一、數字賦能教學創新的基本特征
1.可視化特征
立體可視化是數字賦能課堂教學的典型特征,包括視頻、微課、圖表、動畫、虛擬仿真等多種形式。首先從教學內容表達維度看,對于隱蔽工程、復雜節點、內部結構或標準化示范操作,通過數字立體可視化呈現,幫助學生理解記憶,破解教學難點,提升學習效果和教學質量。其次從教學設計和組織維度,相對傳統資源二維知識傳授教學,豐富的可視化教學資源,有助于豐富教學設計和課堂組織,激發學習興趣和課堂活力,提升學生課堂專注力、參與度和獲得感。在教學評價與反饋維度方面,通過課堂和教學平臺實時采集教學互動和學習評價數據,以圖表、詞云、PK排名或個體畫像等形式進行可視化呈現,實現以評促教,以評促學。
2.數智化特征
數據作為新型生產要素,已經成為推動數字化、智能化、網絡化發展的支撐和基礎。在線課程教學資源、智慧教學平臺以及智慧教室的推廣應用,基本實現了高職教育全過程、全要素數字化建設。課前預習、練習、檢測,課中討論、測驗、互動,課后作業、考試、評價等教學過程產生大量數據并形成大數據群。運用智能教學系統和大數據分析技術,實現數據共享、互聯和融合。對過程數據進行實時智能分析或交叉統計分析,全面掌握學生的學習個性化需求、習慣和效果。根據群體數據表征和個體數據畫像及時調整教學內容、節奏和策略,為重點關注群體和同學提供個性化指導和學習輔助。
3.個性化特征
借助AI人工智能和大數據分析技術賦能教學數據分析,對學生的學習行為、習慣、能力和效果進行個性化分析,并由此進行個性化學習策略指導和教學資源推送,使得基于個體差異的個性化學習方案設計變成可能。同時,通過海量大數據學習資源的建設,學生可以根據個性化學習指導意見,自主選擇學習模塊、學習方式、學習時間和學習伙伴;根據個人興趣和特長習慣選擇適宜的學習資源內容和形式,借助數智化教學平臺,完成自我訓練、檢測和再提升;依據個體學習行為和效果分析數據,進行自我檢驗和提升,或線上線下聯系教師獲得輔導和幫助。數字賦能以學生為中心的學習模式創新,提升學生自主學習管理和自我控制激勵能力,提升學生學習積極性和學習效率,滿足學生個性化、多樣化學習需求。
4.交互化特征
根據知識傳遞的層次理論,知識傳遞可以分為信息傳遞、理解和解釋、應用和實踐、創新和發展、教育和培訓五個層次。傳遞者在知識和信息的逐層傳遞和共享交流中不斷提高自己的知識水平和能力。基于課程教學大數據平臺,每個人既為平臺輸出數據,同時也從平臺提取所需數據。學生通過數據的“上傳—遴選—加工—吸收—上傳”的交互過程,實現知識數據信息的有效學習和掌握吸收?!皩W生—教師—企業—平臺”之間的雙多向數據信息交互共享成為數字賦能課堂教學改革創新的典型特征,也是相對于傳統課堂傳授式教學的優勢。正是基于數據信息的實時多向交互,使得個性化學習和泛在化學習變成可能。
5.協同化特征
黨的二十大報告提出要“推進職普融通、產教融合、科教融匯,優化職業教育類型定位”。數字信息技術深度賦能職業教育,探索中高本協同一體,實現職業教育和普通教育資源共享。學校和企業協同實現產教深度融合,整合企業、院校、行業和政府的各類資源,多方協同數字賦能職業教育高質量發展。數字化職業教育平臺可以實現課程數字資源協同共享,提升教師隊伍和學生數字信息技術應用水平和信息化學科素養,消除彌合職業教育區域不平衡,實現數字賦能職業教育課堂教學改革創新?!罢小蟆!倍喾絽f同實現資源共建共享,為教育管理部門提供便捷具體的量化評價指標和直觀可視化的管理輔助工具,為教師們提供學生學習過程和行為效果的數據化表征,同時也為學生提供具體且針對性的教學指導方案。
二、數字賦能教學創新的實現路徑
數字信息技術在教學領域的融合應用為教學模式創新和教學方法改革提供了更廣闊的空間和更多可能,使職業教育更好地符合學生數字信息素養需求和學習行為習慣。校企合作開發優質數字教學資源有效拓展了學生學習資源和學習節奏的自主選擇權,并使得翻轉課堂、混合式課堂革命得到有效實施,提升學生思辨能力,培養其創新能力和批判思維。同時,數字信息技術和在線課程平臺的數字化建設,為多方協同創新的育人機制探索提供了堅實的理論和實踐基礎。
1.數字賦能優質教學資源建設
(1)基于崗位需求的案例教材校企合作開發
依托職業教育聯盟、職業教育共同體、產業學院、企業學院等平臺,基于產業可發展規劃和崗位人才需求調研,深入開展崗位職業能力分析和典型工作任務剖析。以專業崗位典型工作任務的職業工作過程為基礎,基于工作過程的崗位能力要求構建知識、技能、素養指標鏈條。以課程對接崗位,將新業態、新技術、新標準融入課程標準,將行業或企業最新項目案例引入課程教學,開展項目化、模塊式教學。校企協同開展師資隊伍和教學資源開發,開展工作活頁式項目案例和新形態教材開發,將微課、視頻、動畫、虛擬仿真、在線測試等數字資源融入案例和新形態教材,通過設備終端將案例教材與在線資源交互協同,以數字賦能案例教材建設,實現學習者可視化、個性化和泛在化學習要求。同時校企合作開發案例教材,深化產教深度融合,提升教材成果利用和轉化率,滿足學校教學與企業培訓雙重需求,實現教學與就業的無縫對接。
(2)立足典型工作任務的數字可視資源建設
數字可視資源建設是數字賦能課堂教學創新的基礎,也是提升教學質量的重要手段。教學團隊通過數字化資源建設,以視頻、動畫、虛擬仿真等形式將課堂教學內容可視化成呈現在課程教學平臺上,增強學習熱情、提高學習效果的同時,也是實現個性化、泛在化學習的保障。隨著AR、VR、數字孿生等數字技術的發展及其在教育領域的創新應用,針對復雜節點和內部結構、關鍵操作步驟和標準示范,以及教學重點和難點,構建三維虛擬仿真交互式數字資源庫。在分析演示的基礎上增加互動和編輯功能,以及過程數據采集和智能分析功能,并將過程性交互數據深度分析產生指導性分析報告,使學習者在沉浸式交互學習中增強體驗感和參與度,同時能結合智能分析報告進行自主分析和優化改進。當前,基于HTML5、CSS3以及WebGL技術的數字可視資源的互動性開發和應用取得了快速進展,通過數字可視資源交互性過程數據采集和分析功能開發和應用,賦能職業教育課堂教學創新。
(3)依托數字技術的自主學習測驗系統構建
學習過程數據的采集和智能分析是數字賦能教學改革和學生泛化式自主學習中非常重要的環節。傳統的教學和測驗主要依賴于手動記錄批閱,存在操作繁瑣、精度低、效率慢等問題,而且難以針對個體學習者形成針對性的分析圖譜和診斷方案?;谠诰€資源和人工智能分析的在線自主學習測驗系統根據章節或知識點進行隨機組卷進行在線自主學習測驗,教師通過測驗報告分析學習者在不同知識點、題型、難度系數值方面的作答情況。隨著虛擬仿真實驗平臺系統的發展,互動式實操項目的交互式過程數據采集和分析也迎來了新的變革,讓實踐操作類自主學習、測驗和診斷變為可能。學習者通過交互式數字可視資源與自主學習測驗系統相結合的“學—練—測—訓—考”一體化自主學習測驗系統的開發和應用,可以隨時隨地完成學習并自我測驗和學習診斷,可以大幅度提升泛在化學習的積極性和自主學習效果,有效拓展數字賦能課堂教學創新的應用場景和學習時空界限。
2.數字賦能創新課堂教學模式
(1)基于內容獲取和學習方式變革創新教學設計
數字賦能職業教育可以借助信息技術海量獲取教學相關數據和資源,并借助云計算和智能分析技術進行歸納整理和整合重構,完成對教學內容的快速優化更新,從而提高教學質量和學習效果。借助數智化教學平臺和數字信息技術,校企合作將工程現場案例和前沿技術快速轉化為數字教學資源,豐富教學內容資源。同時,數智化教學系統和自主學習測驗系統,可以根據學生個性化需求和學習習慣,以及基于學習過程數據分析的個人學習指導方案,推薦合適的學習內容和資源。數字賦能背景下,學生可以借助智能終端隨時隨地完成泛在化學習過程,并借助智能自主學習檢測系統發現問題和不足。
基于教學資源的智能化獲取和學生學習的泛在化特征,創新教學設計方案。圍繞以學生為中心進行“模塊化珍珠鏈式”創新設計。將教學內容分解成若干個邏輯關聯又相互獨立的模塊,每個模塊由學習指導、微課、視頻、動畫、虛擬仿真、測驗、討論和作業等構成模塊學習包,以崗位典型任務和工作過程為鏈條,將模塊學習包串聯為項目珍珠鏈。教學環節設計以課前“學—析—測”、課中“講—評—做”、課后“研—用—拓”三環并重,課前發現問題,課中破解難題,課后拓展提升構成教學設計閉環。
(2)基于教學時空拓展創設情景沉浸式教學實施
數字賦能課堂教學創新有利于教學情景創設和知識智能化講解呈現,支持更加靈活、直觀、有效的知識傳遞與交互,實現多維立體情景式課堂互動。例如對于數智化信息技術支持的文學作品教學情景創設,借助VR、AR、數字孿生和H5融媒體技術,虛擬仿真創設再現歷史場景、建筑、人物活動,營造創設沉浸體驗式教學情境。課堂互動環節,通過團隊PK、頭腦風暴、數據云圖等互動工具、智慧教室環境和線上數智化教學平臺,支持面向授課教師、企業兼職教師、線下學生、遠程學習者等多群體的多方協同互動、智能分組互動、遠程實時互動,提升教學互動的深度有效度,實現高質量課堂互動。
發揮數字信息技術拓展教學時空的優勢,創設“線上+線下”混合式學生交流的學習空間,鼓勵以團隊或小組為學習單位,以團隊協作的形式通過獨立思考、溝通表達、相互包容、團結協作的途徑深化知識內容理解、豐富情感體驗和獲得感、培養團隊精神和合作能力。課程團隊借助研究性問題、調研任務、成果作品等形式,促進學生高度投入并深度參與整個教學過程,提升高階思維、批判精神、團隊協作和社會情感能力發展。
(3)基于學習性評價構建雙向教學評價反饋機制
借助數字信息技術和大數據云計算技術進行過程性數據采集和數據深度智能分析,助力課堂教學質量和學生學習效果評價更加準確、客觀和科學,同時也能更好地以評促教、以評促學、以評促改。課前,教師通過教學內容推送及完成情況數據進行學情分析,梳理學習難點和教學重點,以及需要重點輔導關注的同學。課中教師通過數字化教學平臺和智慧教室的實時數據采集和即時分析反饋,可以實現對學生課堂學習知識掌握和應用程度、技能操作規范性熟練度、課堂專注度和參與效率等進行實時分析,幫助教師了解課堂教學效果,根據情況及時優化教學進度和教學策略。課后利用數字技術賦能作業數據采集、評價和反饋。實現數據的高效采集和智能化分析,提升教師評價效率和指導的針對性。
學習性評價中學習是核心,評價是關鍵,反饋是學習的生命線。以多維深度評價和有效反饋建立構建完整的雙向評價反饋機制,參與評價的主體由教師、學生、學習同伴、企業導師、行業勞模、教育專家、課程團隊、教學管理部門等組成。從知識與能力、興趣與參與、思維與創新、溝通與表達、情感與協作等五個維度建立量化評價表,將深度自評和團隊學習同伴評價納入其中,使得評價結果更加客觀具體且有針對性和指導價值。雙向教學評價反饋機制的建立,強化了課堂教學中師生同等主體地位,搭建了雙向溝通評價反饋的通道,構建“教—學—評—促”一體化課堂。
3.創新協同聯動教學育人機制
(1)“平臺+項目”行企校協同聯動
黨的二十大報告提出產教融合、科教融匯,優化職業教育人才培養定位,提升職業教育人才培養質量?;谄髽I數字化轉型升級背景下的人才需求和數字賦能職業教育高質量,以產業學院、企業學院等為平臺,開展產教深度融合及運行機制研究,推動行業和企業參與職業教育培養的深度和廣度。以現代學徒制人才培養、訂單班等項目化推動人才培養模式和課堂教學數智化改革。從職業教育精品在線課程、數字化教學資源庫、數字化轉型技術攻關、學生競賽創新創業等方面,以項目引領校企協同聯動,將校企融合協同的發力點放在人才培養和課堂教學改革,實現資源共建,人才共育,成果共享。以黨建共同體、校企共建黨支部將課程教學與企業實訓實踐結合,以平臺制度化建設規范落實學生實踐期間思想教育。課程思政數字化資源建設將校園文化與企業文化融合,協同開發課程思政資源。教師通過“平臺+項目”行企校聯動機制下的共建共享機制建設和實踐研究,將新技術新成果快速轉化為課程資源,推動課堂教學質量提升。
(2)“專業+思政+通識”協同聯動
長期以來專業課與思政課、通識課之間存在相互隔絕的“孤島效應”,專業課教師、思政教師和通識課課教師通常隸屬不同的教學單位,單獨設立教研室,獨立備課教學,三者之間存在明顯壁壘。習近平總書記強調“思想政治理論課要堅持在改進中加強,其他各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行。”以專業(方向)為單位構建復合型教學團隊,進行跨學科和跨專業備課,探索雙(多)師共上一門課的模塊化協同授課模式,充分發揮專業課教師、思政課教師和通識課教師的特長和優勢。針對各教學模塊和知識點,分別從各自專業角度進行素材挖掘和資源建設,協同完成課程整體方案設計和專業教學資源包建設,探索“專業+思政+通識”協同聯動機制。為了保障協同聯動機制的有效運轉,需要從學校和教務、人力資源、二級學院等層面建立保障性政策和制度,保障教師的工作量、教學運轉、教學評價以及職稱晉升成果的認定。
(3)“五力+四課+四院”協同聯動
借助數字信息技術,突破傳統課堂教學的時空限制和邊界,以學生成長發展必備的“思辨力+學習力+表達力+創造力+適應力”五力融合為中心,“理論課堂+實訓實習+社會實踐+網絡課堂”四課協同,“校內學院+企業學院+社會學院+網絡學院”四院聯動構建知識理論傳授、操作技能培養、社會實踐研究以及自主泛化式學習一體協同發展的“五力+四課+四院”復合型課堂協同聯動機制。即第一課堂(理論課堂)、第二課堂(實習實訓)、第三課堂(社會實踐)和第四課堂(網絡課堂)的協同聯動。第一課堂是校內學院培基強能,校內學院完成理論知識傳授和單項技能實操訓練,解決學生學習存在的難點和教學重點;第二課堂是企業學院鞏固深化,由企業勞模和兼職教師結合項目案例完成綜合技能訓練和真實案例實訓,解決理論和技能在崗位情境中的應用。第三課堂是社會學院拓展應用,以社會實踐、科學研究課題、技能競賽、創新創業項目為依托,開展研究或服務型應用,將知識技能融入社會和地方產業經濟或新技術新業態第一線,解決創新思維和社會服務意識培養。第四課堂則是網絡學院泛在補充。數字信息時代,網絡資源極度豐富,通過正確和適度引導,網絡課堂憑借其數智化和泛在化特點優勢,已經成為課堂教學不可或缺的重要補充構成,重在拓展知識的寬度和廣度,以及滿足個性化學習需求。
4.數字賦能教學生態體系建設
(1)全時空立體化教學生態構建
基于教育生態學理論,教育不僅由教育主體的行為和經驗決定,同時也受到外部社會環境的影響。數字賦能課堂教學改革創新,突破了傳統教學課堂教學時空的限制,通過數字信息技術,將課堂教學與拓展至數字空間,將幾十分鐘的課堂教學時間延伸至24小時時間軸,構建了“時間+空間”全時空立體化的教學生態。線上自主學習和探索新知過程,拓寬了知識視野,滿足了個性化學習需求。借助智能終端,根據個人時間和興趣習慣進行學習資源整合和個性化強化學習,增強了學生的信息化素養和學習力、探究力。線下課堂與老師同學面對面實時互動,團隊協作完成項目化任務,解決困惑攻克難點的同時,豐富了情感體驗,增強了團隊精神和表達力、協作力。教師通過“線上+線下”混合式教學,發揮兩種教學方式特色優勢疊加效應,構建時間域和空間域全時空立體化教學生態。
(2)全鏈條個性化教學生態構建
教育生態理論提倡以學生為中心,充分發揮社會資源和社會環境的育人功能,借助數字信息技術構建“課前—課中—課后—實習—實踐”一體化動態開放的鏈條式教學生態,數字賦能教學全鏈條個性化系統性數字改革。課前推送預習內容和測驗作業以及調研任務,學生通過數字平臺提交作品成果,通過系統智能分析評價和校企導師線上評閱,產生個體畫像和整體學情分析。課中基于學情分析開展講授、操作、匯報、展示、評價多環節互動教學,依據過程大數據云計算實時反饋,及時調整教學策略。課后推送討論、考核以及課后調研任務,由個體或團隊完成成果,完成課程討論,由教學團隊和企業導師在線指導評價。依據學情分析和個體畫像,協同學生管理和企業學院,針對性布置實習和實踐任務,開展輔導補強任務、創新拓展性研究和社會服務實踐調研項目,實施個性化、針對性、增值性教學,構建全鏈條一體化教學生態。
(3)全場域多場景教學生態構建
隨著AI大數據模型、元宇宙、數字孿生等數字信息技術在教育教學中的廣泛應用,課堂教學場域空間和場景維度得到了極大的延伸和拓展,智慧校園、智慧課堂、虛擬實驗室、仿真實訓平臺等數字化場景已深度參與教育教學的數字化變革全過程。課堂教學和學生學習可以在現實與虛擬之間進行沉浸式多角色身份切換。借助虛擬仿真和數字孿生技術構建仿真生物模型、虛擬工廠、城市漫游以及體驗式實驗實訓平臺,以高度仿真真實工作環境,打造虛實結合、多場景融合的新型教學生態。借助VR、AR以及GIS三維可視化技術和5G數據遠程傳輸技術,實現多場景虛實交互,實現遠程控制協同和過程大數據采集分析,提升教學和學習的體驗感和獲得感。教師通過虛擬實驗室和虛擬仿真實訓平臺進行實操訓練,借助過程數據記錄和云計算分析,進行過程性評價并生成個性化指導和改進方案,實現“教-學-訓-評”一體的課堂教學數字化轉型升級。(節選自《工業技術與職業教育》2024年第1期)
來源:高職觀察。
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