虚拟仿真技术视角下高职教师精准教学能力模型构建＊

2022-12-05王蕾侯裕英

数字技术与应用 2022年11期

王蕾侯裕英

1.广州番禺职业技术学院；2.广州南洋理工职业学院

在已析出虚拟仿真技术视角下高职教师精准教学能力构成要素的基础上，构建了高职教师精准教学能力模型，并对构建的模型进行理论阐释，形成虚拟仿真技术视角下高职教师精准教学能力层次结构。论文构建的模型强调虚拟仿真技术的价值，根据高职学生的行为特征和心理特点关注学生的个性化发展，并要求高职教师改变教学理念，更换角色，提高信息素养。

虚拟仿真技术正不断改变高等院校的教学环境、教学内容、教学方式，突破了传统教学模式的局限性[1]，被视为有效提升教育质量，促进教育公平，真正实现个性化、精准化和数据化人才培养模式的重要技术支撑，这对教育工作者的教学能力提出了新的要求：多方位探索精准、高效的课堂教学，利用信息技术促进教育教学质量的全面提升。为更好地适应虚拟仿真技术给教学带来的巨大影响，必须提升高职教师精准教学能力，而提升高职教师精准教学能力的前提是要对高职教师精准教学能力的内涵与构成要素进行界定。本项目组成员基于已析出的高职教师精准教学能力内涵和构成要素构建了虚拟仿真技术下高职教师精准教学能力模型，如图1所示。

图1 虚拟仿真技术视角下高职教精准教学能力模型Fig.1 Precision teaching ability model of higher vocational education from the perspective of virtual simulation technology

该高职教师精准教学能力模型以虚拟仿真技术精准教学价值认同为核心，以为高职学生精准提供个性化服务为目的，以学生个性化指导能力、虚拟仿真技术教学创新应用能力、虚拟仿真技术支撑下数据采集与分析能力为支柱，通过人与虚拟仿真技术的关系，诊断学生知识板块，精准干预或解决学生学习过程中遇到的问题，为学生创设个性化学习情境。该能力模型体现了高职教师精准教学能力的五个核心特征：（1）学习者为中心；（2）注重学生个性化发展；（3）教师四商（智商、情商、信商和数商）统一；（4）人机协同；（5）虚拟仿真技术支撑。

1 虚拟仿真技术视角下高职教精准教学能力模型的理论阐释

1.1 虚拟仿真技术精准教学价值认同

1.1.1 虚拟仿真技术价值取向

虚拟仿真技术依托VR、AR、AI 人工智能技术，利用3D Max、计算机的虚拟仿真模型、相关语言等应用于教学，可以推动资源联通共享、培养拔尖创新人才、提升科学研究水平、推进研究成果转化等方面发展。同时，虚拟仿真技术依托智能技术采集学生的学习数据（如学习兴趣）进行分析，形成可视化结果，帮助教师进行个性化指导。

由于高职学生的心理和学习行为具有其特点，高职教师需意识到采用虚拟仿真技术使高职学生在学习过程中犹如身临其境，从而激发高职学生的学习兴趣和潜能，提高学习效率，帮助高职教师转变教学模式，改变原有一成不变的教育方法和缺乏针对性的教学模式。

1.1.2 人本价值取向

管子曰：“霸王之所始也，以人为本”。因此，教师应以人为本，树立为学生服务的意识，关注学生个体特征与差异，尊重学生的主体地位，积极引导学生独立思考，鼓励他们发表具有创造性的观点和看法，培养学生具有创新欲望、创新眼光和创新能力[2]，让他们成为课堂的主人。虚拟仿真技术可以为高职学生提供线上线下沉浸式学习体验的同时，采集高职学习行为过程数据，高职教师可通过数据精准发现高职学生在学习过程中存在的问题，并进行精准干预，同时，虚拟仿真技术能精准定位高职学生需求，并进行匹配，智能推送个性化学习资料或任务。学生完成学习或任务的同时记录学习数据，并反馈给教师，教师根据学生线上线下学习数据精准调整教学方案进行精准干预。依托虚拟仿真技术，高职教师可转变其原有的价值取向，全方位关注学生个性发展，其过程如图2所示。

图2 虚拟仿真技术支持下高职学生个性化发展Fig.2 Individualized development of higher vocational students supported by virtual simulation technology

1.1.3 文化价值取向

虚拟仿真技术的文化价值认同是指高职教师以“精益、高效”为理念，凭借虚拟仿真技术打造具有精益文化的高质量课堂，调动学生学习积极性，提高师生互动和生生互动，让课堂有效果、有效率、有效益，也让课堂有吸引力、有文化内涵[3]。依托虚拟仿真技术优化教学计划，设计学习情境，调动学生的积极性，使学生获得“身临其境”的学习体验，高职教师依据“授人以渔”的理念，促使学生精准掌握职场所需技能，高效帮助学生跨过“职场小白”的尴尬期，提前为踏入真正的职场做好充足的准备。

1.2 虚拟仿真技术下高职教师精准教学能力三大构成要素

虚拟仿真技术给高职教师呈现了高职学生海量的学习过程数据，如日常学习行为、课堂技能掌握情况、平时作业、小测、考试等，需要教师对这些数据进行采集、加工、存储、处理和分析，通过这些数据，教师能够了解在传统课堂无法了解到的学情，发现教学过程中出现的问题，并及时调整教学计划、教学目标，给予学生具有针对性的指导，从而实现精准干预；虚拟仿真技术也可根据学生的学习过程数据，为学生呈现其学习过程的漏洞和不足，同时推送相关的学习资料供课后进行针对性地加强和训练，实现个性化学习。

基于虚拟仿真技术，教师可多渠道、多维度获得学生的真实数据建立高职学生用户模型，即利用虚拟标签对高职学生的差异进行数字化表征，从而使高职教师可以为不同学习者提供个性化的支持和服务，这就是虚拟仿真技术下高职教师个性化指导能力，也是虚拟仿真技术下高职教师精准教学能力要素之一。

虚拟仿真技术下高职教师精准教学能力的第二个构成要素是虚拟仿真技术教学创新应用能力，即高职教师不仅要具有虚拟仿真技术教学创新应用意识和基本知识，而且还要具备虚拟仿真技术工具和设备应用能力，这也就要求高职教师认同虚拟仿真技术价值的同时，具备人机接口技术、传感技术及人工智能等技术的基本常识、能够熟练使用虚拟仿真实训平台、脑机接口设备、表情追踪设备等AI 技术工具，能够利用虚拟仿真技术优化教学流程、重构教学模式。

虚拟仿真技术下高职教师精准教学能力的第三个构成要素是虚拟仿真技术支撑下数据采集与分析能力。第三个构成要素要求高职教师需具有运用数据进行分析问题、解决问题、决策、创新的意识，能够利用虚拟仿真实训平台、手机、电脑、平板等设备采集学生的学习过程数据，并利用数据分析工具对数据进行处理、分析，及时给予学生精准评价和指导。

通过对能力模型构成要素的阐释，课题组成员进一步析出次构成要素，与主要构成要素形成虚拟仿真技术视角下高职教师精准教学能力层次结构，如图3所示。

图3 虚拟仿真技术视角下高职教师精准教学能力层次结构Fig.3 Hierarchical structure of precision teaching ability of higher vocational teachers from the perspective of virtual simulation technology

在图3中，最高一层为目标层，即虚拟仿真技术视角下高职教师精准教学能力；第二层为核心层，即虚拟仿真技术的价值取向，也是高职教师精准教学能力的出发点；第三层为准则层，包括个性化指导能力、虚拟仿真技术教学创新应用能力和虚拟仿真平台数据采集、加工和分析能力三个主要构成要素，第三层方案层是主要构成要素的次构成要素。在方案层中，高职学生个性化指导能力包括4 个次构成要素，分别是建立用户模型的能力、个性化监控与指导能力、发现与解决学生个性化问题能力、学生技能掌握情况评估与反馈能力；虚拟仿真技术教学创新应用能力包括虚拟仿真技术工具和设备应用能力以及虚拟仿真技术创新思维与创新能力2 个次构成要素；虚拟仿真平台数据采集与分析能力包括数据采集能力、数据处理能力、数据分析能力3 个次构成要素。