教育數字化技術賦能高職數學課堂變革研究與實踐

柴彥紅

［摘? ? ? ? ? ?要］? 面向教育數字化轉型背景下職業教育人才培養需要，聚焦高職數學在職業教育教學中的基礎學科地位，厘清高職數學課堂教學數字化變革內涵表征；基于賦能屬性與教學理論，分析數字技術賦能高職數學課堂變革要素，實踐數字技術賦能高職數學課堂變革模式，以期對職業教育數字化轉型中的基礎學科教學改革研究和試點行動有所助力。

［關? ? 鍵? ?詞］? 職業技術教育；數字技術；高職數學；課堂變革

［中圖分類號］? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文獻標志碼］? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ［文章編號］? 2096-0603（2024）04-0073-04

一、研究背景

課堂是知識技能傳承的主渠道，是教與學活動實施的主陣地，是解決培養什么人這一教育首要問題的主戰場，其立德樹人、傳道解惑、培育靈魂的功能隨著科技發展和時代變遷不斷調整和豐富，戰略使命舉足輕重且不可替代。變革課堂就是變革教育，變革課堂就是變革未來，只有啃下課堂教學這一“硬骨頭”，才能將人才培養的最終指向落到學生身上，從而真正實現立德樹人育英才[1]。黨的二十大報告對我國“推進教育數字化”作出重要的戰略部署，教育數字化的大力推進，賦能職業教育教學實踐場域迎來新一輪的全新締造[2]，是對職業教育教學生態的重塑。教育數字化賦能職業教育表征是利用人工智能、大數據、云計算、虛擬仿真等數字技術激發職業教育系統的內潛力，其價值旨歸于通過提升職業教育的信息化供給水平為受教育者提供高品質的個性化教學活動，促推傳統職業教育向智慧教育方向深刻變革[3]。正如在數字技術的加持下，“數字技術+職業教育”的優勢日益凸顯，促使數字技術賦能課堂理念變革、課堂樣態重建。

二、國內外數字化賦能課堂變革學術梳理及研究動態

（一）國外研究起步早范圍輻射廣

在國際上，美國、德國等發達國家對課堂歷史演變與發展變革研究比國內早，已搶占數字化時代的發展先機。有學者在對課堂進行概念界定的基礎上，從包括人性化、混合性、開放性、智能性、生態性和交互性在內的課堂空間特征角度進行深入研究[2]。有學者從教育發展決策部門、社會崗位供給單位和人才培養機構等層面將數字化賦能課堂變革作為技術技能型人才培養、數智教學模式變革、數字資源建設等重點行動領域。

（二）早期研究體現技術工具性與人文性研究并重

有學者從場所環境觀、情景活動觀、交互整體觀、認同合作觀、生命價值觀等角度分析，認為課堂是知識傳承的場所，是師生之間、生生之間進行信息傳遞、交流探索、發展認知的生命活動，是一個融合價值與生命的載體。如美國北卡羅來納州立大學的SCALE-UP教室設計；美國麻省理工學院闡明課堂作為學習共同體，可由參與者平等、自由、協助地組成傳承、創新的樂園。有學者認為課堂也是一個生命體，是教與學活動中探索實踐者所追求的預設與生成之間的一種動態平衡，提出課堂應是充滿生命活力、富有情感交織、能夠思想交流和鼓舞人心的。有學者號召課堂變革要堅持技術標準與人文標準相結合，利用技術手段實現學生、教師與數字技術伙伴共同成長、協同促進、智慧生成。

（三）國內職業教育數字化逐浪潮頭，課堂變革腳步不斷加快

2014年，《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》《現代職業教育體系建設規劃（2014—2020年）》接連重磅發布；2015年，《高等職業院校創新發展行動計劃（2015—2018年）》發布，加快了職業教育數字化的步伐；2017年，《關于進一步推進職業教育信息化發展的指導意見》重點部署發展目標、建設路徑和保障措施；2015年、2020年先后兩次發布《職業院校數字校園規范》為職教數字化促進課堂內外轉型發展做好政策引領；《職業教育信息化發展報告（2021版）》顯示，74.54%的職業教育已使用電腦、投影儀、電子白板等多媒體設備[4]，變革原有傳統黑板加粉筆的教學環境，使課堂空間呈現虛實融合、動態交互。

三、數字技術賦能高職數學課堂變革的內涵表征

從教育發展的歷史看，隨著社會生產力和科技水平的發展，課堂變革經歷了一個從初始形態到單一定型方式，再到多元綜合形態的演變。近現代信息技術在傳統教室中的應用，對教室的空間形式和結構提出了一些新的要求，從世界上最早的學校蘇美爾的泥板書屋，到現代多媒體教室、智慧教室；從單間教室的學校，到群組教室、班群教室的數字校園等，無不是科技革命和產業變革賦能教育理念轉變的成果。就理念變革而言，數字技術賦能高職數學課堂變革原有為高素質技術技能人才人文素質培養服務的定義，向多元協同、智慧融通和協調發展的未來社會培養高素質創新型人才、能工巧匠、大國工匠的數治理念服務轉變。就空間變革而言，基于工作過程的高素質技術技能型人才的職業素養、人文素養培養模式促使高職數學課堂教學空間擴展延伸，走向虛擬空間、智慧空間，倒逼高職數學在學科根基上發揮其在人文素養與數學素養供給上的優勢，在數字技術賦能下實現“現實課堂”與“虛擬課堂”“智慧課堂”的沉浸式融合。就教學變革而言，以課桌椅、黑板、講臺等裝備為特征的傳統教室，在數字技術賦能下變革為人機協同、虛擬仿真和智能可視化課堂等。

四、數字技術賦能高職數學課堂變革要素

（一）數字技術賦能高職數學課堂理念變革

數學知識更多是對思維的內化訓練，合理應用數字技術使虛擬現實成為數學課堂教學的要素之一，在學生、教師和其他課堂要素的交互中發揮作用，構建高職數學課堂的個性化教學活動。例如采集學生數據畫像，繼而結合數學課程教學目標與教學內容，為學生推送匹配的學習路徑、個性化學習活動和智能化支持服務，從而實現數據驅動的定制化教學。高職數學課堂變革應拓展延伸課堂空間，多維度彌合線上線下混合教學，高站位寬視野地將數學理論與在線資源有效融合，持續創新課堂教學模式，為數字技術賦能高職數學課堂變革奠定深厚基石，落實提高技術技能人才的人文素養、數學素養，培養其問題解決能力和可持續發展能力。

（二）數字技術賦能高職數學課堂空間變革

以大數據、人工智能、數字畫像和數字孿生等為代表的數字技術為課堂空間從實體化向虛擬化過渡、固定化向個性化轉變、零散化向集群化升維、孤島化向數智化融合提供了主要支持[1]。數字技術賦能高職數學課堂空間變革，向傳統黑板加粉筆的數學課堂空間注入創新能力和決策能力，提供彈性化、動態化、情景化和按需定制的課堂教學服務。智慧教室和大數據為創設真實的教學情境提供支持；知識圖譜、模式識別和機器學習技術可實現高職數學課堂教學資源的實時提煉和動態推送，為學生提供自主適應學習服務；數字畫像和數字孿生技術可實現基于多模態數據融合的學生學情動態分析及實時可視化，為高職數學課堂教學效果動態畫像評價提供支持。

（三）數字技術賦能高職數學課堂教學變革

在現代職業教育進入提質培優、增值賦能新階段，傳統高職數學課堂中的新知識、新信息、新任務由教師單開鏈傳授的局面一去不返，交互式教學資源庫成為破解學習時間和空間限制的渠道。2022年，我國以“1個職教大腦·數字駕駛艙系統、2個二級平臺、4個子系統和4個分中心”為主體的國家職業教育智慧教育平臺建構完成，全方位推動職教數字化[4]。與此同時，教育數字化建設促使教師不局限于提供最好的課堂講授，還能通過提升自身的信息化教學水平成為教學的主導，如設計學習環境、指導學習策略設計、拓展學習深度和落實課程育人等。

（四）數字技術賦能高職數學課堂教學評價變革

數字技術賦能課堂變革的教學評價是課堂變革效能的標尺。依托數字技術實現多維度數據聯動、動態精細畫像、全景個性評價是教學評價的目標；依托數字技術對課前主觀能動、課中自主探索、課后拓展等提升意愿進行評價，是伴隨式過程評價的有效手段；借助數字技術進行分布式數據處理、畫像構建評估，同時不斷修正評價模型，最終實現多維度全過程教學評價，是助力課堂變革的有力保障。

五、基于“雙創”融合的翻轉課堂混合式教學模式變革實踐

（一）數字技術賦能，實踐“雙創”融合翻轉課堂教學模式

作為“互聯網+教育”的首個示范區，寧夏于2020年建成“互聯網+教育”大平臺，完成教學應用覆蓋全體教師、學習應用覆蓋全體適齡學生、數字校園建設覆蓋全體學校。高職數學課堂教學改革實踐研究項目以自治區教學質量工程項目高職數學（經濟類）資源共享精品課程平臺為主平臺、各學校智慧教室為主陣地同步開展課堂教學實踐。

借助互聯網、校園網和網絡教室構建一個可感、可視、可測的信息化教學平臺，將課程學習與學生專業知識對接，通過高職數學（經濟類）精品課程平臺發布課前學習任務、預習提綱，使學生根據提綱充分利用互聯網資料庫，以小組合作方式搜集線性規劃問題實例建立“數學+企業策劃案”，以圖片、文字、PPT等形式上傳到指定資料包，教師及時了解、掌握學生的知識學習與實踐過程并給予指導，通過對學生企劃案進行整理形成課堂教學資料，對學生自主學習進行評定。這一教學平臺實現了信息交流網絡化、教學資源多元化、評價體系多維化，延伸了課堂的寬度和深度，豐富了學生的學習模式，為學生的自主學習創設了有利條件。以“數學+企業策劃案”為載體設計構建小組企業生產模型的過程，成為數學知識學習和生產生活實踐相交融的“學中做，做中學”的有效載體；教學過程讓學生感知“生活處處有數學、專業處處用數學”。信息化教學平臺與能力培養，具體設計構架見圖1所示。

在職業教育數字化轉型的加持下，高職數學課堂教學按照新時代職業教育適應產業發展，就業導向由“職業指導”向“職業生涯教育”轉換的新要求，將創業項目策劃與創新思維品質助力技能素養提升（以下簡稱“雙創”）融合于教學實踐，構建以“數學+企業策劃案”為學習載體的“雙創”融合翻轉課堂混合式教學模式（見圖2）。

（二）數字技術賦能，完成“真題實景”情境學習體系設計

利用高職數學（經濟類）資源共享精品課程在線開放教學資源，遵循數學知識學習過程，創設“真題實景”沉浸式學習情境，引導學生圍繞“學生參與經營活動中實現成本最小化與利潤最大化”這條主線，構建“兩本一案 三賽一評”情景學習體系。運用課前導學任務引導學生完成“市場調研本”和“聰聰理財本”；課中采用線上+線下混合式教學實現創設情境學習，解決模擬企業經濟活動問題，體驗知識應用價值的沉浸式學習路徑；課后利用數字資源拓展延伸學習深度廣度，以“數學+創業企劃案”成果作為團隊協作學習評價依據。在數字技術加持下的“兩本一案 三賽一評”情景學習體系，實現了教師關注每一個學生的學習態度和效果，并及時給予個性化的教學指導的教法改革，實現了以學生為主體，自主地在情景教學中感知—體驗—獲得—實踐學習的理論知識，實現了數學課程的實踐性教學，教法更加符合學生學習實際。情景學習體系整體行動導向設計見圖3所示。

六、實踐效果

（一）學生滿意度問卷調查

在教學實踐中，對財經類職業院校大數據與會計、金融管理、經濟貿易、人工智能與信息工程等財經商貿類專業學生進行問卷調查統計結果表明（見表1），學生普遍認為數字技術賦能高職數學課堂學習資源更加符合認知水平，是提高學生學習積極性、主動性的有效方法，線上教學資源是線下課堂教學的有力補充，融入了與信息化時代密切相關的新元素，課程思政元素挖掘“潤物無聲”，使教師講授不再單一而枯燥，練習的方法也是學生樂于接受的，對提升學習興趣有很好的促進作用。

（二）實踐效果分析

第一，學生參與翻轉課堂學習興趣和積極性顯著提高。教學過程借助精品課程資源和智慧教室，采用線上線下混合式教學，彌補了傳統教學封閉、狹窄、枯燥、低效等缺陷，可充分調動學生學習的積極性和主觀能動性，實踐性教學使得學生“動”起來，課堂“活”起來。信息化教學手段下數學課程實踐性教學使學生學習積極性顯著提高。

第二，教學目標達成度明顯提升。從課前測試結果→課堂測評結果→課后作業情況對比分析發現，學生的理論知識成績顯著提高。從課堂中學生對生產生活案例自主探究剖析能力的漸進到課后團隊模擬實踐的獨立完成對比分析發現，學生的知識應用能力顯著提高。從課中有機融入課程思政元素時學生的專注度和認同度可以看出，課程思政育人成效顯著提高。

第三，建課模式創新，具有借鑒和推廣價值。教學中充分借助互聯網資源發揮了學生思維活躍、網絡信息量大的特點，學生課前查閱資料自學、課中分享學到或能想到的案例及存在的疑惑、課后查閱資料拓學，資料共享、課堂共建，師生有備、有思、有做、有惑，最后達到有解，課堂雙向交流，充分發揮了學生的主觀能動性。

七、結束語

本文基于數字技術賦能高職數學課堂變革的視野，研究職業院校課堂變革的內涵要義，探索數字技術賦能高職數學課堂變革的基本要素、內涵表征、課堂教學、教學設計和評價模式等。在研究中仍需要解決教師作為教學主導，如何由技術的觀望者和忠實執行者轉向技術的創造者和設計者這一突出問題以及滿足后疫情時代教學需要，創新數字技術賦能高職數學課堂應用、變革課堂教學流程、全面重塑課堂教學樣態等問題。

參考文獻：

［1］謝幼如，邱藝，劉亞純.人工智能賦能課堂變革的探究［J］.中國電化教育，2019（9）：72-78.

［2］李曉娟，王屹.技術賦能：職業院校教師數字素養的要義、挑戰及提升［J］.中國職業技術教育，2021（23）：31-37.

［3］王羽菲，和震.人工智能賦能職業教育：現實樣態、內在機理與實踐向度［J］.中國遠程教育，2022（5）：1-8，76.

［4］張欣.數字化助力職教高質量躍升［N］.中國教育報，2023-02-11.