1. 引言
(一) 问题的提出
智能制造将新一代智能信息技术与传统加工制造技术结合起来，构建了制造业生产模式的深层次革新，也为“中国制造2025”提供了战略方向。中国智能制造的发展提升了社会对复合型技术人才的需求，作为技术型人才的“蓄水池”，职业技术教育也发生着翻天覆地的变化。职业教育数字化的快速推进搭建了适配智能制造的新型人才培养模式，推动了职业技术教育的改革创新，其中虚拟仿真技术逐步发展并成为职业院校专业实践课程的主流教学手段之一。
专业课程的实践教学是十分重要的教育环节。2025年，中共中央、国务院在《教育强国建设规划纲要(2024~2035年)》中强调，要“组织学生体验感悟新时代生动实践和伟大成就，增加实践教学比重”[1]。在政策支持与资源投入下，职业院校中虚拟仿真技术的应用与实训基地的规模化建设均已取得显著成效。从2019年起，中共中央办公厅、国务院就曾明确提出要“大力开展国家虚拟仿真实验教学项目建设”[2]。教育部办公厅于2023年印发《国家级职业教育教师和校长培训基地管理办法》，文中指出国家培训基地要着重推动现代信息技术的应用，充分结合线上平台与虚拟仿真实训系统开展培训[3]。在同年的世界数字教育大会上，教育部部长怀进鹏提到，全国已有55%左右的职业院校开展虚实混合教学，以解决实训实习中遇到的难题[4]。针对虚拟仿真实训基地的建设，我国在过去的十年里保持每年推进100个国家级虚拟仿真教学实训基地的建设工作。
“交互性、沉浸性、想象性”是虚拟仿真技术所独有的优越性能，该技术可以为学习者提供一个逼真、多元的学习情境与极其丰富的学习资源，有利于学习者在虚拟的情境中进行深度学习[5]。虚拟仿真技术的引入，为中职实践教学开辟了新维度，极大提高了教学质量与效率。然而，当前虚拟仿真技术在实践教学中的应用还存在着诸多问题，如技术适配性不足、教育资源缺乏、学生接受度低、教学效果难评估等。本研究以中职院校加工制造类专业的专业课程教师为研究对象，通过深度访谈的研究方法，探究虚拟仿真技术在中职实践教学中的应用现状与影响因素，分析其面临的现实困境并提出优化路径，为中职院校的数智化教学改革提供参考。
(二) 虚拟仿真技术在教育领域的相关研究
张建珍等(2025) [6]从实践能力与职业素养的角度出发，围绕虚拟仿真技术在计算机网络技术专业教学中的应用展开研究，提出了突破教学目标、拓展教学内容、创新教学方法与优化教学评价等策略，旨在提升教学质量并培养学生职业素养。傅松桥等(2024) [7]从课程教学内容的角度分析虚拟仿真技术的优势，结合动力电池类课程的教学应用场景，提出了目前虚拟仿真技术在中职课堂中存在着成本高、软件开发维护困难及教师培训不足等挑战，并据此给出了完善评价体系、推进学分互通、采用虚实结合的混合式教学模式等策略。在虚拟仿真实践教学基地的建设方面，潘海生等(2022) [8]使用案例分析法，对两所典型虚拟仿真实训基地进行对比分析，通过资料收集、实地调研和半结构式访谈获取数据，得出了目前公共实训基地所面临的“三高三难”问题，即“高投入、高风险、高消耗，难实施、难观测、难复现”。最后根据上述问题，提出了完善投入机制、提升新兴技术的引入和整合水平、构建共享资源系统等提升路径。
近些年来，虚拟仿真技术在外国的教育领域中也是一大研究热点。Jared P. Canright等(2024) [9]通过对学生对虚拟仿真技术的认知、学生的自我效能感以及影响实践学习效果的影响因素作出研究，建立了混合现实(NOMR)实验室，NOMR可以通过消除预实验或室外实践来引导学生摆脱对于实验室的刻板印象，为学生创造物理实践的机会，提供创造和验证新知识的手段。随后研究者考查了NOMR应用于两种不同课程的效果，研究发现，通过NOMR实验之后，两组学生对物理知识的认识更加深刻，对自己做物理实验的能力有更强的自我效能感。Baker Elizabeth等(2023) [10]研究了针对不同类型的社会工作者的虚拟仿真教学模式以及这些模式所涉及到的技能与能力，并对它们的有用性进行了测试。研究结果表明，这些教育模式不仅可以有效地教授知识和技能，而且可以弥补传统教学方法中存在的缺陷。Verkuyl Margaret等(2022) [11]针对一个由专业虚拟仿真教育团队制作的免费在线且跨专业的虚拟仿真教师工具包进行可用性测试。该工具包提供了理论、实践教学策略和相对应的资源，以便于教师有效地使用虚拟仿真技术进行教学，同时由于该工具包包括一些新的、未经测试的教育资源，因此作者的团队还对此进行了可用性测试。最后研究结果表明，测试参与者认为该工具包易用且有用，对拥有不同虚拟仿真技术经验的教师均有帮助。
2. 研究设计
(一) 理论基础
本研究以情境认知理论与技术接受模型为理论基础编制访谈的问题提纲，探讨虚拟仿真技术在中职实践教学当中的应用现状、应用过程中出现的困境以及对未来的展望。
1) 情境认知理论
情境认知理论认为学习者的学习过程是在学习情境中不断建构知识的过程，学习者通过与外部情境进行交互以及社会化互动来增加经验、产生知识。该理论强调学习活动应该在真实的或人为创造的情境下展开，学习者通过在该学习情境下完成学习任务而获得学习经验，以此提升能力[12]。情境认知理论十分重视人际关系互动与社会交往的重要性，教师在教学工作中不再充当一个知识的灌输者，反而成为了学习情境的设计者与学习活动的搭建者，教师需要同学生一起参与学习活动，引导学生在不同的学习情境下顺利完成学习任务，学生之间可以形成小组学习或竞赛学习的互动关系，激发学习兴趣，提升学习效率。
本研究涉及到虚拟仿真技术的课程均为加工制造类专业的专业实践课程，虚拟仿真技术为学生搭建了一个复刻真实工作场景的虚拟学习环境，学习者可以通过虚拟仿真软件或虚拟仿真操作平台完成实践学习任务，在虚拟的环境中安全、自由地操作并及时获得反馈[13]，大大提高了学习者的学习效率。因此环境因素对虚拟仿真技术应用教学的影响十分重大，研究使用情境认知理论有助于厘清学习环境与学习效果之间的联系。
2) 技术接受模型
技术接受模型站在使用者的角度，探析使用者对某项技术或系统的态度。该模型历经多年发展，现已在教育研究领域得到广泛应用。最早的技术接受模型引入了感知有用性、感知易用性等变量，探讨个体的态度对技术的使用意向和使用行为的影响[14]。随着理论研究的深入，更多影响个体接受度的因素被纳入模型，例如文卡特什提出了技术接受与使用整合理论，该理论模型加入了绩效期望、社群影响、努力期望等变量，并且把年龄、经验、性别等调整变量纳入到考量范围。正是因为技术接受与使用整合理论整合了多重影响因素且该模型对差异的解释能力较为优秀，因此该理论模型已成为研究技术接受度或学习态度的主流模型之一[15]。
由于本研究设计虚拟仿真这一数字化技术，因此从技术接受的角度了解学生对于虚拟仿真技术的使用意愿以及学习态度是十分必要的。本研究参考了技术接受与使用整合理论中的相关变量，将其纳入访谈结构的维度之一。本研究将通过该理论对学生的使用意愿、学习兴趣以及社群影响等因素进行分析，并找出虚拟仿真技术赋能中职实践课程的相关影响因素。
(二) 研究方法
本研究是采用访谈法的质性研究。访谈法指研究者对被研究进行探访，并根据研究内容对被研究者进行询问交流的一种研究方法。研究者在完成访谈后对内容资料进行分析处理，最终得出研究的相关结论。本研究从虚拟仿真技术在中职实践课程中的应用出发，探索虚拟仿真技术的应用现状与影响因素，并根据影响因素给出提升策略。
1) 访谈设计
访谈设计以情境认知理论与技术接受模型为理论参考，访谈的主维度分别为背景信息、外部因素、内部因素与路径展望四部分。其中背景信息包括教师的教学经验、对技术的认知以及自身教学中遇到的困境等内容；外部因素主要指外部环境对教学的影响因素，包括社群因素、设备资源的质量、宏观政策引导等内容；内部因素主要指的是学习者的使用意愿、自我效能感与学习能力；最后的展望部分包括教师对当前困境的看法以及解决对策。访谈的设计维度如表1所示。
Table 1. Interview dimensions and question design
表1. 访谈维度与问题设计
主维度 |
具体表现 |
对应的访谈问题 |
背景信息 |
教学经验 技术认知 教学效果 教学困境 |
您是否在教学中使用过虚拟仿真技术？使用几年了？…… 您对虚拟仿真技术有着怎样的了解？…… 学生在使用虚拟仿真技术进行学习的效果怎么样？…… 您在使用虚拟仿真技术进行教学时会遇到哪些困难？…… |
外部因素 |
设备资源 社群影响 宏观政策 |
学校提供的虚拟仿真学习平台和资源是否完备？…… 教师和其他同学对其学习进程或学习态度有哪些影响？…… 政府给学校的相关资源投入对虚拟教学有哪些影响？…… |
内部因素 |
学习态度 能力提升 自我效能 使用意愿 |
您认为学生对虚拟仿真技术抱有怎样的态度？…… 学生是否认为虚拟仿真技术会提升自己的专业能力？…… 效能感高的学生的学习任务完成情况如何？…… 是否有学生不愿意使用虚拟仿真技术进行学习？为什么？…… |
路径展望 |
提升路径 未来展望 |
您认为该如何提升学生对接受虚拟仿真技术的学习效果？…… 您对于学生使用虚拟仿真技术辅助学习有何建议和期待？…… |
2) 研究对象
本研究选取了15名中职加工制造类专业课程的任课教师，研究对象的选择方式为目的性抽样，即依照研究目的来选择能够为该研究提供最多有用信息的研究对象，选择此方式抽样有利于研究者精确锁定研究群体并获得更多有用信息。同时在抽样的过程中，研究者所选择的研究对象的性别、教龄、职称、专业均不一致，保证了研究对象选择的差异性与合理性。研究对象的基本信息如表2所示。
Table 2. Basic information of interviewees
表2. 受访对象基本信息
类别 |
内容 |
样本量 |
性别 |
男 女 |
9 6 |
职称 |
实习教师 初级讲师 中级讲师 高级讲师 |
1 5 7 2 |
工作年限 |
5年以下 5年(含)至10年 10年(含)至15年 15年(含)以上 |
2 3 5 5 |
任教专业 |
电子技术 数控加工 工业机器人 汽车维修 |
4 7 3 1 |
3. 研究分析与结果
(一) 数据分析
本研究采用的研究方法为访谈法，每一例访谈均为线下面谈且全程录音。访谈的一手录音资料经过文字转换与订正整理，最终得到超过3.2万字的有效文本。访谈文本采用扎根理论进行编码分析，分析工作借助Nvivo 15软件进行辅助，分析工作包括三个编码阶段，即开放性编码、轴心编码以及选择性编码。为确保质性分析的信度与效度，研究者在编码过程中持续复盘编码的一致性与操作逻辑，在编码完成后主动反思结果的合理性并确保结果与研究目的相契合；同时研究者在数据分析结束后，邀请多名学校导师与职校专业教师进行把关教研，保障分析结果的有效性与可验证性。
1) 开放性编码
在此阶段，访谈文本首先经过逐句分析，过程中借助Nvivo 15软件将分析后的句子打上标签，该文本共贴标签212个。之后对标签进行初步归纳整理，得到初始概念141个，如表3所示，为之后进一步编码做准备。
Table 3. Open coding and initial concepts
表3. 开放编码与初始概念
序号 |
初始概念 |
原始语句示例 |
1 |
教学方法的改变 |
以工件的三维建模、数控加工的虚拟仿真为例，以前设计一个零部件图需要手动绘制或线下展示…… 学生觉得有趣需要老师引导……在电脑上仿真更有趣，有一定娱乐性…… |
2 |
线下实操的局限性 |
我们之前学过的零件装配，但线下操作时间长，而且不适应现在的行业…… 学生编好程序后，先在虚拟仿真软件里仿真，把问题修改好再去加工，能大大减少实际加工中的失误…… |
3 |
技能与就业的适配性 |
现在公司都以电脑、机器为主。虚拟仿真技术提升了工作速度，对学生未来就业帮助很大…… 实际建模后，他们成就感更强……未来面试找工作能更好地衔接，也更清楚所学知识的用途…… |
4 |
理论学习的兴趣低下 |
以3D可视化仿真为例，以前学机械结构都在班级进行平面图展示，课堂偏理论化，学生学习兴趣不高…… 学生更愿意实操是因为直观，更有趣，比起理论课，实践课能看到成果，有成就感，而且对未来就业有帮助…… |
5 |
二维到三维的认知转换 |
在机房让学生绘制草图，从二维转三维建模，他们学习兴趣更浓厚…… 虚拟仿真界面采用三维动画，1:1模拟真实环境，模块化设计便于学生操作…… |
6 |
简单到复杂的技能迁移 |
老师先教软件使用方法，从简单零件图入手，学生学会后，操作复杂的机械装置也是用简单命令。这样学生自学和练习时间更长，学习兴趣更浓…… 仿真软件教学是由易到难的过程，高一先画简单图纸、零件，高二模拟复杂工件，高三将复杂零件组成完整机器…… |
7 |
同伴互助的项目式学习 |
虚拟仿真实操课一般是项目式教学，学生分组进行，组内有学习好、中等和稍弱的同学…… 学得快的同学帮助其他同学，能提升大家的学习态度…… |
8 |
设备更新换代慢、卡顿 |
学习平台和资源是足够的，但机房电脑是之前统一购买的，不知道用了几年…… 学生进机房一开始是开心的，如果电脑流畅用起来舒服就更好……使用时电脑卡住或自动退出…… |
9 |
学习积极性受工具限制 |
如果机房的电脑卡死，学生容易失去耐心…… 我们学校机房的电脑都是十多年前的了，经常出现使用到一半软件崩溃的现象，这个时候大多数学生就不愿意重新做了…… |
10 |
更喜欢动手操作 |
但他们更倾向于动手操作的知识学习，因为对思维能力要求没那么高，且会更用心…… 职高的学生普遍动手操作的能力更强，相对文化课，成绩也更好一点…… |
141 |
…… |
…… |
将上述的141个初始概念根据语义和内部逻辑关系继续归纳整理，归类得到28个范畴：优化教学方法、设备制约、学习动机与学习兴趣、实践与理论互补、经济性与安全性、教师的角色与支持、学生的能力差异、资源与软件的制约、操作与界面设计、学习成果与反馈、职业衔接与就业需求、学习环境与资源分配、创新思维培养、同伴的互助与竞争、真实性与实用性、兴趣迁移现象、教学策略的优化、政策与外部驱动、技术与系统缺陷、学科基础能力培养、学习内容多样性与吸引力、学习绩效驱动、技术依赖、资源整合与平台优化、学习体验、课程设计优化、性别差异、资源与设备的适配性。上述范畴的归纳过程如表4所示。
Table 4. Formation of categorical concepts
表4. 范畴概念的形成
序号 |
范畴概念 |
初始概念 |
1 |
优化教学方法 |
渐进式教学设计、分层递进教学设计、游戏化教学、玩中学理念的有效性、教学方法的改变、分步式教学的必要性、任务难度循序渐进、多媒体资源辅助认知。 |
2 |
设备制约 |
设备更新换代慢、设备性能影响体验、硬件依赖性太强、设备和场地限制、高端设备资源稀缺性、硬件资源不足限制学习公平性、前沿设备应用不足。 |
3 |
学习动机与学习兴趣 |
学习动机双重驱动(成就导向、就业导向)、趣味性作为核心驱动力、趣味性与实用性的重要性、技术趣味性吸引、学习内容新鲜感难以维持、重复性操作削弱学习动机。 |
4 |
实践与理论互补 |
二维到三维的认知转换、简单到复杂的技能迁移、理论与实践互补性、理论到实践的缓冲作用、仿真与现实操作的差距、理实过渡阶段的必要性。 |
5 |
经济性与
安全性 |
经济性与安全性的提升、虚拟操作的心理压力小、真实操作的风险规避、虚拟环境低风险、容错性学习环境。 |
6 |
教师的角色与支持 |
教师权威引导信任、教师实践经验的重要性、教师研究能力对教学质量的作用、教师引导学习进程的重要性、教师角色直接影响学习效果、一对一辅导和同伴互助提升信心。 |
7 |
学生的能力差异 |
学习基础分层现象、学习速度差异大、学生能力差异导致技术应用效果两极分化、学习积极性两极分化、个体学习动机有差异。 |
8 |
资源与软件的制约 |
仿真软件版本滞后、教育资源更新困难、技术资源具有滞后性、软件缺乏统一性、学习资源缺乏兼容性、平台资源质量升级诉求、技术真实性与实用性融合差。 |
9 |
操作与界面设计 |
操作界面复杂、操作单调性阻碍持续学习、操作不可逆性增加学习挫败感、界面吸引力驱动兴趣、系统的易用性提升参与度、程序自动化简化操作。 |
10 |
学习成果与反馈 |
成果即时反馈、成果可视化增强参与感、成果可视化增强自我效能感、正向反馈强化学习表现、成就感与成绩正相关。 |
28 |
…… |
…… |
2) 轴心编码
将开放性编码得到的28个范畴概念进行再次抽象归纳，通过分析各个范畴之间的各种联系，得到重新构建的类属数据。本研究共归纳出9个类属：教学策略与课程设计、教学设备与资源的更新、学习动力与内容吸引力、虚实结合的教学模式、虚拟技术应用的风险权衡、教育交往的多元关系、操作难度与用户体验优化、学习效能感、学生能力的培养。上述类属的概括过程如表5所示。
Table 5. Categorization in axial coding
表5. 轴心编码的类属化
序号 |
类属 |
范畴 |
1 |
教学策略与课程设计 |
优化教学方法、教学策略的优化、课程设计优化 |
2 |
教学设备与资源的更新 |
设备制约、资源与设备的适配性、资源整合与平台优化、资源与软件的制约、学习环境与资源分配 |
3 |
学习动力与内容吸引力 |
学习动机与学习兴趣、学习内容多样性与吸引力、兴趣迁移现象、学习体验 |
4 |
虚实结合的教学模式 |
实践与理论互补、真实性与实用性 |
5 |
虚拟技术应用的风险权衡 |
经济性与安全性、技术依赖 |
6 |
教育交往的多元关系 |
教师的角色与支持、学生的能力差异、性别差异、同伴的互助与竞争、政策与外部驱动。 |
7 |
操作难度与用户体验优化 |
技术与系统缺陷、操作与界面设计 |
8 |
学习效能感 |
学习成果与反馈、学习绩效驱动 |
9 |
学生能力的培养 |
职业衔接与就业需求、创新思维培养、学科基础能力培养 |
3) 选择性编码
根据各类属之间的关系以及类属与研究内容之间的关系，进一步归纳，提取出4个核心类属：教学策略与课程体系的建构、教育技术环境的优化与整合、学生学习素养的塑造、多元教育人际关系。核心类属的构建如表6所示。
Table 6. Selective coding and core categories
表6. 选择性编码与核心类属
序号 |
核心类属 |
类属 |
1 |
教学策略与课程体系的建构 |
教学策略与课程设计、虚实结合的教学模式 |
2 |
教育技术环境的优化与整合 |
教学设备与资源的更新、虚拟技术应用的风险权衡、操作难度与用户体验优化 |
3 |
学生学习素养的塑造 |
学习动力与内容吸引力、学习效能感、学生能力的培养 |
4 |
多元教育关系的建立 |
教育交往的多元关系 |
(二) 分析结果
针对访谈内容的分析旨在探究虚拟仿真技术应用于中职实践教学的影响因素，本研究根据各影响因素结合理论基础，探讨当前中职实践教学中虚拟仿真技术的应用现状与发展困境。
1) 教学策略与课程体系的建构
情境认知理论认为学习并非孤立的知识记忆，因此教师在日常教学工作中应当充当一个学习情境的搭建者与学生获取知识的引路人，教师在课堂上需要使用更加灵活的教学策略来提升教学效率与多样性。根据访谈内容可以得知，不同的教师对于虚拟仿真技术的认知与使用经验是大相径庭的，因此不同的教师在教学工作中所采用的教学方式也是有差异的。又因为虚拟仿真技术的灵活性与新颖性，目前针对虚拟仿真技术并不存在统一的教学方式，因此在面对不同的教学情境下，部分教师无法实施针对性的教学策略，进而导致学生学习效率低下、课堂氛围沉寂、师生缺乏互动等问题出现。
在整合型技术接受模型(UTAUT)中，社群影响对新兴技术在教学中的应用产生着巨大影响，不同院校对于虚拟仿真技术的发展程度参差不齐、水平差异巨大。各院校即便针对同一专业开展课程建设，所使用的仿真平台也各不相同。因此目前中职院校缺乏虚拟仿真技术的统一课程体系，这会导致部分院校虚拟仿真设备的使用效率低下，个别院校甚至仅仅将其当作竞赛训练项目而不设置相关课程。这一现象将进一步加剧院校间虚拟仿真技术发展水平的分化。
2) 教育技术环境的优化与整合
促成条件作为UTAUT模型中的重要变量，强调了资源与设备的重要性。虚拟仿真技术作为数字化、智能化的教学手段，其应用与发展离不开技术环境的保障，所谓技术环境包括硬件设施的搭建，如计算机、虚拟仿真操作平台、VR可穿戴设备等。还包括软件程序，如仿真软件、三维建模素材、虚拟仿真学习资源等。通过访谈内容可知，不同中职院校针对虚拟仿真技术的资源投入不同，因此各学校的技术环境良莠不齐。以数控加工专业的实践课程为例，部分学校已经投入使用1:1仿真的五轴数控车床操作平台，并且建立专门的虚拟仿真实训基地。但也有部分学校仅能使用机房电脑中的仿真软件进行虚拟仿真教学，且机房电脑因常年未更新硬件配置而经常出现卡顿现象。技术环境的不匹配会导致学生的学习效率天差地别，同时也会使学生的技术认知以及学习深度出现分层效应。除了技术环境差异所导致的教学困境之外，当前虚拟仿真在技术层面上也有着一些共通问题，根据教师访谈反映的内容来看，目前虚拟仿真平台普遍存在学习资源兼容性差、教学平台界面复杂、操作流程缺乏灵活性等问题。这些问题可能导致学生学习积极性下降、学生技能迁移困难等现象的出现。
3) 学生学习素养的塑造
学习素养是个体在天生的学习能力的基础上构建出的一种核心素质[16]。通过技术接受模型等理论基础与访谈内容结合，得出本研究所述的学生学习素养的塑造主要包括学生学习态度的改善以及学生能力的提升。
对于虚拟仿真技术应用的实践课程而言，学生的学习态度涵盖技术接受度、自我效能感、学习兴趣等维度。通过访谈内容得知，由于虚拟仿真技术具有“涉身性、情境性”等优点，因此大部分学生对于该技术的使用意愿较高，研究其使用意愿也有利于预测学生的使用行为、提升学生的学习质量。同时兴趣作为一个高频词汇出现在访谈文本中，从教师口中得知，学生对于虚拟仿真技术的使用意愿以及学习效率往往取决于学生是否对其感兴趣，学习资源的趣味性也成为了学生持续学习的重要因素。除此之外，自我效能感高的学生通常能更出色地完成学习任务，且自我效能感存在不同学科的迁移现象。针对学习成绩差、厌学的学生，多数教师将其不良表现归因为学生内部因素，即学习态度不端正、学习信心低下、学习动机弱等原因。
学生能力的提高通常是学生学习效果的体现，同时学生的自身能力也决定着学习效率的高低。根据访谈内容得知，部分教师将学生学习进度缓慢的原因归结为该生学习基础差或学习能力的低下，同时认为创新能力与虚拟仿真技术的学习效果正相关。针对虚拟仿真技术的特性，学生需要把在虚拟仿真训练中学习到的经验与知识迁移到实践操作中，因此知识的迁移能力也是学生学习素养的重要指标。由于中职学生普遍存在学习基础差、自身能力低下的情况，因此针对难度较高的虚拟仿真学习任务，部分学生存在学习效果差、甚至放弃学习的情况。
4) 多元教育关系的建立
情境认知理论认为学习个体之间的互动是学习过程的关键，本研究中的教育关系主要指的是教育主体之间的互动关系，包括学生与教师之间的互动关系、学生之间的互动关系。根据访谈文本中的内容来看，虽然部分教师强调其教师角色的引导性并在课堂上组织学校小组或竞争学习的互动策略，但大部分教师的课堂上存在着教育关系建立不足的问题，其表现为教师在教学工作中照本宣科，教师只是示范操作并加以简单的解释，没有与学生进行有效互动，也无法做到教学的层次化，即对待不同学习能力水平、不同学习进度的学生施行“一视同仁”式的教学。课堂中的学生也只是机械性地重复教师示范的操作，并不理解每项操作步骤的意义与目的。学生在操作过程中也都是孤立的个体，学生之间没有建立任何互动关系。这些情况会导致学生的学习质量低下、能力提升两极分化，除了少部分学习能力强的学生可以认真完成学习任务外，大部分学生并不理解操作步骤之间的联系，也没有充足的时间消化接收到的操作信息，一旦在学习进度中落下就很难再跟上，之后便会放弃学习。
4. 路径优化建议
根据虚拟仿真技术在中职实践教学中的应用现状与困境，本研究从分析结果出发，提出以下优化策略。
(一) 优化教学策略、完善课程体系
1) 创设情境式的课堂教学
教师在使用虚拟仿真技术进行实践教学时，学习任务往往是按照程序设定好的流程进行操作，容易产生与现实工作情境脱节的现象。教师可以采用创设情境的教学策略，在学生开始正式操作之前，教师先将学习任务与实践操作联系起来，为学生介绍操作任务的背景，创设一个现实工作中的问题情境；在学生操作过程中详细解释操作步骤与现实工况的联系，以不同的形式对学生进行问题对话；在操作完成后，将学习任务的结果与问题情境进行关联，引发学生将虚拟仿真的操作经验向现实工作情境进行迁移。创设情境的教学策略可以促使学生不断对学习经验进行巩固，有效强化学生的知识应用能力。例如教师在课堂上可以模拟一个“汽车零件”生产线，将零件的加工要求与参数分发到学生手中，在学生的操作过程中严格依照工厂的要求，最后将加工好的零件进行验收，考核整个班级的零件合格率。
2) 校企协同的课程体系建设
中职实践课程的建设要以学生就业为导向，学生在校园学习的课程内容不能与日后在企业的工作内容脱节。因此学校应该联合企业开发具有真实性、前沿性的虚拟仿真教学资源，建立与生产工作接轨的课程内容。例如企业方提供真实的加工参数、典型的故障案例等资料，学校方根据资料设计虚拟仿真教学项目，开发校企联合课程包。在教学模式上采用虚实混合式教学，即学生在校使用虚拟仿真系统操作练习并完成作业，教师根据作业完成情况进行指导并将成绩合格的学生送入企业进行真实设备的操作练习。评价体系的建设也可以采用校企双元制，即学校考核与企业认证的双重评价标准。课程建设的师资构成也可以引用校企双向流动机制，即企业工程师进校传授经验、参与课程开发；学校教师进入企业学习、吸收实操经验。例如，针对数控加工这一岗位，学校开设《数控编程与操作》课程，企业中的工程师将实际生产中的数控编程案例、操作技巧编入教材，使学生学习最贴近真实生产情境的操作知识。亦或者校企联合开发《机械产品制造综合实训》课程，以企业端真实订单为学习项目，学生在教师和工程师的共同指导下，完成从产品设计、零件加工到质量检验的全过程，体验企业生产的真实环境和流程。
(二) 技术环境的改造与优化
1) 教育资源的兼容性改造
通过对教师的访谈得知，目前各个学校针对虚拟仿真技术所采用的教学平台并不相同，教育资源不互通，兼容性差，虚拟仿真软件的开发应走向跨平台、多终端的提升路径。虚拟仿真系统应遵循灵活性的原则，尝试数据互通的跨平台框架研发，不同仿真软件中的案例、设备参数、作品成果展示可以互相兼容，例如A平台的作品可以通过B平台直接展示出来，或者学生可以直接通过网页访问虚拟数控平台的操作界面，无需下载仿真软件。教育资源的兼容化也可以通过多终端互通得到提升，例如开发虚拟仿真软件的移动端，学生可以在家通过手机进行虚拟操作练习，平台可以根据用户的硬件设备自动调整操作界面与交互模式。增强虚拟仿真平台及其教育资源的兼容性可以提升虚拟仿真教学的灵活性，从“可用”走向“好用”。
2) 虚拟仿真平台的游戏化改造
游戏化指的是在非游戏的情景中使用游戏的设计思路、内容框架等，以提高用户的体验性，帮助完成预期目标的行为[17]。虚拟仿真平台可以仿照电子游戏的设计思路进行改造，例如开设角色扮演功能，学生可以选择扮演“质量检验员”、“工程师”等角色来解决车间生产过程中出现的问题；平台还可以引入成就系统，即学生每完成一次操作任务，系统就会奖励相应的积分，每名学生的积分显示在系统公开的“排行榜”上，积分累积到固定数额会赠予学生相应的头衔，例如“数控加工小能手”、“操作大师”等；平台还可以引入线上的合作或竞争机制，例如某复杂的学习任务可以通过多人组成团队在线共同完成，系统分配给每名学生不同的操作任务，不同的团队之间可以通过竞速等方式产生竞争关系。虚拟仿真平台的游戏化可以提升学习的趣味性，激发学生学习动机，引导产生操作意愿，吸引学生持续学习。
(三) 个性化教学与师生关系的转变
1) 分层教学
通过对访谈内容的分析，在虚拟仿真实技术的实践学习中，学习成绩差、效果不理想的学生大多是因为自身学习基础薄弱造成的，即每个班级中的学生基础知识的掌握程度参差不齐、操作基础差异巨大，这就导致不同学生在同一堂课下的学习效率不同、学习进度不一致。根据此现象，教师可以根据学生基础知识的掌握程度和学习能力，将学生分为不同的小组，教师针对每个小组的特点和需求设计教学方案，制定教学计划，将实训项目根据难度、操作数量、复杂程度等性质划分层次，分配给各小组不同的实训作业。同时引入学生帮扶制度，即学习成绩好的学生被定期派入低层级的学生群体进行帮助指导。分层教学可以使每一位学生通过完成对应的实训任务，在自身基础上得到能力的发展，满足了每一位学生的学习需求。
2) 双向反馈的师生关系
根据情境控制理论的内容，传统的师生关系应向双向反馈的新型师生关系转变。教师应该逐渐摆脱课堂的主导者、知识的传递者的身份，充分掌握虚拟仿真技术的操作逻辑，提升自身的技术认知，为学生搭建学习情境，设计教学内容，关注不同学生的学习能力与学习需求，逐渐成为学习的引导者，技术的赋能师，例如教师可以根据系统后台学生虚拟操作的成绩与熟练度，灵活调整作业任务的难度，在发现学生的操作错误时及时提醒并加以讲解。站在学生的视角，新型关系下的学生也不再是经验的接收者，而是技能的主动探索者。学生应当根据教师提供的资源，自主进行任务操作；在操作过程中利用虚拟仿真技术的安全性与经济性，大胆进行操作尝试、举一反三，对学习任务进行自主设计并主动验证其可完成性。虚拟仿真技术应该为师生的多元化、深度互动关系提供更多支撑。
NOTES
*通讯作者。