高職院校教育信息化技術(shù)研究

宋勝紅　肖雪　張圓夢　袁麗莉

［摘 要］本文以高職院校教育信息化為主線，探究大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、擴(kuò)展現(xiàn)實等技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用，并參考國家及行業(yè)規(guī)范，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展趨勢，圍繞教學(xué)、管理和評價三要素，提出了高職院校教育信息化建設(shè)框架和思路。

［關(guān)鍵詞］高職教育信息化；新一代信息技術(shù)；信息技術(shù)應(yīng)用

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2023.21.043

［中圖分類號］TP315；G712 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號］1673-0194（2023）21-0143-05

0? ? ?引 言

百年大計，教育為本，強(qiáng)國必先強(qiáng)教。黨和國家對教育行業(yè)的發(fā)展高度重視，從黨的十七大提出“優(yōu)先發(fā)展教育，建設(shè)人力資源強(qiáng)國”的戰(zhàn)略部署開始，為了推動教育事業(yè)的科學(xué)發(fā)展，全面提高國民素質(zhì)，我國逐步加快了教育信息化和現(xiàn)代化的進(jìn)程，制定了《教育規(guī)劃綱要》，黨的十八大、十九大、二十大仍然強(qiáng)調(diào)教育現(xiàn)代化建設(shè)的重要性。從2017年至今，國家層面已經(jīng)陸續(xù)出臺了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化產(chǎn)教融合的若干意見》《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知》《關(guān)于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》和《關(guān)于深化現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革的意見》等系列政策文件，為我國職業(yè)教育發(fā)展和信息化建設(shè)提供了思路、指明了方向。當(dāng)前，數(shù)字校園、智慧校園的概念深入人心，如何發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，推動職業(yè)教育信息化建設(shè)和辦學(xué)質(zhì)量提升，成為當(dāng)下職業(yè)教育行業(yè)領(lǐng)域熱點(diǎn)、重點(diǎn)問題之一。

1? ? ?職業(yè)教育與職業(yè)教育信息化

職業(yè)教育是指受職業(yè)教育者在學(xué)校，接受職業(yè)技能、職業(yè)知識、職業(yè)操守的一個過程，簡單來說，就是為將來要找的職業(yè)而受的教育，它包括國家初等、中等、高等職業(yè)教育［1］。職業(yè)教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才，就是具有高技能、高素質(zhì)、高文化的專業(yè)型人才，側(cè)重職業(yè)技能的培養(yǎng)。隨著當(dāng)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，全國各地高職院校都在探索和推動教育信息化，在不斷的努力之后也取得了一些成效，但信息技術(shù)在實際教育教學(xué)工作中的應(yīng)用仍然面臨較多困難，存在缺乏創(chuàng)新、缺少吸引力、教師運(yùn)用不足等問題。

在高職教育信息化領(lǐng)域，教學(xué)、管理、評價是三大支柱要素。其中，教學(xué)是高職教育的核心工作，信息化建設(shè)應(yīng)服務(wù)于教學(xué)，并推動教學(xué)方式方法變革和教學(xué)質(zhì)量提高；管理工作貫穿整個教學(xué)過程，管理信息化應(yīng)圍繞管理過程進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高管理效率；評價作為教學(xué)工作的重要支撐，可全面記錄教學(xué)過程數(shù)據(jù)并通過數(shù)據(jù)分析，為持續(xù)改進(jìn)教學(xué)提供依據(jù)。借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段對教學(xué)、管理和評價進(jìn)行信息化建設(shè)，可改變傳統(tǒng)教育教學(xué)模式，提高教育效率和教學(xué)質(zhì)量。例如，實時監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)情況，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，將學(xué)生的薄弱點(diǎn)反饋給培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，從而進(jìn)行針對性的訓(xùn)練指導(dǎo)。又如，使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行線上實操訓(xùn)練，既解決了傳統(tǒng)線下職業(yè)教育對教學(xué)設(shè)施的高要求問題，又最大限度減少了學(xué)生在實操過程中的心理壓力，實現(xiàn)最佳教學(xué)效果。

2? ? ?信息技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用場景

2.1? ?大數(shù)據(jù)技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)的核心是數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)具備體量大、多源異構(gòu)、類型復(fù)雜等特征，大數(shù)據(jù)即通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、加工、處理、分析等措施挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，輔助科學(xué)決策。在高職教育領(lǐng)域，大數(shù)據(jù)可用于輿論分析引導(dǎo)，即針對學(xué)生關(guān)注的熱點(diǎn)話題進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、分析，掌握學(xué)生訴求，對有不良影響的輿論進(jìn)行預(yù)警干預(yù)，結(jié)合學(xué)生對學(xué)校的建議，開展大數(shù)據(jù)分析，為學(xué)校課程教學(xué)改革、重大決策活動及相關(guān)基礎(chǔ)工作等提供參考依據(jù)；教學(xué)評價方面，引入大數(shù)據(jù)技術(shù)，對教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)情況開展定期和動態(tài)評價。從教師能力、行為規(guī)范和教學(xué)貢獻(xiàn)等方面，建立完備的監(jiān)測體系，以動態(tài)方式挖掘與教師相關(guān)的大數(shù)據(jù)信息，為職業(yè)院校日常管理、教師聘任和教師評價等提供支持。而學(xué)生學(xué)習(xí)情況評價可用于學(xué)生學(xué)習(xí)監(jiān)督，及時調(diào)整課程教學(xué)方式和內(nèi)容；職業(yè)教育培養(yǎng)技能型人才，對人才市場規(guī)模、專業(yè)需求、分布情況等進(jìn)行綜合分析，可為學(xué)生提供精準(zhǔn)就業(yè)指導(dǎo)，同時結(jié)合學(xué)生職業(yè)生涯跟蹤反饋情況，為學(xué)校專業(yè)課程改革、人才培養(yǎng)方案調(diào)整提供參考。

2.2? ?云計算技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用

云計算融合了分布計算、效用計算、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)算法與現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)［2］，能夠為用戶提供高效、安全和快速的數(shù)據(jù)存儲和計算服務(wù)?；谠朴嬎慵夹g(shù)搭建統(tǒng)一資源共享平臺，匯集學(xué)校各類軟硬件資源，整合學(xué)校公用能力，實現(xiàn)資源共建、共享和共用，降低學(xué)校信息化建設(shè)成本投入，此外還可與其他學(xué)校進(jìn)行校間互聯(lián)，實現(xiàn)低成本、高效率的校際共享；另外，通過云計算技術(shù)還可建立云端教育模式，也就是教師將課前需要預(yù)習(xí)和課后需要復(fù)習(xí)的內(nèi)容及實踐知識等上傳到云平臺，學(xué)生則可以隨時隨地登錄云平臺進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，同時如果學(xué)生對課程或者其他知識有任何疑惑，也可通過云平臺進(jìn)行提問，實現(xiàn)師生無障礙對話交流，這樣不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還能提升學(xué)習(xí)效率，更有助于對原有教育教學(xué)方式和理念的改革。

2.3? ?物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，是基于約定協(xié)議和前端感知設(shè)備達(dá)到“物物互聯(lián)”，通過物聯(lián)網(wǎng)信息的采集、傳輸、分析，可進(jìn)一步實現(xiàn)對物體的智能識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高職院校信息化建設(shè)與發(fā)展的進(jìn)程中扮演著重要推動角色。資產(chǎn)管理方面，物聯(lián)網(wǎng)通過RFID標(biāo)簽或傳感器，實現(xiàn)對學(xué)校會議設(shè)備、教學(xué)儀器、體育器材等資產(chǎn)的統(tǒng)一管理和調(diào)度；安全管理方面，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)保障校園安全，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控和對象跟蹤，比如外來訪客管理、學(xué)生體溫異常預(yù)警管理、校園火災(zāi)預(yù)警管理等；環(huán)境控制方面，通過物聯(lián)感知設(shè)備實現(xiàn)對課堂周圍環(huán)境（包括聲、光、溫度、空氣等）進(jìn)行智能控制，為學(xué)生創(chuàng)造更加舒適的學(xué)習(xí)條件；能耗管理方面，連通校內(nèi)水、電、煤等各種能源，對其進(jìn)行實時、動態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計分析，全面了解能源消耗情況，更好地整合和利用資源，節(jié)約成本，建立科學(xué)合理的管理模式。

2.4? ?區(qū)塊鏈技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯啥鄠€被稱為區(qū)塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)鏈接而成的分布式數(shù)據(jù)庫，并輔以密碼等方法來保證數(shù)據(jù)的不可篡改和不可偽造，它強(qiáng)調(diào)鏈上所有節(jié)點(diǎn)的平等地位，類似于分布式賬本，多方參與記賬和賬本維護(hù)，結(jié)合時間戳記錄數(shù)據(jù)上鏈先后順序，有利于避免管理者隨意篡改數(shù)據(jù)信息［3］。在教育領(lǐng)域，可通過融合區(qū)塊鏈技術(shù)，構(gòu)建區(qū)塊鏈聯(lián)盟鏈，解決學(xué)術(shù)資源共享、學(xué)生學(xué)分證明、統(tǒng)一身份認(rèn)證、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)等應(yīng)用場景的安全性、可靠性問題。例如構(gòu)建學(xué)術(shù)資源聯(lián)盟鏈，全校師生跨鏈共享學(xué)術(shù)資源，并且鏈上任意節(jié)點(diǎn)損壞也不影響聯(lián)盟鏈正常提供服務(wù)。學(xué)生學(xué)分、成績、證書、實習(xí)經(jīng)歷等上鏈后被打上時間戳標(biāo)簽，區(qū)塊鏈的不可篡改性可保證學(xué)生履歷的真實性；對于學(xué)校各種應(yīng)用平臺，亦可基于區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建應(yīng)用平臺聯(lián)盟鏈，各平臺數(shù)據(jù)的全鏈共享保證數(shù)據(jù)的安全可靠，因此僅需一次認(rèn)證登錄即可操作鏈上的所有應(yīng)用平臺；而知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)主要是利用密碼技術(shù)，在作者作品上鏈時生成唯一的私鑰作為其著作權(quán)唯一證明，使得作品從產(chǎn)生到版權(quán)轉(zhuǎn)讓全程能夠被自動記錄，保證了作品的完整性、權(quán)威性和可靠性。

2.5? ?人工智能技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用

人工智能（AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延展和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)［4］，它由計算能力、算法和數(shù)據(jù)三要素構(gòu)成。人工智能是實現(xiàn)教育信息化、智慧教育的核心技術(shù)力量，它主要從基礎(chǔ)層和技術(shù)層實現(xiàn)與職業(yè)教育的融合應(yīng)用?；A(chǔ)層主要是硬件環(huán)境，例如智能教室、智能校園巡邏機(jī)器人、可穿戴智能設(shè)備等；技術(shù)層主要是利用計算機(jī)視覺、語音語義識別、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識圖譜等技術(shù)，提高教學(xué)、管理和評價的智能化與科學(xué)化水平。教學(xué)方面即以個性化教學(xué)為主要目標(biāo)，通過人工智能建立學(xué)生學(xué)習(xí)模型，以學(xué)生的基礎(chǔ)能力、學(xué)習(xí)方法、興趣愛好等維度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)采集并分析學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)情況包括表情、動作、聲音等數(shù)據(jù)，為學(xué)生推送個性化的學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容。與此同時，將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況生成個性化報告反饋給教師，為教師個性化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方式優(yōu)化調(diào)整提供參考依據(jù)；管理能力方面，可借助智能穿戴設(shè)備對學(xué)生生物信息及個人數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，結(jié)合實時監(jiān)控，搜集學(xué)生校內(nèi)行為數(shù)據(jù)，便于學(xué)校進(jìn)行日常監(jiān)督管控，同時在學(xué)生身體自我管理方面，也可通過人工智能平臺提供個性化運(yùn)動指導(dǎo)服務(wù)；評價手段方面，利用計算機(jī)視覺技術(shù)識別學(xué)生面部表情，了解學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)狀態(tài)和專注程度，利用自然語言處理技術(shù)可對學(xué)生的課堂作答情況進(jìn)行標(biāo)記和反饋，也可通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)訓(xùn)練普通話或英語口語自動評分模型，極大節(jié)省人力資源。

2.6? ?擴(kuò)展現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育行業(yè)中的應(yīng)用

XR即“擴(kuò)展現(xiàn)實”，也可稱之為“交叉現(xiàn)實”，它將物理環(huán)境與虛擬環(huán)境融合在一起，為學(xué)生提供完全身臨其境的虛擬體驗的環(huán)境［5］，它包括AR、MR、VR以及觸覺技術(shù)。在教育信息化中需注重學(xué)生的深度參與，并能幫其將所學(xué)知識運(yùn)用到實踐中。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，需對學(xué)生進(jìn)行多次、重復(fù)的情境化學(xué)習(xí)培訓(xùn)。XR技術(shù)的出現(xiàn)，可以很好地滿足學(xué)生情景化學(xué)習(xí)需求，使學(xué)生足不出戶便能快速切換不同場景，其多情景創(chuàng)造的便捷性也為學(xué)生提供了豐富的場景選擇。基于擴(kuò)展顯示所建立的虛擬實訓(xùn)基地，不僅能夠滿足職業(yè)學(xué)校完成實踐實訓(xùn)教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用職業(yè)能力的需要，更重要的是能夠節(jié)約時間、空間以及資金投入，后期維護(hù)成本也較低。人機(jī)交互可以幫助學(xué)生夯實職業(yè)技能的基本操作，例如，園林規(guī)劃設(shè)計、室內(nèi)裝潢設(shè)計、動物外科手術(shù)、汽車維修、模具制作、果蔬苗木栽培和計算機(jī)維修等各種技能的訓(xùn)練。此外，學(xué)生在虛擬實訓(xùn)基地內(nèi)可完成危險化學(xué)實驗、汽車駕駛等學(xué)習(xí)任務(wù)，消除了在實際環(huán)境中存在的安全隱患。

3? ? ?職業(yè)教育信息化建設(shè)框架

從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、教學(xué)資源共享、學(xué)習(xí)計劃制訂、評價指標(biāo)界定、精準(zhǔn)就業(yè)推薦、教育宏觀決策六個方面進(jìn)行剖析，將大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能、擴(kuò)展現(xiàn)實、5G等技術(shù)與高職教育信息化建設(shè)深度融合，旨在推動新興信息化技術(shù)在高職院校智慧教育發(fā)展中的應(yīng)用，助力高職人才的個性化培養(yǎng)以及職業(yè)教育的全面發(fā)展。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。運(yùn)用5G、物聯(lián)網(wǎng)、擴(kuò)展現(xiàn)實等技術(shù)，進(jìn)行高職院校基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及后期維護(hù)與及時更新。

（2）教學(xué)資源共享。借助云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)搭建信息系統(tǒng)，進(jìn)行教學(xué)資源的共享，以實現(xiàn)教育成本的降低和教育成效的提升。

（3）學(xué)習(xí)計劃制訂。運(yùn)用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，為學(xué)生制訂科學(xué)的學(xué)習(xí)計劃。

（4）評價指標(biāo)界定。通過實時把控政策指向，掌握教育評價需求，利用大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)對評價指標(biāo)進(jìn)行界定，有助于其他流程調(diào)整。

（5）精準(zhǔn)就業(yè)推薦。借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對學(xué)生求職意向、歷史成績、培養(yǎng)課程等信息進(jìn)行挖掘分析，實現(xiàn)職位能力預(yù)估、興趣推薦及實際需求崗位匹配等功能的建立與完善。

（6）教育宏觀決策。匯聚職業(yè)教育所有數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)以及人工智能技術(shù)，分階段分目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并對結(jié)果進(jìn)行可視化展現(xiàn)，通過科學(xué)的數(shù)據(jù)分析助力相關(guān)職業(yè)教育決策調(diào)整。

為了順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展趨勢，本文圍繞教學(xué)、管理、評價三要素，融合各信息技術(shù)，參考相關(guān)規(guī)范提出高職院校教育信息化建設(shè)框架（如圖1所示）。

基礎(chǔ)設(shè)施層主要包括網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)環(huán)境、資源等校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施和各類數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，為學(xué)校信息化建設(shè)中的數(shù)據(jù)獲取、存儲、應(yīng)用部署、通信等提供基礎(chǔ)保障。

支撐平臺層建立統(tǒng)一的能力平臺，主要以學(xué)生、學(xué)校、教師的財務(wù)、科研、資產(chǎn)、消費(fèi)等數(shù)據(jù)為核心，經(jīng)過數(shù)據(jù)的交換、處理、挖掘和分析等操作，為上層應(yīng)用提供完備可靠的支撐服務(wù)。

應(yīng)用平臺層以智慧教學(xué)、智慧管理和智慧評價為核心業(yè)務(wù)應(yīng)用，同時搭建領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙、一站式服務(wù)大廳、綜合信息服務(wù)等平臺。其中，領(lǐng)導(dǎo)駕駛艙主要基于各項教育數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，并依據(jù)需求運(yùn)用自然語言處理、人工智能、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)進(jìn)行模型建立，如教師學(xué)生角色畫像、推薦課程、能力提升分析等模型，助力智慧教育數(shù)據(jù)價值體現(xiàn)；一站式服務(wù)大廳可將師生的應(yīng)用需求通過微服務(wù)來呈現(xiàn)，為全校師生提供了一個一站式訪問校內(nèi)所有網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)的統(tǒng)一入口點(diǎn)；綜合信息服務(wù)相當(dāng)于學(xué)校信息門戶網(wǎng)站，實現(xiàn)全校應(yīng)用單點(diǎn)登錄統(tǒng)一認(rèn)證，提供學(xué)校新聞發(fā)布、學(xué)校通告、信息搜索、天氣預(yù)報發(fā)布等服務(wù)。

4? ? ?結(jié)束語

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的發(fā)展，職業(yè)教育行業(yè)信息化建設(shè)也迎來了較大的變革，各院校紛紛邁入職教信息化賽道，探索以系統(tǒng)性、平臺化、共享式為特征的新一代信息化教育模式。未來，各院校將依托新一代信息技術(shù)優(yōu)勢，圍繞個性化教學(xué)、精細(xì)化管理、智能化評價三大核心目標(biāo)，構(gòu)建新型智慧校園，從而對高職院校教學(xué)方式、管理模式和評價手段進(jìn)行深刻變革，促進(jìn)高職院校信息化建設(shè)發(fā)展及教育水平邁上新臺階。如何推進(jìn)技術(shù)的融合應(yīng)用也是一項必要的管理工作，它關(guān)乎信息技術(shù)是否能夠真正地在學(xué)校用起來、用得好。因此，高職院校教育水平一方面受信息技術(shù)的影響，另一方面則需要考慮學(xué)校發(fā)展規(guī)劃、教學(xué)觀念、教學(xué)模式以及教學(xué)環(huán)境和管理制度等因素，因此需要立足學(xué)校發(fā)展實際，加強(qiáng)信息化建設(shè)的頂層規(guī)劃設(shè)計，科學(xué)分析重點(diǎn)工作任務(wù)，推進(jìn)教育信息化進(jìn)程，同時建立完善的激勵機(jī)制和考核評價機(jī)制，營造良好的信息化建設(shè)氛圍，用制度推進(jìn)信息化平臺的建設(shè)和發(fā)展。

主要參考文獻(xiàn)

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