn)課的學(xué)時(shí)或單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程，會(huì)更有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自由發(fā)揮、自主學(xué)習(xí)的能力。從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

第二，為提高情境的仿真度，可以嘗試校企聯(lián)合開(kāi)發(fā)仿真模擬軟件。學(xué)校與軟件公司攜手開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真模擬軟件的好處是，學(xué)校和任課教師能夠更準(zhǔn)確地表述軟件需要具有哪些功能與課程及實(shí)驗(yàn)教學(xué)相匹配，從而保證了文科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需求；開(kāi)發(fā)商具有軟件設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)的專(zhuān)業(yè)技能，從而保證了仿真模擬軟件的專(zhuān)業(yè)性。

第三，任課教師應(yīng)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到通過(guò)仿真模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的訓(xùn)練能夠有效地提升動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力并對(duì)今后實(shí)際工作有所裨益。

第四，加強(qiáng)文科實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃和建設(shè)。受傳統(tǒng)“重理輕文”辦學(xué)思路和模式的影響，一般學(xué)校對(duì)文科實(shí)驗(yàn)室的重視程度和建設(shè)經(jīng)費(fèi)遠(yuǎn)不如對(duì)理工科。

因此，文科實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)應(yīng)根據(jù)學(xué)科的辦學(xué)規(guī)模、專(zhuān)業(yè)設(shè)置以及教學(xué)和科研的需求，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的功能和預(yù)期效果進(jìn)行準(zhǔn)確定位和分析[15]，讓僅有的資源效益最大化。

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