基于虛擬仿真技術的農村改革教學實踐探索

高遠卓

(西南財經(jīng)大學中國西部經(jīng)濟研究中心，四川 成都 611130)

教育部在2018年發(fā)布的《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中提出了“新時代高教40條”。其中，虛擬仿真實驗教學作為高校傳統(tǒng)教學與計算機技術相融合而產生的前沿教學模式，順應了“新時代高教40條”中關于“推進現(xiàn)代信息技術與教育教學深度融合”的要求。伴隨著5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術的快速發(fā)展，虛擬仿真實驗推動了教育教學的創(chuàng)新與改革[1]。信息化的教學模式讓高校學生可以通過虛擬仿真實驗與課程內容相鏈接，與現(xiàn)實情況相接軌，也為學生自主及研究性學習提供了基礎平臺，從而達到增強高校教學質量的目的[2]。作為教育類的虛擬仿真實驗，應重點突出寓教于樂的目的，實驗方式必須新穎，不追求在光影特效上登峰造極，而是能給人真實的代入感或是愉悅感。此外，成功的虛擬仿真實驗應該給人以有益的啟迪乃至教育，才能得到用戶以及潛在用戶群體、社會輿論潛意識的認同。

1 虛擬仿真應用于農村改革教學的必要性

農村改革是全面深化改革的重要組成部分，是農林經(jīng)濟管理專業(yè)的學生必須掌握的重點知識。然而，農村改革作為一項復雜的系統(tǒng)性工程，僅靠傳統(tǒng)模式下的課堂教學難以使學生掌握在農村改革過程中可能面臨到的重點和難點問題。在創(chuàng)新教學實踐內容方面，為了進一步強化學生對于課程的理解和獲得感，高校也做出了各種探索[3]。如，將學生送到基層進行實習，亦或采用長期駐村調研等方式。上述方式雖然能讓學生親臨農村一線，感受改革實踐過程，但這樣做不僅要耗費大量的人力、物力和財力，且課程容納學生數(shù)量相對受限。此外，還會因為所駐村莊的經(jīng)濟社會差異，難以讓學生形成較為系統(tǒng)完備的知識網(wǎng)絡體系。

農村改革虛擬仿真實驗相較于傳統(tǒng)線下實踐教學存在諸多優(yōu)勢，通過虛擬仿真實驗教學，學生可以對農村改革的整體情況進行更為直觀的掌握。在避免時間、空間和預算限制的同時，還給學生提供了隨時可以預習與自主探索的平臺。在傳統(tǒng)教育中，老師和學生是課堂上的雙主體，兩者的切合性依然會延續(xù)至虛擬仿真項目的教學模式下。在既定的虛擬仿真實驗場景中，學生自主地學習和思考，老師則成為學生的引導者。因此，將虛擬仿真實驗融入傳統(tǒng)教學，實現(xiàn)虛實結合的混合式教學模式，緊跟當前創(chuàng)新教學模式的發(fā)展趨勢，發(fā)揮不同類型教學模式的長處，才能使教學質量達到最優(yōu)水平。

2 虛擬仿真實驗的教學特色

虛擬仿真實驗應用在農村改革中，不僅體現(xiàn)了高校教育對信息科學技術的良好利用和把握，還驗證了高校學生能夠在虛擬仿真場景中自如實踐的能力[4]。從教學實踐的角度來說，虛擬仿真實驗具有構想性、多感知性、交互性等特點[5]。為能使學生可以更加客觀全面地了解農村改革歷程，本虛擬仿真實驗以川西林盤村莊開發(fā)與經(jīng)營為故事主線，通過讓學生參與農村產權制度改革、農村集體經(jīng)濟組織改革等制度設計，在真實的改革場景中推演農業(yè)農村改革路徑，通過申請政府投資補貼和吸引社會資本進入，在實戰(zhàn)博弈環(huán)境中構建鄉(xiāng)村資源資本化路徑，最終達到村莊經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益最大化的改革目標。學生雖然是在虛擬環(huán)境中對川西林盤村莊進行操作，但可以通過沉浸式體驗類現(xiàn)實情景以能獲得實時的反饋。此外，本虛擬仿真實驗通過交互設計等手段，不僅融入課程中的基礎知識，還增加了部分需要學生自主學習的決策環(huán)節(jié)，以此提高學生參與學習的主動性和積極性。學生通過特定的故事線條、虛擬場景，根據(jù)自己的認知角度拓展思維，沉浸式的學習手段讓農業(yè)改革的知識點更加直觀化。

3 虛擬仿真實驗與教學構建

3.1 實驗原理及建設

本實驗項目基于國家城鄉(xiāng)融合改革試驗區(qū)(成都西部片區(qū))川西林盤的真實調研數(shù)據(jù)資料，演化成4個極具特色的川西臨盤(村落)場景。本虛擬仿真實驗和課程的融合也是國家城鄉(xiāng)融合改革試點項目的教學轉化結果，具有核心要素高度仿真的特點，主要體現(xiàn)在產權制度改革實踐、項目申報流程、農地確權流程、農地流轉流程、經(jīng)營要素種類、決策變量種類等環(huán)節(jié)。

虛擬仿真實驗教學建設前期，素材收集及思路構建。搭建虛擬仿真實驗的設計思路基于真實的公開數(shù)據(jù)和調研資料。課題組細化到每一個元素入手，盡可能地做到全面且寫實。從規(guī)劃產業(yè)到交通、水利、車站、派出所、消防局、商業(yè)場所乃至通航機場。甚至稅金及各種公共設施支出的分配都由課題組自行設計。模擬仿真實驗中除了要妥善規(guī)劃各種區(qū)域，還要考慮到人、經(jīng)濟、生存及政治等多項因素。

虛擬仿真實驗教學建設中期，虛擬場景的制作。虛擬仿真項目的場景和邏輯設計都以現(xiàn)實的布局和構造為依據(jù)，貼近事實盡量還原真實的川西盤林全貌給學生。在技術支撐方面，課題組使用Maya和3DMax軟件進行整體實驗室建模，采用三維模型構建場景及物體形態(tài)，致力于打造更為生動形象的虛擬場景。在界面布局和實驗邏輯線方面，始終貫徹逼真性和專業(yè)性，堅持根據(jù)農村改革的歷史進程還原川西盤林的現(xiàn)實場景，使虛擬場景具備歷史感和真實性。

虛擬仿真實驗教學建設后期，調整與優(yōu)化。課題組邀請了學習者和參觀者對基于PC端設計完成的虛擬仿真實驗進行了試點應用和評估。通過互動性的操作步驟，學生會親自揭開歷史的面紗，身臨其境地感受農村改革的厚重歷史，全景式鳥瞰農村產權制度改革的全貌。同時，根據(jù)試點期間學生所反映的問題進行持續(xù)性地修改和調整，確保教學內容和知識點的順利傳遞。

3.2 實驗目標

本虛擬仿真實驗項目教學旨在通過讓學生參與農村產權制度改革、農村集體經(jīng)濟組織改革等制度設計，在真實的改革場景中親自推動農業(yè)農村的改革進程，從實驗過程中充分了解農村改革歷史，并系統(tǒng)性地掌握實踐創(chuàng)新的相關知識點，包括農用地“三權分置”改革、村社集體“政經(jīng)分設”和集體產權制度改革、農村資源資產“確權頒證”等。

3.3 實驗與教學實踐

本虛擬仿真實驗項目的教學設計堅持以學生為中心，嚴格從真實性、交互性、操作性和可評價性等原則落地。具體而言，真實性體現(xiàn)為課程內容的基礎資料數(shù)據(jù)均來自于公開印發(fā)的政府文件和團隊成員的實地調研資料，并且經(jīng)過了本領域研究專家和相關政府工作人員的審核，確保能夠體現(xiàn)當前川西林盤農村改革的實際情況；交互性體現(xiàn)為教學系統(tǒng)設計將豐富的自主決策環(huán)節(jié)貫穿于知識點自學環(huán)節(jié)，在幫助學生全面掌握知識點的同時，也激發(fā)了學生參與學習的主動性和積極性；操作性體現(xiàn)為課程流程和內容的設計經(jīng)過了團隊成員的多輪驗證，以及多學期課程實踐應用，確保學生能夠在系統(tǒng)的指引下，圓滿地完成既定的教學任務要求；可評價性體現(xiàn)為學生在完成既定的教學任務要求后，系統(tǒng)能夠根據(jù)學生的操作規(guī)范和實驗結果，根據(jù)預設的評分標準為學生給出實驗課程的最終成績，確保教師能夠直接調取學生成績以方便后續(xù)課程總分評價。

3.4 教學方法和手段

農村改革所涉及的知識范圍廣、內容多，要達成課程教學目標其教學內容的設計應該和學生專業(yè)相結合。虛擬仿真實驗包含了經(jīng)濟學、農村政策、農村產權等基礎知識點，結合實驗演示、重難點考核與拓展應用知識等內容，力求實現(xiàn)理論學習、擴展研究、實踐演練相結合的教學方式。在川西林盤的虛擬仿真實驗中，沒有設定固有的結局也沒有特定的劇情路線要遵循，有的只是參與者無限的創(chuàng)意及挑戰(zhàn)性?？粗黄氖彽耐恋兀谧约旱囊?guī)劃下變成川西民居遍布的世外桃源，農田、水壩、物流和商業(yè)設施等應有盡有，并通過各項產權制度改革促使村莊經(jīng)濟發(fā)展水平更上一層臺階，這種興奮的滿足感是用筆墨難以形容的。讓學生在類似于“游戲闖關”的任務完成中完成知識點的學習和對農村改革實踐的了解，加深對農村產權制度改革重點和難點的認識。實驗項目中所涉及到的專業(yè)相關知識點設置由表及里、深入淺出，既強調基礎知識的掌握和系統(tǒng)性，又通過層層遞進的實驗過程突出重點，緊密聯(lián)系實際。在探索虛擬仿真教學實踐的同時，需要考慮在該項目所涉及的學科知識，注重將虛擬和實踐銜接，在實踐中應用理論知識推演鄉(xiāng)村改革；同時需要注重學生的課外知識拓展，在環(huán)環(huán)相扣的實驗交互中，幫助學生培養(yǎng)獨立思考能力。虛擬仿真實驗的整個過程，是陪同學生沿縱向從表層認知向深層次學科問題的探究擴展，從而更好地培養(yǎng)其科研思維與創(chuàng)新精神。

如，在進行農村集體經(jīng)營性建設用地入市改革設計時，在教師先進行基礎知識的講解和背景介紹后，學生開始模擬實驗。學生選擇不同的入市方式——轉讓、出租、股份合作等方式時，由于路徑的差異，需要設計不同的方案文本(標準化內容進行選擇生成)對改革流程進行設計，最終根據(jù)學生對改革基本知識點的掌握，每一步方案的選擇和實際參考方案進行比對可得出分值，授課教師根據(jù)實際情況對最終得分進行一定權重的調整。如，學生需要回答集體經(jīng)營性建設用地出租、轉讓、股份合作的基本概念，流轉程序等標準化的答案，還需要運用基本知識完成關鍵改革點的制度設計。通過代入式的改革方案設計，學生可以真實地了解改革設計的全過程，理論結合實踐地掌握相關的知識點。教師能夠根據(jù)學生的設計以及舉一反三提出的問題對最終考察結果進行得分控制。教師和學生之間，學生團隊之間通過改革方案設計、討論和評價，可以更加充分地鍛煉學生團隊合作意識和解決實際問題的能力。

3.5 虛擬仿真實驗的考核與評估體系

農村改革的虛擬仿真教學實驗著重考核學生將書本知識轉變?yōu)閼眉寄艿哪芰?，因此考核體系還要體現(xiàn)過程性與個性化的特點。虛擬仿真實驗的考核成績總分為100分，采用過程性評價與結果性評價相結合的評價體系。具體而言，實驗過程分值為70分(分別為實驗預習環(huán)節(jié)15分、實驗操作環(huán)節(jié)10分、實驗結果環(huán)節(jié)45分)，實驗報告分值30分。該虛擬仿真實驗項目主要考核要求包括對農村產權制度改革歷史進程的了解；對農村產權制度實施流程進行獨立決策的能力；對農村現(xiàn)狀與農業(yè)政策的分析能力；對農村現(xiàn)狀適時調整資金投入，并實現(xiàn)效益最大化的能力。

過程性考核依托實驗展開，每次實驗評分表均設有獨立的評分欄、教師評語欄、任務成果欄。階段性的虛擬和實踐任務完成以后，學生需通過實驗老師的問詢檢驗才可以進入到下一實驗的操作。這就要求學生必須對自己的實驗過程及涉及到的理論知識充分了解，通過教師的評價明確自己的不足之處，并在后續(xù)的實驗環(huán)節(jié)中給予改進。為了便于學生在課堂外的自我探索和討論，所有試驗過程中所涉及到的實驗操作要求、拓展資料都向學生開放。虛擬仿真實驗的過程性考核與課堂上遞進式教學相匹配，最大程度地保證了學生獲得教學設計所涵蓋的相應知識點。

個性化考核基于各個學生的獨創(chuàng)性成果展開，主要體現(xiàn)在實驗報告。報告可以結合實驗操作和階段性小結展開，學生按照完成虛擬仿真實驗所獲知的理論原理和認知描繪出實驗心得及對農村改革的建議，進一步提高培養(yǎng)創(chuàng)新應用型高校學生的質量。

4 結語

本教學團隊的農村改革虛擬仿真實驗堅持以學生為中心，問題為導向，堅守“思維訓練、學科融合”的建設理念，按照“虛實結合、以虛補實”的原則助力高校培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新卓越的新時代大學生。虛擬仿真實驗不僅幫助農林經(jīng)濟管理類專業(yè)教師豐富了教學資源，提升了教學質量，更是促進高校教學資源的整合并形成科研成果轉換，同時探索更高效的人才培養(yǎng)新模式。但與此同時，也應注意到，虛擬仿真實驗在教學中的探索不能一蹴而就，而應建立長效教學培養(yǎng)機制，才能培育出具有科研創(chuàng)新素養(yǎng)的高素質復合型應用人才。