物理隔离下职业教育智慧课堂的探索与实践

应力恒

（宁波职业技术学院，浙江 宁波315800）

人工智能、大数据、云计算、虚拟仿真、增强现实等信息化技术正在不断影响着职业教育领域，改变着职业教育课堂教学模式，基于信息化技术的智慧课堂成为当代职业教育课堂教学改革的方向。2019年，国务院印发《国家职业教育改革实施方案》中提到要促进“互联网+职业教育”发展，运用现代信息技术进行教学方式方法改革，推进智慧课堂、虚拟工厂等网络学习空间建设和应用[1]。在因疫情防控所带来的多方物理隔离现状下，智慧课堂得到前所未有的发展。

一、物理隔离下职业教育智慧课堂的困境

目前许多职业院校通过建设应用数字化学习平台、仿真训练平台来进行学习环境虚拟化，拓宽教学空间的探索，亦有采用MOOC、翻转课堂等新型教学形态的尝试。然而，疫情期间学生跟教师、实操设备之间完全处于物理隔离状态，教学环境、教学条件、教学媒介都发生了改变，智慧课堂教学实施遇到了巨大的困难。

1.教学环境由具有一定约束力的线下课堂变成了拥有更宽广学习时间、空间和自由度的在线课堂。学习环境的改变不仅使以在线学习为主的居家学习缺少学习氛围和约束力，甚至出现了阻碍正常学习开展的个别特例。

2.原本课堂上师生、生生的面对面交流变成了只能通过社交软件或学习平台进行的交流。而人机交互具有延迟、信息表达简单化、依赖于沟通者社交软件使用灵活度等特点，阻碍了教学中信息的有效传递。

3.在线课堂对学生信息技术应用能力提出新的要求。教师所提供的学习资料繁多，学生需要具备较强的信息检索、查寻和阅读能力才能应对自如；面对上课过程中各种社交软件、专业软件、文字图像处理软件的频繁切换，学生需要具备灵活应用各类软件的能力。

4.在线学习缺乏实践条件和设备，教学空间从实到虚的变化，让专业课中的实践操作成为最为棘手的教学内容。

5.常态下的教学反馈信息多来自于课堂提问、测验、沟通等教学过程，甚至可能是上课过程中学生的一个神态或表情。教学隔空后，教学反馈由原本的生动、形象、实时和直接变成了枯燥、抽象、延时和间接，同时，物理隔离下的教学反馈信息完全依赖于信息化技术支持，没有强有力的信息技术，很难做到教与学全过程的信息采集以及信息采集后的大数据分析，也就无法做到实时教学诊断与改进和有效教学策略制定。

二、物理隔离下职业教育智慧课堂的理论基础

建构主义是随着人类学习过程认知——规律的深入研究而产生的一种认知学习理论。[2]该理论认为，学生习得知识并非通过教师传授得到，而是在教师创设的学习情境下，利用必要的学习资料，通过互动获得帮助，对自己所学知识进行意义建构和内化而获得的。[3][4]

“情境、协作、会话、意义建构”是建构主义认知学习理论中的四大要素。[5]情境、协作、会话是条件，意义建构是结果。从条件的具备到结果的产生，中间需要调动学生的学习主动性和社会性，以此为基础，学生才能对自己所学的知识技能进行意义建构和内化，并用以解决实际问题且有所创新。学生学习主动性和社会性的外在驱动源为合适的教学模式、教学策略和教学资源。

三、物理隔离下职业教育智慧课堂的实施思路

职业教育的目标是培养学生的职业技能和综合能力，是培养学生在掌握一定专业理论知识的基础上，灵活应用知识于实际工程中，并创造性解决问题的能力[6]。当面临物理隔离下的职业教育智慧课堂困境时，走出困境的终极目标应以是否能培养学生的职业技能和综合能力为衡量指标。物理隔离下的职业教育需要着力培养那些很难在线下课堂培养出的能力，譬如，自主学习能力、合作学习能力、探究学习能力和问题解决能力等。

因此，以建构主义认知学习理论为基础，把困境转换成激励条件，通过提供学生情景、资料、方法、指导等多元化信息，丰富并重组在线教学资源；通过调整教学内容、教学模式、教学策略、作业形式、评价形式等多维度要素，重建并创新在线教学行为活动；通过搭建互动平台，创设协作与沟通机会，重构并活跃师生交互活动，从而达到培养学生综合职业能力的目的，达成疫情防控期间的教育目标，是物理隔离下的职业教育智慧课堂的实施思路。

四、物理隔离下职业教育智慧课堂的实践探索

以高职院校机电大类课程为背景，探索物理隔离下的职业教育智慧课堂实践方法。

（一）在线教学资源的重组

当代学生是互联网时代的原住民，他们的行为更加自主，思想表达更加自由，具有较强的信息意识，采用多线程做事方式，具有专注力持续时间短等特点。[7]因此提供给学生的课程资源应当具备以下特性：海量化、框架式、精小化、易拓展及图形化。

海量的课程资源仅是智慧课堂实施的首要条件，其目的是实施个性化资源推送，满足不同学生不同层次的学习需求，无论学生选择何种学习模式都能方便地获取对应的碎片化、话题式课程资源。

框架式、精小化、易拓展是智慧课堂课程资源重组的关键。整门课程资源可基于项目情景或应用场合分成若干模块，模块之间无强制性学习顺序，但模块之间也并非完全割裂，可以通过项目情景相互关联。每个模块的知识点尽量做到小而精，围绕主要知识点，拓展相关信息，每个模块内部自成完整体系。此外，课程资源提供的不仅仅是课程本身的知识，还有拓展学习的思路和自主学习的方法。

图形化是对课程资源重组细节的处理要求，形象的图片、动画、视频都是帮助学生理解深奥难懂知识的利器，另外图形化还可以帮助学生形成起相对稳固的记忆。

（二）教学模式的重建

智慧课堂教学模式不是简单的“互联网+传统教学模式”，而是要将强调自主性、交互性、知识分享与同伴激励的互联网思维融入教学模式中，变革创新现有的教学模式，进而构建物理隔离下的新型在线教学模式。该模式由学习模式和授课模式双重模式并行构成。学习模式主要应用于课前自主学习和课后巩固提高环节，授课模式主要应用于课内知识内化环节。

学习模式分为个体和群体两种模式。个体学习模式通过“导学、自学、督学、助学”四方面为学生提供全面的学习渠道和指导，帮助学生建立自主学习能力、探究能力和问题解决能力。“导学”环节中，教师在在线学习平台上布置分层学习任务，提供学习方法，帮助学生形成学习目标或明确研究问题。“自学”环节中，学生可利用分层学习资料进行自主学习，利用专业软件或仿真软件进行项目实操练习，譬如原理图绘制、程序编制、模拟接线等。“督学”环节中，教师在在线学习平台上查看学生学习轨迹，譬如在线学习时间、资源下载、发帖回帖、学习任务完成、阶段性小测结果等情况，给出学习建议和评语；教师还可让学生录制实操微视频上传云盘、或利用社交软件连线观看学生软件实操、或直接在虚拟仿真平台上实时监控学生项目实操，实现督学。“助学”环节中，教师通过社交软件分享屏幕或者直接采用软件远程协助帮助学生解决问题。

群体学习模式通过“共学、互学、互论”三方面帮助学生建立合作性学习能力、探究能力和问题解决能力。群体学习模式的关键是创建虚拟学习群体，学习群体以班级或小组为单位组建。班级群学可复原课堂讨论和课堂师生关系，产生约束力强的社会性情境和集体智慧，以“互学、互论”模式为主，如直播课中问题提出后的简短班级讨论，遇到疑难问题时在学习平台或社交软件中的即时讨论。小组群学可帮助学生克服居家学习孤军奋战的孤独感，特别给在班级群学中的“潜水者”一个在熟悉的人际关系中互动的机会，帮助他们增强学习积极性，提升学习效率。

授课模式通过“分析、习新、应用、诊断、创优”五步骤在有限的直播教学时间内，分析问题、突出重点、提点方法、纠正错误、开拓思维，助力学生不断强化技能水平。通过“分析”环节，帮助学生明确任务目标并剖析任务实现所需的技术及方法，培养学生分析解剖任务的能力；通过“习新”环节，助力学生获取任务实现所需的新知识、新技能；通过“应用”环节，鼓励学生将习得的新知识、新技能应用到任务中，课内仅将重点放在方法应用练习上；通过“诊断”环节，协助学生分析并纠正任务开展过程中遇到的各类问题，包括通过课前自主学习和课后巩固学习中发现的问题；通过“创优”环节，在任务解决中帮助学生开拓思维，实现任务的创新和优化。

（三）教学策略的重定

物理隔离下的职业教育在线教学策略，以建构主义认知学习理论中强调的学习主动性和社会性为原则，将任务驱动法贯穿整个教学过程，再依据教学全过程采集的数据分析，选取分层教学法、情景仿真法、小组合作法、自我反馈法、竞争激励法、演示讲授法等教学方法，合理选择信息化云平台、虚拟仿真平台、在线学习平台、专业软件、社交软件和教学资源，从本源上帮助物理隔离下的职业教育智慧课堂困境。

针对教学环境缺少学习氛围和约束力的困境，可从两个角度制定教学策略。策略一是直接增强学习氛围和约束力：利用直播软件和在线平台的签到考勤功能，设置随堂或定期签到要求，增强常规学习约束力；采用竞争激励法，通过小组间竞赛的方式来完成项目，给予额外激励分值，来营造你追我赶的学习氛围。策略二是通过增强学生的学习主动性，来减少缺少学习氛围和约束力所带来的问题：采用任务驱动法给学生布置有一定难度的任务，采用分层教学法给学生提供能理解且有所收获的知识和技能。

针对教学中信息传递有效性降低和学生无法达到信息技术应用能力高要求的困境，可从三个角度制定教学策略。策略一是提供多渠道互动信息，用以弥补信息传递延迟的问题，在多方位、多内容的沟通下，构建出互动、模仿、练习的技能习得微循环。互动渠道包括在学习平台上对任务完成情况进行批注；在社交软件中进行留言互动；在信息化虚拟平台上进行实时在线指导；在直播软件中进行实时对话；通过屏幕分享进行对话、视频等。策略二是增强学习情景，让学生充分理解学习内容，用以弥补信息表达简单化的问题。增强学习情景方法包括提供围绕知识点录制的小而精的视频和动画；利用增强现实技术，让学生在自家电脑上看清实训室操作现场或企业工作现场三维实情。策略三是提供软件使用帮助说明或微课，让学生从不熟悉软件的使用顺利过渡到灵活应用软件，保证学生畅通无阻地获取资源，扩充学习深度和广度，为形成自主学习良性循环创设条件。

针对居家学习缺乏实践条件和设备无法进行实操训练的困境，可通过合理运用虚拟仿真平台、信息化云平台去解决。譬如通过虚拟仿真平台让学生模拟练习接线，利用平台报错功能自行查错、改错，达到自我训练、反馈与改正的目的；通过虚拟仿真平台让学生在平台中观察虚拟设备动作情况，调试程序；通过信息化云平台帮助学生远程监控调试实体设备，学生将在自己电脑中调试好的程序传输给教师，教师将其程序上传到实训室设备中，由学生进行远程调试设备，解决了无法到达现场调试实体设备的问题。

（四）任务形式的重置

物理隔离下的智慧课堂教学过程不再是教师讲授的过程，而是学生自主学习、合作学习、探究问题、解决问题的过程[8]，整个过程学的时间远大于教的时间，因此任务布置的形式尤为重要。一方面要多布置以问题为中心的任务，给予充分的群组讨论和个人探究机会，通过知识经验的分享交流，让学生经历在合作中探究问题、解决问题的过程，譬如，布置无确定性答案任务或布置小组合作形式任务。另一方面对于个人作业或任务需要保障学生的自主学习和自我评估性能，推动学生的在线自主学习能动性，给予学生学习成就感，譬如，布置能实现计算机自动组卷、自动评卷功能的标化作业，学生可以反复自我测试和评估，形成自我激励和反馈。

（五）评价形式的重构

物理隔离下的智慧课堂教学评价以“注重技能操作，兼顾知识运用，贯穿素质考核”为原则，运用大数据和学习分析技术对教与学全过程进行信息采集，分析学生的学习行为数据，采用过程、终结相结合的考核方式，对学生各方面能力进行多元化实时评价，注重学生的发展进步评价，促进评价的公平、全面、客观和准确，为教学诊断与改进提供依据。[9]

其中，用于监督学生学习，了解学生学习参与度和学习轨迹的评价由在线学习平台自动给出，譬如，在线课程出勤率、学习资源观看量、讨论答疑和头脑风暴参与度、投票问卷等。

用于反映学生学习成效的分值型评价可由在线学习平台或虚拟仿真平台实时自动生成，譬如，单元小测验成绩、实操模拟成绩等；也可由学生自己、教师或学伴在在线学习平台上给出评价分值，譬如，课堂问答成绩、项目展示成绩等。分值型评价给予学生明确参考量值，帮助学生准确衡量自我水平，同时分值型评价的实时生成让学生能立即了解到自己的学习程度，节省时间，提高效率。

用于反映学生学习成效的描述型评价一般用于项目和任务评价，由教师在在线学习平台上给定，或通过模拟仿真软件评分系统给出实操练习反馈。描述型评价用于促进不同层次学生的学习发展，给学生更多指导，让学生有更为明确的进步方向，譬如对学困生采用表扬评价、对中等生采取激励评价、对优等生采用竞争评价。

五、结语

人工智能、大数据、云计算、虚拟仿真、增强现实等信息化技术已渗透到职业教育中，改变着职业教育的课堂教学。这次“新冠病毒”的肆虐，给教育教学带来了巨大困难[10]，但也促进了教育信息化的发展，促进了教师在线教学和学生的在线学习。[11]本文所进行的职业教育智慧课堂实践，从教学资源、教学模式、教学策略、任务和评价形式中给出了一套完整的实施方案，突出在线教学中授课的高效与引导、学习的自主与分层、互动的立体与科技、测评的实时与多元。同时，总结归纳出的优质在线教学方法也可以应用到校企合作空中课堂和职业教育一带一路跨国授课中去。