基于虚实融合的中职实践教学环境实证研究

摘 要：实践教学是提升中等职业人才培养质量的关键环节。针对目前中职实践教学环境中存在的空间布局割裂、教学情境设置固化、师生情感交流方式单调等问题，在构建教学空间环境、教学信息环境和教学心理环境三融合模型的基础上，依托中职计算机专业开展虚实融合的实践教学环境实证研究，助力构建中职实践教学中人与岗位、人与职业能力、人与自我发展之间的融合关系，促进中职学生职业能力和综合素养的提升。经实施前后的对比分析，学生高考技能成绩、职业院校技能大赛成绩、学生就业情况、实习及就业单位评价等指标得到明显提高。

关键词：虚实融合;实践教学;教学环境

基金项目：2017年度浙江省教育科学规划课题“现代学徒制背景下实践教学环境的构建研究——以中职计算机专业为例”（项目编号：2017SC049）

作者简介：钱锋，男，杭州市教育发展服务中心副主任，高级讲师，主要研究方向为信息技术与学科教学的融合、职业技术教育。

中图分类号：G712              文献标识码：A              文章编号：1674-7747（2021）06-0095-07

一、中职实践教学的环境诉求

为顺应“工业4.0”的国际潮流，中国正致力于构建创新型制造业和高科技产业“双轮驱动”的世界发达经济体[1]。2019年1月24日，国务院印发了《国家职业教育改革实施方案》，确立“把发展中等职业教育作为普及高中阶段教育和建设中国特色职业教育体系的重要基础。”中等职业教育一般定位于面向培养适应生产、经营、管理、服务第一线需要的高素质劳动者和中初级技术应用型人才[2]，因此，实践教学是提升中等职业人才培养质量的关键环节，而实践教学环境则是支撑实践性教学的前提和基础[3]。实践教学环境是针对中职教育特点的学校教学活动所必需的客观条件和力量的综合，按照发展学生身心需要而组织起来的育人环境[4]。从中等职业的教育特点、职业知识和培养能力出发，其主要任务是培养与市场紧密接轨的技能型人才，迫切需要实践性教学环境实现人与产业岗位的紧密关联，突出专业教学的岗位性，实现专业与产业、职业岗位的无缝对接，解决人与职业能力的关系问题，以职业能力为目标导向，强化工学结合，从而实现教学过程与生产过程的无缝对接。另外，中等职业教育存在多元关系，实践教学环境还能构建教师与学生、企业师傅与徒弟等各相关主体间的和谐关系，从而实现学生的自我发展。当前，随着人工智能、物联网、大数据、移动互联等信息技术的不断成熟，信息技术与实践教学过程的融合创新日益加剧，这为实践教学环境的构建提供了新理念、新工具及新方法，更好地适配了“数字原住民”学生与职业能力的教学目标[5]。新型实践教学环境支撑下的实践性教学正成为中职教育信息化研究和实践的热点问题[6-8]。基于此，本研究从支撑中职实践教学的基础环境出发，针对目前中职实践教学环境中存在的空间布局割裂、教学情境设置固化、师生情感交流方式单调等问题，在构建教学空间环境、教学信息环境和教学心理环境三融合模型的基础上，依托某国家级重点职业学校的计算机专业，开展基于虚实融合的实践教学环境的实证研究，助力构建中职实践教学中人与岗位、人与职业能力、人与自我发展之间的融合关系，以促进中职学生职业能力和综合素养的提升。

二、中职实践教学环境存在的问题

（一）实践教学环境模式化、单一化和静态化明显

实践教学空间的构建主要依赖空间场地及硬件设施的现状，设备布局大多采用传统的纵横排列模式。虽然该实践教学环境方便教师任务布置和学生的模仿实践，但其无法与岗位实训充分结合，致使师生之间的互动性弱，不能很好地调动学生的学习主动性。由于虚拟空间的开发还处于起步阶段，因此理虚实一体化的教学空间环境建设还缺乏整体性。

（二）教学信息形态固化，忽视教学信息的系统性设计

虽然实践教学注重“做中学”，但由于学校教师的企业实践经历有限，其对企业操作流程、操作规范的把握不精准，相关的教学标准、教材、教案、教学任务等教学资料与现有的岗位要求和技术发展对接不及时，导致来自于企业的教学信息“做中学”载体的真实感与系统性严重滞后。由于信息技术在实践教学中运用不足，因此中职学校还尚未形成有效的基于信息技术的教学目标与教学实施的监测、诊断与评价。

（三）环境设计过度功能取向，功能设计单一

由于实践环境以及实践项目的设计缺乏综合型和团队化，忽视学生的团队协作、沟通交流和情感体验等软能力培养，导致现行的实践环境不能有效激发学生的学习兴趣并强化其学习成功体验，也无法为学生提供身份建构的实践环境。因此，中职学校寄希望于通过实践项目设计，树立一种新型的师生、生生間的平等、沟通、互助、合作关系还任重道远。

三、基于虚实融合的中职实践教学环境构成及特点

（一）环境构成

1.基于虚实融合的实践教学环境的关联模型。基于虚实融合的中职实践教学环境关联表达模型如（1）式所示。

上式中，PTE表示虚实融合实践教学环境构建的主要关联因素。P表示空间因子，是虚实融合实践教学环境的基础与核心因素，它强调实践空间的实体空间与网络空间的联通、线下设备与线上资源的结合。I表示信息因子，注重基于数字化学习资源的系统展示及学习、管理、服务的全域式信息化管理。S表示心理因子，从学生学习的心理体验感入手，构建与真实岗位无缝隙的体验氛围。∩表示“与”逻辑关系，即两者同时存在并赋能。

2.基于虚实融合的实践教学环境的系统模型。虚实融合实践教学环境系统模型是开展应用实践的基础，其空间环境、信息环境和心理环境三融合的系统模型如图1所示。空间环境、信息环境和心理环境三元组是实践教学的三大支柱。空间环境为实践教学提供线下的物理空间和线上的网络空间，两空间融合为创新实践教学模式奠定物质条件。信息环境为实践教学提供相关的信息资源及目标导向的监测、诊断与评价。心理环境营造面向于真实岗位的协作氛围和职业文化。

3.基于虚实融合的实践教学环境的功能模型。基于虚实融合的实践教学具有四大应用特征，即重构环境、识别情景、联结社群和闭环管理。其功能模型如图2所示。（1）记录教学过程，支持对教学行为、教学管理的数据采集与分析，实现教与学过程的可回溯和数据化，支撑开展基于数据的精准化和个性化教学。（2）识别学习情景，为实践教学的学习者提供个性化资源和体验空间，促进有效学习。（3）联结实践共同体，为学习者有效联接实践共同体进行沟通和交流提供支持。（4）实现闭环管理，即对学生知识、技能学习的完整信息化过程链提供闭环管理。

4.实践教学环境系统模型的三元指向。虚实融合实践教学环境三融合的系统模型，既存在因子关联和功能闭环模型，同时，三元也都有其自身的目标指向或建构原则。

（1）教学空间环境。空间环境的构建是实现校企共育的基础，构建教学空间环境需遵循以下三点原则：一是多元参与原则。学校应与具有行业标杆或产业代表的企业合作，才能真正实现学生真实岗位情境体验。二是先进性原则。教学空间环境的设计应有先进的教育教学理念引领，要符合新生代学生的生理和心理需要，充分考虑虚实空间的融合，接轨产业。三是服务性原则。教学空间环境应强化社会服务意识，集聚专业吸引力，形成区域专业服务中心。

（2）教学信息环境。教学信息环境正逐渐走向数字时代，构建信息环境需遵循以下三点原则：一是教学信息编制的岗位性。教师既是信息输出源也是接受源，其静态的输出首要是由课程对应教学信息，梳理与设计教学目标、教学内容、教学任务、教学评价指标等要以培养学生职业能力为根本，体现专业的职业性，并应随着产业发展升级不断修正调整。二是教学信息传递的情境性。教师要基于学情，设计适合学生的教学情境，有利于教学信息的传递和转换，让实践教学更丰富、生动和有效。三是教学信息流动的反馈性。教师应充分运用以大数据为特征的信息反馈系统的大存贮、即时反馈等特性，形成完整的信息反馈系统。

（3）教学心理环境。教学心理环境构建以实践共同体建设为目标，具体包括以下三点：一是搭建共同事业指向。实践教学以团队形式构成实践共同体，以共同任务事业为目标，在完成教学任务的同时，更有职业品德、职业素养等方面素质的养成。二是倡导民主人际关系指向。在共同完成实践任务过程中，实践共同体可促进各相关主体形成民主的人际关系，可以让学生更具有主体意识，更能促进同伴协作，更让学生具有责任担当意识。三是创设教学情境职业文化指向。无论是指导环境还是实践环节，实践教学环境都需要构建各种基于工作岗位的职业文化环境，才有可能使实践教学充满职业气息，激发学生的专业兴趣，建立起学生主动学习的决心和信心。

（二）环境特点

虚實融合的中职实践教学环境集互动性强、整合性佳、体验感好于一体，有助于培养学生形成面向未来的职业能力，实现学生的自我发展。

1.基于信息技术的虚实融合空间。教学空间环境是物理空间及设施设备所构成的物质与时空环境，是实践教学活动赖以进行的基础。教学空间从传统的实践教学场所和教学设施设备构成的物理空间拓展到虚拟空间，形成物理空间和虚拟空间相融合的立体空间环境。虚拟空间对中职实践教学影响越来越大，利用主流信息技术既可以开展一些摸不着、看不见、难再现的实践模拟教学，又可以提供虚拟的企业生产环境和岗位工作状况，它的建设情况代表着教学空间环境重构的水平。

2.基于闭环的教学管理信息流。教学信息环境是关于教学活动中知识技能信息资源以及教学活动信息的来源、传递和加工状况与条件的总和。中职实践教学信息环境的表现形态主要包括三个方面：一是提供与企业岗位对接的教学目标、标准及相关的专业内容或专业知识及能力信息;二是反映学生学习过程和状况的教学活动信息;三是运用信息化手段实现教学目标实施的监测、诊断与评价。教学信息以信息化平台、数字媒体或书面媒体形式呈现，有自身独特的结构和功能，对学生知识、技能学习形成一个完整的信息化过程链。

3.基于实践共同体的综合实践。实践共同体是指这样一些群体，在其中合法的边缘性参与能够持续不断地发生[9]。通过合法的边缘性参与，学习者进入了一个共同体，并逐渐从事该共同体的实践，从而实现技能掌握和知识默会。实践共同体的目标是培养学生面向未来的职业发展素质，如团队作风、职业素养、人际关系等。其构建重点是建立人与人的关系和基于实践活动的情感交流，克服和消除学生生理和心理的学习倦怠，提高实践学习的积极性和教学效果，从而实现学生的生成性成长。

四、基于虚实融合的中职实践教学环境应用案例及效果分析

以上述虚实融合的中职实践教学环境建构理论为指引，在某国家级重点职业学校的计算机专业中开展应用实证研究，研究分别在网络综合布线、数字图像处理、计算机硬件维护及影视后期制作四门实践课中开展。中职计算机专业具有信息技术优势，在教学环境构建上有以下两方面优势：一方面，学生信息技术应用能力强，可以全面建设资源与平台，通过信息流的控制影响实践教学;另一方面，计算机专业教学任务以计算机作品形式呈现为主，无论是空间环境、信息环境，还是心理环境，都可以充分利用信息技术，实现理虚实一体化教学。因此，在设计教学环境时，为达到最佳的预期教学效果，中职学校可通过增强教学环境的某些专业特性，有意识形成某些特定环境条件来影响教学活动及师生行为。以在网络综合布线课程中开展虚实融合实践教学环境建设为例，其具体应用过程包含如下四个方面的内容。

（一）技术开拓教学空间

1.视频系统360度全方位透视，解决实践的交互难题。该网络综合布线实训室从原普通教室改造而来，在有限的空间内摆放模拟实训墙，墙高一般超过2.5米，教室被分隔成8个实训工位。在实训教学过程中，学生在一个个独立的格子间内操作，由于视线会受到阻档，课堂教学的效率低、秩序差。每个工位都部署有高清摄像头，建设360度视频系统，即时记录学生的每一个实训操作细节;同时，每个工位都部署有高清显示器，用于传送教师的教学信息。实训室集中区还安装电视墙，整个实训室处于视觉“全通透”状态。教师的示范操作实时投射在各个工位的显示器上，学生的操作实时投射在电视墙上，各组学生的操作及遇到的问题可供教师与学生一起讨论解决。整个系统是完整的视讯与讨论环境，让教师与学生、学生与学生之间的无障碍沟通、互动、交流成为可能。

2.远程系统拓展时空，解决校企共育难题。在实践教学过程中，校企双师共导模式是非常好的一种教学形式，但受企业人力资源成本的限制，企业专家进课堂实施现场教学的难度较大。基于此，本系统充分利用信息技术，运用校企合作资源和远程教学系统，将企业网络综合布线接入电视墙，实现企业导师现场进行讲解和示范操作，为校企之间搭建了通讯桥梁，实施双师共导，从而有效推进校企协同育人。

3.虚拟仿真系统拓展虚拟空间，解决实践学习效率难题。根据实践操作技能，结合企业生产实际，开发网络综合布线课程的虚拟仿真系统，学生可以直接开展虚拟仿真实践，方便实现拉线、连线、布线模拟操作，既节约耗材，又提高实践学习效率。对基础差异大的学生，教师可根据情况进行多次模拟训练，进行个性化实践。

（二）基于云平台的信息化教学管理系统

基于云平台的信息化教学管理系统主要包括教学任务和标准的构建、学习过程信息和结果数据的实时捕获、学习目标的评测、基于个性化的学生个人学习反馈和学习资源库。首先，基于岗位实践的任务群，校企之间发挥各自优势，共同开发实践教学任务。学校方汲取教学系统优势，企业方依据电信公司布置操作标准，两者共同磨合建立既符合教学规律又适合实践教学的任务群，使其成为开发数字资源的主要依据。其次，运用智能实录技术和实时调查分析数据，学生可将实践过程中的信息进行上传，包括实践视频、检测数据等学业信息等。而教师通过实时捕获学生在网络布线实践过程中的学习信息，形成学生个人的学习过程信息数据库，做出自动化分析和图形展示。再次，教师可根据前期设定的教学任务和标准数据，结合学生学习过程信息和结果，对学生的学习目标进行评测，对学生的学习结果以及个性化的个人学习特点、能力进行反馈。最后，校企共同开发的学习资源库是整个信息系统的主要支撑。学习资源主要包括以下三个部分：（1）企业真实案例集，如企业现场操作视频、体现情境需求的动画等;（2）技术技能类资源，如录制企业专家技能操作示范以供学生实践教学前的观看;（3）岗位视频、局部技能视频及虚拟仿真系统等数字教学资源。学生通过登录平台，可以随时调用资源，并能生成适合自己个性化学习的教学信息，以供实践学习时精准调用。该系统能够针对学生学习过程信息数据，实现个性化的学习资源精准智能推送，帮助学生解决学习中存在的问题，从而提高其学习效率。

（三）实践共同体学习平台

实践共同体框架来自对传统手工艺学徒的研究，强调共同体在实践中如何学习。依托于信息技术支持下的教学空间及信息环境，构建各种基于工作岗位的职业文化环境，使实践教学充满职业气息。教师在实践教学中可以更加有效地设计实践共同体，让学生在共同的实践活动过程中掌握知识与技能的同时，进一步激发专业兴趣，培养开放包容的团队合作精神。以下是在前述的教学空间和信息环境下开展“工作区的设计与施工”单元的教学实施案例，教师以实践共同体的形式组织教学，整个过程由团队自我规划与推进，细化设计如表1所示。空间及信息环境为实践共同体提供了四大支持：（1）把学生与有类似实践的其他人（同学、企业技术人员）联合起来;（2）提供某种共享的信息源知识库（校企共同开发的信息资源及企业资源）;（3）通过提供与他人讨论工具直接支持交流（教学平台和交流平台）;（4）在共同体内部提供有关各种来源的信息情境的意识。在整个学习过程中，教师围绕教学目标，以实践共同体的形式开展“做中学”，布置共同的教学任务作为实践愿景，而学生通过参与共同的实践过程共享实践、信念和理解，从而有效推进学习进程。

（四）案例应用的效果分析

网络综合布线课程的虚实融合实践教学针对2016级学生于2016年9月开始实施，对比实施前的2014级学生（在校时间为2014年9月—2017年7月）和实施后2016级学生（在校时间为2016年9月—2019年7月）跟踪分析，对比分析情况如表2所示。实施结果分析分四个维度展开。（1）维度一：高考技能成绩。高考技能成绩是衡量实践教学效果的最直接体现，高考技能成绩由实施前的129.04分上升到实施后的144.59分。（2）维度二：職业院校技能大赛成绩。实施前，学校在可统计口径中无全国、全省的获奖学生;实施后，学校共获全国技能大赛一等奖3项、二等奖2项，并获得浙江省技能大赛一等奖1项、二等奖2项、三等奖1项。（3）维度三：学生就业情况。就业对口率由60%提升到90%;首年岗位稳定率由50%提升到70%。（4）维度四：实习及就业单位评价。实习及就业单位的综合评价得到明显改善，学生进入企业后基本能够具备上岗能力。由表2可知，学生在独特的实践教学情境中学习，学习兴趣得到激发，参与实践学习意愿明显增强，学习成效显著提升，职业素养和职业能力的培养得到进一步落实。

五、结语

在信息技术发展及核心素养育人理念背景下，实践教学环境表现出新的价值取向，即更关注生命向度，实现人的德智体美劳的全面发展。由教学空间环境、教学信息环境和教学心理环境构成的中职虚实融合实践教学环境，能让学生处于岗位特性的虚实环境中，在丰富的职业能力相关的教学信息支持下，形成教学信息流的反馈，在实践共同体的支撑下更好地与同伴共同学习、共同成长;从实践情况看，也能够实现教师的因材施教，促进实践教学内容更加新颖、贴近行业，使学生的协作意识和创新意识明显地得以提升。只有构建起中职实践教学环境生态，才能做到人与岗位、人与职业能力、人与人的和谐共生。

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[责任编辑    秦   涛]