虚拟仿真技术融入课程思政教学研究

于铁山

(东莞理工学院法律与社会工作学院，广东东莞，523808)

一、虚拟仿真概念及运用

虚拟仿真技术是当前学界关注的热点，仿真技术早期主要应用于传统的工程与国防军事领域，如项目仿真利用计算机模型和某一具体层次的风险估计，以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础。仿真技术兴起于20世纪40至60年代，发展于20世纪70至80年代，20世纪80年代以后较为成熟，当前进入复杂系统仿真阶段。[1]仿真技术一经引入社会科学领域，便被广泛运用到公共卫生、城市规划、公共交通、公共政策制定、经济学现象预测等方面。随着科技的进步，计算机硬件性能的提高和软件的不断完善，仿真技术日渐成熟，已成为重要的研究工具。目前，不同学者对仿真的定义存在差异，广义的仿真通常是指所有以计算机软件模拟真实系统行为的各种方法和应用。[2]狭义的仿真技术则是指设计人员将计算机作为载体，运用计算机软件建立数据模型，以模型各种参数分析为基础，从而提出最优设计方案。[3]比如，在公共政策领域，可通过仿真建模技术对公共政策的制定和执行展开实行前的模拟，这是判断公共政策制定正确与否和保证其科学性的重要方法。[4]

在社会领域采用仿真技术可以模拟人工社会，基于自主行动者建模的核心思想，通过微观层面主体间的交互作用，涌现出宏观系统的行为，该方法特别适用于对复杂社会系统中的非线性行为进行仿真，因此，也适合运用于公共政策、经济学、公共卫生社会问题中的Agent仿真。研究者可根据研究现象的需要，在模型中设置不同的行动者，并根据需要设定不同的角色。

虚拟仿真技术在教育领域已得到广泛运用，如《2016年教育信息化工作要点》提出在全国建设100个左右的国家级虚拟仿真实验教学中心，试点开展优质虚拟仿真实验教学项目资源库建设。[5]《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》提出推动人工智能等现代信息技术在思政课教学中的应用，建设一批国家级虚拟仿真思政课体验教学中心。[6]教育系统仿真是指对复杂的教育系统进行建模，运用虚拟仿真技术再现复杂的教育系统演变过程，从而可以发现教育系统发展过程中存在的突出问题，为教育决策者制定相关政策提供科学依据。[7]通过研发与推广适用的教育虚拟仿真软件与仿真系统实施教学，如生理驱动型仿真模型、口腔医学仿真机器人实习机等。[8-9]虚拟仿真技术具有独特优势，有助于提高决策的科学性。

二、课程思政虚拟仿真研究综述

***总书记指出，“要运用新媒体新技术使工作活起来，推动思想政治工作传统优势同信息技术高度融合”[10]。从方法论来看，课程思政可以采用归纳逻辑与演绎逻辑。进入大数据时代，课程思政的载体从传统教学工具拓展到大数据技术平台。[11]大数据技术在课程思政建设与应用方面发挥着重要作用：一方面，大学生课程思政教育的大数据分析属于归纳的逻辑；另一方面，虚拟仿真技术在增强互动性、复原历史情景、降低社会实践成本、升华实践教学内容等方面独具优势。[12]

以虚拟仿真技术为基础，通过计算机建立课程思政仿真模型，可以根据对大学生所观察到的现象及其实践经验，归纳出反映思想政治教育客观规律的数据公式和具体算法，用来具体描述其研究对象的运动规律。课程思政教学的对象包括党政干部、哲学社会科学专任教师、辅导员、班主任、大学生等行动者。

蒋云尔较早探讨了运用计算机开展思想政治教育议题，他提出思想政治教育领域的仿真模型是指思想政治教育的仿真模型是从现实世界中抽象出来的，必须能反映出思想政治教育的规律。[13]通过虚拟仿真技术，可以生成思想政治教育最优效能模型、教育效果综合评估模型、思想状况抽样调查模型、思想动态预测模型、思想政治教育目标管理模型等。梁军等人认为虚拟仿真技术具有沉浸性、交互性、逼真性等特点，可提升思想政治教育课程教学方式、教学主体、教学环境等的效能。[14]

综上所述，近年来，虚拟仿真技术在思想政治教育中的应用不断深入，相关研究不断增多，但是对虚拟仿真技术融入课程思政的优势及其存在的问题缺乏关注。特别是如何深入挖掘课程中的思政元素，把握思政教育的规律，找准需求点，坚持虚拟仿真技术与思政元素的有机结合等问题有待进一步研究。

三、虚拟仿真技术融入课程思政

(一)虚拟仿真技术融入课程思政的优势

由于大学生异质性很强，传统的课程思政存在一定局限性，传统的课程教学容易忽视对象的差异性。同时，简单的教学评估方法也难以描述大学生思想政治教育工作成效，通过虚拟仿真技术结合位置数据进行场景可视呈现，能够提高大学生思想政治教育效果。

从方法论来看，虚拟仿真技术能有效解决传统思想政治教育研究仅依赖已有调查数据进行观察分析，而无法进行实验的不足，对无法在真实的系统上进行实验的思想政治教育，采用虚拟仿真技术进行研究具有现实意义。如基于Agent仿真开发工具，进行大规模思想政治教育环境构建，将个体心理扩散引入模型中，进行仿真实验。

从方法上来看，虚拟仿真技术融入课程思政可以分为三步：一是在人工的环境中用计算机手段为每个大学生构建一个单独的Agent模型。二是让这些模型按照一定的规则相互作用，从宏观角度观察微观个体涌现出的结构并分别设置不同的参数。三是根据仿真结果发现大学生思想政治教育规律，遵循大学生思想政治教育的客观规律开展工作。将虚拟仿真技术融入思政课程具有多方面优势，具体如下。

第一，相较于传统的课程思政，虚拟仿真技术引入的最大优势在于其代入感与真实性，大学生会高度专注于当前的课程场景以获得“在地化”体验，不仅对情境本身特征做出反应，而且对该情境所产生的意义做出解读。虚拟仿真场景沉浸式体验和高互动性的属性让大学生瞬间身临虚拟场景中，为学生提供沉浸式、交互式的学习体验，增强课程思政的吸引力。

第二，虚拟仿真技术引入课程思政属于混合教学，具有虚拟互动与现实互动的双重特征。一是在虚拟现实场景中的真实互动，在场与不在场相互交织，身体和环境的互动赋予大学生一种强烈的参与感。二是共同在场的师生互动以有限的空间性为基础，制造出一种超越特定空间的情感卷入，产生情感的共鸣。

第三，大学生的思想政治教育难以进行不同的实验，而思想政治教育的效果因学生而异，虚拟仿真技术的低成本、低风险的重复实验可以满足大学生思想政治教育进行实验的要求。[15]对大学生来说，通过仿真实验生成接触关系网络，改变各种参数，可以考察不同条件下思想政治教育系统的动态变化规律。在课程思政教学中，大学生的数量及基本素质等变量是实施虚拟仿真技术的重要参数。基于计算机技术的课程思政教育实验，具有多参数、情境逼真、低成本、可预测性等特点。虚拟仿真技术可以弥补传统思想政治教育方法的不足，创设情境学习，因课程内容而异，具有较强的包容性。

(二)课程思政虚拟仿真模型初探

课程思政虚拟仿真模型是利用系统模型对大学生思想政治教育系统进行动态实验。在借鉴其他仿真模型的基础上，尝试构建大学生思想政治教育的仿真模型，通过改变参数和规则使行动者之间的交互出现一些重要的现象。个体模型是对大学生的模拟，交互规则模型是对大学生与教师等关系的抽象与描述，交互作用既包括研究对象之间的交互，又包括与研究对象环境的交互。

总体来看，大学生课程思政仿真系统主要包括三个要素：大学生行为、大学生思想教育行为模型和计算机仿真环境，如图1所示。

图1 大学生思想政治教育仿真系统框架示意图

1.控制规模

首先可以根据研究目标建立一个与班级规模一致的人工课堂，包括课堂的年级、部属/省属/地方院校，课堂所属专业为综合/理工/农业/师范/国防类，课堂的层次，如本科/专科等。

2.个体模型

大学生是具有多重属性的复杂系统，为了研究大学生思想政治教育，应对大学生属性进行简化，包括性别、年龄、所学专业、户籍、政治面貌等。

3.社会关系网络

对相关参数及不同的控制策略进行设定，仿真的结果及其稳定性与参数的设置有关。具体思路为先根据课程思政教育的目标确定模型，然后根据大学生的特征参数、实验参数进行设置，接下来试行仿真，在满足有效性和置信度的前提下，研究仿真的实验结果可以作为推进大学生课程思政教学的参考依据。

目前，大学生课程思政教学处于改革发展的关键阶段，而课程思政的人工智能系统是未来发展的方向，以多媒体、虚拟现实、人工智能、面向对象法、可视化与图形界面仿真技术为基础，通过计算机模拟人类的智能活动，从而理解思想政治教育的内部和外部环境，提出概念，建立方法，进行演绎、归纳、推理，作出科学的决策，以最有效的途径和手段实施思想政治教育。

四、虚拟仿真技术融入课程思政的应用及问题

近年来，越来越多的课程思政引入虚拟仿真技术，应用场景越来越丰富，分为以下三个方面的内容：一是以虚拟仿真技术为抓手，推动高校课程思政体系建设。越来越多的高校将仿真思想融入大学生思想政治教育体系中，如将大学生思想政治教育与科技结合起来，打造课程思政教学新平台，通过新媒体开展课程思政教学活动，实现课程思政教学全覆盖。二是建立虚拟仿真技术融入课程思政平台，各高校纷纷建立虚拟仿真实验教学中心。自2013年教育部推动相关工作以来，目前共有超过100个国家级虚拟仿真实验教学中心，如中国农业大学建立机械与农业工程虚拟仿真实验教学中心，北京邮电大学开发虚拟实验系统，山东农业大学建立国家级农业机械化及其自动化虚拟仿真实验教学中心等。[16]三是以“思政+高技术”为手段，积极开发思想政治教育课程虚拟仿真教学方法，如北京理工大学积极探索虚拟现实技术在思想政治理论课中的应用，建成全国高校范围内首个虚拟仿真思政课体验教学中心，制作三维动态视景和实体行为的交互式仿真系统，达到大学生思想政治教育体验的目的。[17]广东高校网络思想政治工作中心基于中心资源和师资成立“VR+思政”双创空间，发挥校企、高校联盟等优势与专长，促进资源的利用与整合。西南财经大学马克思主义学院打造了“红军长征在四川”系列虚拟仿真实验项目等。这些有益尝试极大地丰富了仿真技术在大学生思想政治教育中的应用。

总体来看，利用计算机技术构建真实的社会环境成为课程思政教学的重要抓手，以虚拟仿真环境为基础，以便分析课程思政教学的影响因素，通过再现课程思政教学的发展演变过程，分析课程思政教学现象与教育过程，发现课程思政教学发展中存在的问题，以便为教育决策者制定合理的决策提供有效支持。发挥虚拟仿真技术在“三位一体”课程思政教学模式中的专业辅助功能，从培养目标方面将思政目标内化于心、外化于行，从课程体系方面构建全息化、可视化的教学流程。实现信息技术与课程思政教育教学的深度融合，将虚拟仿真技术自然而然地融入课程思政教学过程。

尽管虚拟仿真技术以不可阻挡之势席卷课程思政教学，并有力推动课程思政教学改革创新，但其存在的突出问题同样不容忽视，主要表现为当前虚拟仿真技术融入课程思政标准化程度不高，虚拟仿真技术应用不够深入，课程思政教学效果评估手段较为单一，特别是虚拟仿真建设泛化也会带来资源的过度投入，甚至出现过分追求虚拟仿真技术而形成“唯技术”论，从而忽略课程思政内容本身。同时，不同年龄段教师在运用虚拟仿真技术方面存在的“技术鸿沟”现象也值得关注，围绕上述问题应展开深入的研究。

五、总结与讨论

在信息化、智能化、数据化背景下，虚拟仿真技术作为前沿的技术工具正受到广泛认可。虚拟仿真技术最大的优势在于能够实现传统实验或教学无法完成的目标，以虚拟现实和可视化技术让思政教育充满活力。本文通过引入计算机仿真技术构建大学生课程思政教学模型，重点介绍归纳虚拟仿真技术的发展历程及其应用领域，以及在大学生课程思政教学中采用仿真技术的可能性与优点，初步分析了大学生课程思政教学虚拟仿真模型基本框架。研究发现，虚拟仿真技术在大学生课程思政教学中大有可为，具有广阔的发展空间。

虚拟仿真技术的思政应用场景多变，需要从多个方面进行改进。一是不断重视虚拟仿真方法在大学生思想政治教育教学中的应用深度，加大虚拟仿真技术的推广与宣传力度。二是学校应制订相应的激励考评机制，引导更多的课程思政教学引入虚拟仿真技术，增强教师在虚拟仿真方法设计、开发和应用方面的意识和能力。三是进一步加强虚拟仿真在课程思政中的应用评估，不断改进教学方法，积极拓展虚拟仿真技术融入思政教学的新场景。

虚拟仿真技术融入课程思政教学过程中需要注意技术过分依赖问题，突出课程思政学生学习的主体性，充分促进技术与内容的融合，促进高校课程思政建设的信息化与专业化，推动高校课程思政教学的改革创新。