智能時(shí)代職業(yè)教育智慧教室體系建設(shè)研究

李豆豆

（安康學(xué)院教育學(xué)院，陜西安康 725000）

一、引言

2014 年6 月，國務(wù)院發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中對(duì)職業(yè)院校的實(shí)訓(xùn)設(shè)備和技術(shù)要求進(jìn)行了明確規(guī)定，要求職業(yè)院校的辦學(xué)條件要有明顯改善，實(shí)訓(xùn)設(shè)備配置水平與技術(shù)進(jìn)步要更加適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用［1］。2018 年，美國新媒體聯(lián)盟與北京師范大學(xué)智慧學(xué)習(xí)研究院共同發(fā)布了《地平線報(bào)告》，發(fā)布的報(bào)告中著重對(duì)中國職業(yè)教育的具體情況進(jìn)行描述，預(yù)測(cè)教育技術(shù)對(duì)其的潛在影響。其中提到重設(shè)學(xué)習(xí)空間等將在未來三到五年內(nèi)逐漸成為職業(yè)教育信息化的主要趨勢(shì)特征［2］。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、SNS 技術(shù)、全息投影等智能信息技術(shù)的日趨發(fā)展，職業(yè)院校的智慧環(huán)境建設(shè)將逐漸普及［3］，建設(shè)智慧教室的趨勢(shì)銳不可當(dāng)。

現(xiàn)如今，針對(duì)智慧教室的研究多集中在宏觀層面，對(duì)教育系統(tǒng)中的智慧教室建設(shè)進(jìn)行整體性把握，如朱家華等人基于互動(dòng)媒體的特征與內(nèi)涵，立足于智慧教室技術(shù)，建構(gòu)了互動(dòng)媒體支持下的智慧教室模型［4］；研究的第二大側(cè)重點(diǎn)集中在對(duì)普通高等學(xué)校的智慧教室建設(shè)現(xiàn)狀及理想狀態(tài)進(jìn)行描述，如賀占魁等人以華中師范大學(xué)為研究對(duì)象，闡述高校智慧教室的建設(shè)理念和建設(shè)模式，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行展望［5］；第三大研究重點(diǎn)在于對(duì)智慧教室環(huán)境下的教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行研究，如張屹等人以某門專業(yè)課為例，使用多元回歸分析方法，探討在智慧教室環(huán)境下，大學(xué)生對(duì)課堂學(xué)習(xí)的投入度及其影響因素問題［6］。在這眾多的成果中，關(guān)于職業(yè)教育領(lǐng)域智慧教室的建設(shè)與應(yīng)用的研究較少。在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)方面，普通高等學(xué)校有較多實(shí)踐，如四川大學(xué)和華中師范大學(xué)等學(xué)校基于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的教學(xué)改革獲得2018 年高等學(xué)校教學(xué)成果獎(jiǎng)；第二軍醫(yī)大學(xué)使用移動(dòng)推車技術(shù)，實(shí)現(xiàn)課程的直、錄播。職業(yè)院校在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)方面也有一些實(shí)踐探索，如廣東食品藥品職業(yè)學(xué)院采用多項(xiàng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)“虛擬工廠”，支持實(shí)訓(xùn)和實(shí)踐教學(xué)；江蘇省揚(yáng)州旅游商貿(mào)學(xué)校建設(shè)虛擬展館，借助任務(wù)驅(qū)動(dòng)方法，將虛擬展館學(xué)習(xí)與課堂教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行有效結(jié)合，提高教學(xué)有效性［7］。這些智慧學(xué)習(xí)環(huán)境多應(yīng)用于實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，對(duì)于其他如會(huì)計(jì)、商貿(mào)等操作性不強(qiáng)的專業(yè)應(yīng)用較少，但是有研究表明，在智慧教室的條件下學(xué)習(xí)，能夠有效提高學(xué)生深度學(xué)習(xí)水平和認(rèn)知水平［8］。基于職業(yè)教育教學(xué)對(duì)象的特殊性，在職業(yè)教育中建設(shè)智慧教室，增強(qiáng)教學(xué)交互活動(dòng)，能夠幫助學(xué)生融會(huì)貫通，以更“智慧”的方式提高教學(xué)質(zhì)量。因此，本文結(jié)合基本的政策思想、發(fā)展實(shí)際對(duì)職業(yè)教育課堂與智慧教室融合的建設(shè)思路進(jìn)行闡述，并嘗試對(duì)產(chǎn)教融合的多種課堂形式與智慧教室進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，以期提高職業(yè)教育課堂的智能化、信息化、感知化、情景化、一體化。

二、智慧教室概述

20 世紀(jì)90 年代以來，數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展并逐步滲透到校園，校園環(huán)境開始進(jìn)入信息化時(shí)代，教育思想悄然發(fā)生著轉(zhuǎn)變，教育者、學(xué)習(xí)者、管理者等的信息化素養(yǎng)提升，對(duì)環(huán)境與技術(shù)的需求水平不斷提高，這就要求學(xué)習(xí)環(huán)境必須要進(jìn)行高質(zhì)量的轉(zhuǎn)變。因此，隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、泛在網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)等新一代信息技術(shù)的不斷更新，智慧教室應(yīng)運(yùn)而生。

2009 年8 月，時(shí)任國家總理的溫家寶同志在無錫考察時(shí)提出要建設(shè)“感知中國中心”［9］，由此推動(dòng)了智慧城市、智慧校園、智慧環(huán)境、智慧教室等新興概念的涌現(xiàn)。關(guān)于智慧教室的具體界定，國內(nèi)學(xué)者們從多種角度進(jìn)行了闡述。黃榮懷等認(rèn)為，智慧教室是一種能夠優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式、便利教育資源獲取、促進(jìn)教學(xué)交互活動(dòng)開展的，具有情景感知和環(huán)境管理功能的物理環(huán)境，并且是多媒體和網(wǎng)絡(luò)教室的高端表現(xiàn)形態(tài)。除此之外，他們將智慧教室的特征概括為五個(gè)方面，包括內(nèi)容呈現(xiàn)、環(huán)境管理、資源獲取、及時(shí)互動(dòng)和情境感知五個(gè)維度，構(gòu)建了智慧教室的“SMART”概念模型，著重體現(xiàn)智慧教室的“智慧性”［10］。聶風(fēng)華等人在“SMART”模型的基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)組成的角度出發(fā)構(gòu)建了智慧教室的“iSMART”模型，這一模型將智慧教室的物理環(huán)境和虛擬環(huán)境進(jìn)行組合，形成更豐滿的理想型智慧教室。他們認(rèn)為，智慧教室是教室信息化的最新形態(tài)，是為教學(xué)活動(dòng)提供智慧型服務(wù)的空間及其包含的軟硬件裝備的總和［11］。本文中，智慧教室指的是以云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)、大數(shù)據(jù)、全息投影、移動(dòng)學(xué)習(xí)等新信息技術(shù)為基礎(chǔ)，融合物理空間、資源空間、虛擬空間為一體的學(xué)習(xí)環(huán)境。

三、高等職業(yè)教育智慧教室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高等職業(yè)教育智慧教室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指的是在學(xué)校、企業(yè)、工廠等不同的學(xué)習(xí)環(huán)境中均建設(shè)智慧教室，使智慧教室與多種不同學(xué)習(xí)場(chǎng)域進(jìn)行結(jié)合，基于高速聯(lián)通的信息環(huán)境創(chuàng)建高效的交互性學(xué)習(xí)環(huán)境，以此提高教育質(zhì)量，使教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)化。

（一）內(nèi)涵

高等職業(yè)教育智慧教室的系統(tǒng)設(shè)計(jì)條件復(fù)雜多樣，要在職業(yè)教育的多種教學(xué)環(huán)境、多類型專業(yè)課堂上建設(shè)適合于多種情況的智慧教室十分困難。因此，本文著重于在職業(yè)教育領(lǐng)域建設(shè)具有普適性的智慧教室，建設(shè)完善的既包含電子白板、電腦、攝像機(jī)、平板、對(duì)講系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、投影儀等基礎(chǔ)硬件設(shè)施以及云平臺(tái)、虛擬交互社區(qū)等軟設(shè)施，又適用于職業(yè)教育實(shí)際需求的智慧教室，使傳統(tǒng)的職業(yè)教育課堂變成更智能的智慧課堂。

智慧教室在“學(xué)習(xí)者—學(xué)習(xí)者”“學(xué)習(xí)者—技術(shù)”“學(xué)習(xí)者—教育者”之間充當(dāng)著交互性中介的角色，是檢驗(yàn)和推進(jìn)智慧教室課堂學(xué)習(xí)的關(guān)鍵［12］。由于職業(yè)教育的特殊性，其教學(xué)課堂存在于學(xué)校、企業(yè)、工廠，因此，職業(yè)教育課堂與智慧教室的融合不僅指?jìng)鹘y(tǒng)學(xué)校課堂的融合，還包括在企業(yè)、工廠、學(xué)校共同投資，建設(shè)智慧教室，實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)所課堂與智慧教室充分融合，以此打破傳統(tǒng)教室的物理邊界，加強(qiáng)學(xué)校教育、企業(yè)培訓(xùn)、工廠實(shí)踐之間的橫向和縱向聯(lián)系，共享教學(xué)資源、及時(shí)互動(dòng)，打造全場(chǎng)域?qū)W習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)多方面、多領(lǐng)域的智慧生長。

（二）智慧教室的設(shè)計(jì)

1.設(shè)計(jì)思路

職業(yè)教育與普通教育不同，其教學(xué)對(duì)象、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容等的特殊性要求職業(yè)教育智慧教室的建設(shè)要異于普通教育。因此，在職業(yè)教育領(lǐng)域建設(shè)智慧教室要以職業(yè)教育教學(xué)需求為導(dǎo)向，以提高教育質(zhì)量為目標(biāo)，遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、成本節(jié)約、柔性設(shè)計(jì)、操作簡(jiǎn)單、集約共享”的原則，各項(xiàng)原則具體來說就是：統(tǒng)籌規(guī)劃是指在職業(yè)教育課堂中建設(shè)智慧課堂要在遵循國家政策的背景之下，運(yùn)用統(tǒng)籌兼顧的思想，了解在職業(yè)教育中建設(shè)智慧課堂的具體情況，對(duì)建設(shè)智慧教室的各項(xiàng)錯(cuò)綜復(fù)雜、種類繁多的工作進(jìn)行統(tǒng)一安排，合理規(guī)劃；成本節(jié)約是指在保證整體建設(shè)能夠順利完成的條件下，對(duì)建設(shè)智慧教室所投入的人力、物力、財(cái)力等盡量做到合理安排、充分使用；柔性設(shè)計(jì)指的是在建設(shè)智慧教室時(shí)，要考慮到企業(yè)、工廠與學(xué)校的不同，柔性建設(shè)適合于不同環(huán)境的智慧教室，兼顧不同的專業(yè)需求，在普適性教室建成的條件下，增加部分適應(yīng)不同專業(yè)條件的硬件或軟件設(shè)備，使職業(yè)教育的智慧教室實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制；操作簡(jiǎn)單是指所建成的智慧教室要易于操作，使教師、學(xué)習(xí)者、工廠師傅、企業(yè)職工等都能夠很快地掌握智慧教室的操作；集約是指充分利用一切資源，更集中合理地安排工作，以提高工作效益和效率；共享是指智慧教室內(nèi)所有資源供每個(gè)學(xué)習(xí)者共同使用和分享。除了遵循這些原則之外，在建設(shè)過程中，還要將國外與國內(nèi)普通高校的成熟、先進(jìn)的信息技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)同職業(yè)教育實(shí)際需求相結(jié)合，“取其精華，去其糟粕”，以此保障設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、可靠性和適用性。

2.具體架構(gòu)

結(jié)合智慧教室建設(shè)所遵循的原則和理念，本文提倡將智慧教室的建設(shè)移植到多種類型的課堂上，包括傳統(tǒng)教室、企業(yè)、工廠等環(huán)境中。這些教室建成之后，依靠信息化技術(shù)和智慧教室強(qiáng)大的交互能力，有利于滿足學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境發(fā)展的新訴求，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的變革，促進(jìn)多環(huán)境、全領(lǐng)域課堂在橫向、縱向交流的加強(qiáng)。職業(yè)教育學(xué)校建設(shè)智慧教室的具體設(shè)計(jì)如圖1。

圖1 職業(yè)教育課堂與智慧教室的融合設(shè)計(jì)

職業(yè)教育領(lǐng)域智慧教室的建設(shè)要根據(jù)不同環(huán)境建設(shè)個(gè)性化智慧教室。在傳統(tǒng)的學(xué)校教室中，按照基本的智慧教室設(shè)施進(jìn)行建設(shè)，主要包括物理空間、基礎(chǔ)設(shè)施，還包括視聽設(shè)備、計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、交互白板、話筒、攝像機(jī)等聲、光、電設(shè)備。在企業(yè)“課堂”和工廠“課堂”中建設(shè)的智慧教室除了包含基本的智慧教室設(shè)備之外，還需要對(duì)虛擬資源進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，加強(qiáng)與外部交互的功能，建設(shè)虛擬工廠、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室等提高學(xué)習(xí)者的實(shí)踐水平。

在智慧教室的條件下，學(xué)校、企業(yè)和工廠之間可以加強(qiáng)橫向交流，通過遠(yuǎn)程協(xié)作、工作視頻錄制、課件播放、互動(dòng)解答疑難等方式聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生；可以更加方便地推動(dòng)學(xué)生進(jìn)入企業(yè)、工廠進(jìn)行實(shí)踐，實(shí)踐中也可進(jìn)行集中培養(yǎng)，使學(xué)生理論知識(shí)與實(shí)踐操作能力共同提升，推動(dòng)產(chǎn)教達(dá)到真正的融合。縱向交流方面，學(xué)校間可以建立良好的溝通關(guān)系，云資源共享、數(shù)據(jù)開放、課程資源即取即用，相互交流辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)；企業(yè)間可以相互就學(xué)生培養(yǎng)情況進(jìn)行溝通，小企業(yè)向大企業(yè)尋求經(jīng)驗(yàn)，大小企業(yè)用任務(wù)引領(lǐng)、崗位驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)；工廠間共享先進(jìn)的操作技能，在智慧教室條件下運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、混合現(xiàn)實(shí)（MR）、全息投影等技術(shù)建設(shè)立體化教學(xué)空間，減少職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)6 中的“三高四難”問題。

3.高等職業(yè)教育智慧教室的特點(diǎn)

第一，全場(chǎng)域。職業(yè)教育領(lǐng)域中建設(shè)的智慧教室涉及學(xué)校、企業(yè)、工廠等多個(gè)場(chǎng)所，這些場(chǎng)所是實(shí)施職業(yè)教育的主陣地，用智慧教室可以將這些場(chǎng)所連接到一起，形成數(shù)據(jù)倉庫、資源超市，可以為職業(yè)教育的多種學(xué)習(xí)環(huán)境提供一切資源服務(wù)。

第二，交互性。智慧教室的軟件設(shè)備建設(shè)完善，包含學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、工廠企業(yè)需求等眾多資源，打破傳統(tǒng)教室的物理邊界，實(shí)現(xiàn)課堂內(nèi)外、線上線下、課堂與車間現(xiàn)場(chǎng)、人與人、人與設(shè)備、人與資源的多層次深度交互；教育者與學(xué)習(xí)者的手寫交互、圖像交互和移動(dòng)設(shè)備交互等；利用小組討論屏，實(shí)現(xiàn)教學(xué)雙屏與小組討論屏以及小組討論屏間的交互等。

第三，個(gè)性化。智慧教室可以幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)個(gè)性化，線上線下學(xué)習(xí)方式可以自由選擇。除此之外，根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的有痕記錄，精準(zhǔn)分析其問題和缺陷，根據(jù)問題描繪“用戶畫像”并進(jìn)行用戶行為分析，為學(xué)習(xí)者制定個(gè)性化學(xué)習(xí)條件，實(shí)現(xiàn)“私人訂制”。

第四，實(shí)踐性。產(chǎn)教融合的實(shí)踐性是職業(yè)教育不同于普通高等教育的顯著特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。職業(yè)教育智慧教室的建設(shè)通過新信息技術(shù)使多類型課堂相互聯(lián)通，將信息空間與物理空間無縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)順暢聯(lián)通，幫助職業(yè)教育各種類型的課堂共同配合提升職業(yè)教育的教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)理論與實(shí)踐并重的職業(yè)教育新人才。

第五，智能化。職業(yè)教育課堂與智慧教室的融合可以幫助學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程實(shí)現(xiàn)智能化，每個(gè)學(xué)習(xí)者將學(xué)習(xí)資源利用云服務(wù)平臺(tái)放入電子書包，學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地查看資料、搜索信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“口袋學(xué)習(xí)”。實(shí)時(shí)視頻顯示、課程錄制、三維建模、虛擬現(xiàn)實(shí)、在線直播等數(shù)字技術(shù)，推動(dòng)智能感知、智能推送、智能診斷等在學(xué)習(xí)過程中的運(yùn)用，為每個(gè)學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化學(xué)習(xí)服務(wù)；實(shí)現(xiàn)管理的智能化，包括對(duì)物理環(huán)境、硬件設(shè)備、軟件狀態(tài)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、分析、處理，設(shè)備和平臺(tái)管理人員能通過可視化界面查看設(shè)備運(yùn)行狀況，并進(jìn)行管理操作，從而實(shí)現(xiàn)全方位的智能管理。

四、結(jié)語

信息化時(shí)代的學(xué)習(xí)要求及職業(yè)教育的特殊性需要在職業(yè)教育領(lǐng)域建設(shè)智慧教室。職業(yè)教育課堂與智慧教室的融合交互系統(tǒng)能夠有效適應(yīng)職業(yè)教育相關(guān)者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何方式、任意步調(diào)的學(xué)習(xí)訴求，形成教、學(xué)、實(shí)踐，課前、課中、課后，教室、企業(yè)、工廠內(nèi)與外，教師、學(xué)生、管理者、企業(yè)職工、家長、工廠師傅、學(xué)校等多維度的教學(xué)應(yīng)用生態(tài)。因此，要加快職業(yè)教育領(lǐng)域的智慧教室建設(shè)步伐，實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)、服務(wù)、管理與實(shí)踐。