數字技術賦能職業教育高質量發展的技術機理和應用探索

■黃澤文

（廣州城市職業學院，廣東 廣州 510405）

先進數字技術的快速發展正沖擊著職業教育傳統的教學方式、教學管理和人才培養理念。推進現代職業教育的縱深改革，需要充分利用數字技術作為最新一代生產工具的重要作用，構建職業教育數字生態環境，推動傳統教育向智能教育轉變。把數字技術應用于教學當中，有利于適應“數字原生代”快速、離散的學習慣性，建立以學生為中心的人才培養模式，助力學生個性、全面、自由的發展；在教學管理中，應用數字技術，將會進一步優化教學評估與診斷、教學監控以及教學決策，有助于顯著提升教學管理水平，構建精準、靈活的教學服務管理體系。本文從實際出發，探究數字技術賦能職業教育高質量發展的技術機理和應用探索，并在此基礎上提出數字化時代職業教育高質量發展的建議，以期為相關問題提供借鑒。

一、數字技術賦能職業教育高質量發展的技術機理

數字技術的飛速發展不斷給教育領域帶來顛覆性、豐富性、創新性的新業態。當今，應用于職業教育領域的數字技術主要包括人工智能技術、區塊鏈技術、5G 技術、大數據技術、云計算技術以及虛擬仿真技術。

（一）人工智能技術協同作用機理

人工智能技術的跨界協同、人機融合功能，使其在職業教育中的應用越來越廣泛，在教育教學改革、教學管理、教學方式、實訓學習等方面出現了人工智能的研究與應用，成為現代職業教育高質量發展的重要助推器。在信息時代成長起來的學生，更青睞于從網絡中獲取知識，不局限于傳統的課堂教學和教材書本，顛覆了“一言堂”的上課方法和“單一”的教育空間。人工智能為教學創造了一個很好的智能化環境，學校公共空間向物理空間和數字空間并存的多樣化方向發展[1]，促進了學生的個性化發展和創新水平，同時也對學生的思維方式產生很大的沖擊；此外，人工智能已經成為教學教師的強大助手，能夠通過交互模型、教學模型等模擬優秀教師進行問題的解答、知識的傳授、試卷的批閱等，教師與人工智能充分協作是未來教育重要發展趨勢；另外，在教學管理方面，人工智能通過大量的數據訓練，可以打造以信息聚合為基準的職業院校教學規劃平臺，構建基于情境感知的職業院校教學監測體系，創設基于智能評價的動態化教學質量診斷機制，推行數據智能與人文關懷并重的融通式教學決策[2]。例如，阿聯酋教育部推出了一個先進的數據分析平臺，利用人工智能算法從大量數據中得出教學決策。該系統中共有1200 多所學校進駐，系統中的學生總數超過120 萬人；該數據分析系統包括課程、學習資源、教師專業發展、績效報告、職業技能、學生和教師的反饋以及PISA和TIMSS等國際評估的分數；同時，阿聯酋教育部有設立了一個數據分析部門，致力于機器學習算法的開發，用以支持該國教育系統的戰略研究[3]。

此外，基于人工智能技術開發的大型自然語言模型ChatGPT[4]，為教育領域帶來巨大的變革，推動學校教學模式的智能化發展。利用ChatGPT 技術，教師可以開發新的智能教學模式，如探究式學習、協作式學習、問題解決學習、基于項目的學習、體驗式學習、悅趣性游戲化學習，幫助學生更高效地學習[5]。

（二）區塊鏈技術的去中心化機理

區塊鏈技術本質上是一種鏈式數據結構，包括分布式存儲技術、共識機制、非對稱加密技術、智能合約技術，具有高度的去中心化特征，能夠保證系統中數據的唯一性，讓數據的安全性得到很好的保障。隨著技術的不斷成熟，區塊鏈技術在教育領域也被廣泛應用，“區塊鏈+教育”的模式逐漸被認可和推廣。區塊鏈3.0 階段[6]的技術為數字教育環境的構建、數字資源的共享、教學資源供給側改革、教學管理流程再造、教學質量轉型等方面提供可靠的技術支持，在構建現代職業教育學習體系、重構學校空間、推動數字化管理方面帶來了新的機遇。

學分銀行建設充分利用了區塊鏈的優勢技術[7]，打破傳統學習模式和考評模式，構建客觀公正且永久的數字化學習記錄。分布式存儲技術和非對稱加密技術可以允許學校用戶、培訓企業用戶記錄學習者的學習數據，包括上傳學習結果、證書、獲獎信息、企業實習情況等，在系統中建立學習者學習檔案；同時，區塊鏈的共識機制能夠讓學分銀行系統中的學生學習數據具有很高的公信力，確保數據的安全、公開與公正；區塊鏈的智能合約技術能夠讓學生成果認證、積累和轉換更加透明、公開，學分銀行中學校用戶和機構用戶能夠對學生學習成果錄入時間、成果認定規則、轉換方法及審批過程等有清晰的了解，有利于提高學分轉換效率和準確性。

此外，區塊鏈在職業教育管理中也有多方面的應用，如學生管理平臺、教務平臺、財務平臺、圖書館平臺等方面均有應用區塊鏈的相關技術，全面記錄學生在學校中學習、生活情況，提高管理效率。

（三）5G 技術的萬物互聯機理

作為新一代通信技術，5G 技術的網絡速度得到了較大的提高，覆蓋范圍更廣、移動效能更好、信息傳輸低延遲等技術特性，讓萬物互聯成為現實。5G 技術從2019年受到廣泛關注以來，其構建的全新通信環境，推動了教育領域教育教學智能化、學習方式多元化、學習資源豐富化的巨大變革，眾多學校紛紛探索5G 技術在教學改革、教育管理方面的應用。

一方面，5G 是一種通信技術，需要與其他數字技術結合，才能真正的發揮其功能。例如，在教學過程中5G技術和機器人的結合，利用5G 技術的高速率特點，完成機器人的大數據量運算、存儲和傳輸，提高機器人和學習者的交互性，為學生開展更多個性化學習；利用5G 的低延遲性功能，將其與VR/AR/XR 等虛擬仿真技術相結合，可以豐富教學場景，讓教學更加生動形象，推動沉浸式教學的打造，激發和培養學生的創新思維。另一方面，5G技術的移動性，可以讓不同地區條件下因地制宜開展合適的學習體驗活動，讓在不同的學習條件下都得以實現；5G廣覆蓋的技術特性，提高了教育的公平性，讓偏遠地區的學校能夠從網絡中學習更多的知識，縮小了由于經濟原因而造成的區域教育不平衡，提高了教育的公平性。

（四）大數據技術精準分析機理

大數據技術的實質并不是指掌握數據的多少，而是對掌握數據的專業化分析和處理，并對分析結果進行合理、有效的利用。職業教育對大數據挖掘技術的需求分析可以分為數據驅動和需求驅動兩種類型。數據驅動的分析取向是從擁有的關鍵數據資源，如各類政策與管理文件、學校發展戰略、招生數據、課程數據、師生背景信息、校友數據、管理數據和督導反饋數據等出發進行分析；需求驅動的分析取向則強調從學生的需求出發，并將不同類型的變量、學生需求和教育質量指標聯系起來[8]。

大數據技術可以提高學校對大量數據的存儲、整理、分析和處理能力，在職業教育中有許多的應用，特別是在教育管理方面，可以利用大數據對教育早期風險進行識別、對學生學習情況進行診斷和評估、為學校決策提供有效的數據支撐等。利用數據表征，學校可以對學生具體學習情況進行全面的跟蹤、監控、評估，為學生建設全景畫像，構建精準的教學診斷體系，并按照反饋情況改進學習策略，以提高教學效果和學生的學習質量；另外，利用大數據可視化技術，從生源、教學狀態、圖書借閱、科研情況等維度開展教育管理應用場景的可視化分析，可為教育管理提出改進的思路[9]。

（五）云計算技術的分布式機理

云計算技術是通過網絡將大量的數據資源進行整合，并在網絡上對數據進行處理計算，其最大的特點是可以實現“分布式計算”。云計算中的“云”資源可以實現隨時隨地獲取和無線擴展。云計算是職業教育數字化改革發展的重要技術支撐之一，可以有效解決職業教育中網絡資源分配不均、“信息孤島”、資源陳舊等問題。2007年，Google 與IBM開始在美國大學校園，包括卡內基美隆大學、麻省理工學院、史丹佛大學、加州大學柏克萊分校及馬里蘭大學等，推廣云計算的計劃并為這些大學提供相關的軟硬件設備及技術支援[10]。2010 年，湖南省啟動基于云計算構建了“世界大學城”網絡學習平臺、廣東省構建了廣東省職業教育服務云平臺等，為職業教學提供了更多、更好的普適性教學服務和多元化教學資源。

（六）虛擬仿真技術的虛實結合機理

虛擬仿真技術是職業教育數字化發展的重要應用技術。利用虛擬仿真技術，職業學校可以與傳統教學相結合，打造“沉浸式”的智慧教學場景，如智慧教室、全息成像學習環境等；另外，把虛擬仿真技術應用與實踐教學當中，能夠實現遠程控制實訓設備、虛擬化實訓場景等，建設虛擬智慧學習工場，為學生提供多元化的實踐學習方式。例如，渤海船舶職業學院與三個船舶生產企業聯合，利用VR、AR、AI 技術建設虛實共生的船舶智能制造實訓基地，分別是與山海關船舶重工有限責任公司建設船體和船動實體實訓基地、與渤海船舶重工有限責任公司建設生產型焊接和船電實訓基地、與安徽工布智造工業科技有限公司建設智能裝配實訓基地；同時在校內按照虛實共生的理念建設對應的船舶智能制造虛擬仿真實訓基地，包括船體制造、智能焊接、船舶電氣、船舶動力、智能裝配5 個虛擬仿真實訓中心和1 個安全生產體驗中心[11]。

二、數字技術賦能職業教育高質量發展的應用探索

（一）智慧化教學的應用探索

在數字化時代，傳統的教學方式面臨巨大的沖擊和挑戰，數字技術給教學方式帶來巨大變革。如何利用先進數字技術，遵循學生的學習特點，提供合適教學服務是職業教育面臨的重要挑戰。

數字技術在職業教育中是多種技術應用的集合。一方面，在課堂教學上，利用“人工智能+5G+虛擬仿真+云計算技術”，開發教學專用平臺，實現課前推送預習知識、實時回答學生疑問、知識內容資源傳送等功能；設計智能教育助手，模擬教師處理課程中簡單、重復性事情，同時幫助學生開展個性化學習；開展網絡學堂，構建線上和線下相結合的智慧課堂；開發游戲化教學，將游戲元素和游戲規則融合到課程教學當中，利用游戲的趣味性，激發學生的學習動機和探索精神，提高學生學習的有效性。另一方面，在實訓課程上，與校企合作公司利用“人工智能+5G+虛擬仿真技術”共同建設智能化實訓場地，模擬真實的實訓環境，讓學生能夠在學校也能夠體驗工作環境、工作流程、工作規范。

（二）個性化學習的應用探索

個性化學習、沉浸式學習是數字化時代學生學習的重要方式，學生擁有更多的學習自主權，從傳統以教師為中心的學習方式轉變為以學生為中心；此外，學習方式越來越多元化，學習資源的獲取更多地依靠網絡形式。因此，上述學習方式的轉變讓大規模個性化學習成為可能，以“人工智能+5G+云課程+虛擬現實”為主的數字化教育方式，有可能改變巴甫洛夫等提出的“訓練- 知識檢驗- 訓練”的傳統教育模式。因此，數字化時代下學校應加強智慧校園的建設、5G網絡的建設以及提高學生擁有數字學習設備的比例，以實現學生的個性化學習和沉浸式學習。

（三）智能化評價的應用探索

人工智能技術、大數據技術等為學校智能化評價方式改革和發展提供了重要的技術支撐，為學生的考試和綜合素質評價提供了更多客觀量化的材料。一方面，利用人工智能技術設計的虛擬教師助手，能夠幫助老師對線上課程實現自動評價，不僅可以減少教學的任務量，而且可以讓評價更加客觀公正和及時；另外，通過大數據技術可以跟蹤學生的學習和成長情況，可以對學生開展綜合性評價，轉變依靠單一性學業水平評價，為學生提供適應性和個性化教學支持。另一方面，智能化的評價方式能夠把評價結果直接反饋給老師、管理者、家長和學生，學生也可以針對反饋結果對自身學習進行調整。

智能化評價模型構建由三部分組成。第一部分是評價數據的獲取，利用人工智能技術采集評價數據的獲取，即把學生在學習過程中產生的各種數據進行采集，并對數據進行存儲和預處理；第二部分是對收集到的數據進行分析和處理，然后利用大數據技術對學生的數據進行深入挖掘，形成學生的學習評價和綜合素質評價；第三部分是對學生的評價進行可視化處理，并自動推送給老師、學生和家長。

（四）數字化管理的應用探索

在先進數字技術的賦能下，職業學校的教育管理會更加精細化和扁平化。大數據技術、云計算技術、5G 技術消除了部門之間的“信息孤島”，推動數據共享和流動，促使職業學校管理智能化、透明化、自動化和快捷化，為學校決策的制定提供更好依據。

數字化教育管理首先要利用5G 技術、人工智能技術和視頻技術，對學生課堂情況和老師的教學數據進行收集；利用大數據技術，把學校各部門的數據進行連通，打造暢通無阻的區域性數據信息庫，實現數據信息能夠隨時隨地上傳、獲取。其次，利用云計算技術對學校數據進行在線的清洗、整理和分析，并在網絡上進行可視化展示；利用區塊鏈技術，對學生、老師的檔案進行在線的處理。最后，利用大數據技術和人工智能技術對學校全面數據進行分析，并定時推送至相關管理部門。

三、職業教育應對數字化發展的實踐進路

（一）加強學校數字化建設

強化學校數字化建設是職業學校應對數字化時代發展的重要舉措。首先，學校領導對數字化建設的重視，是建設數字化校園的前提；其次，制定符合學校發展需要的數字化戰略，并將其列入學校的發展規劃當中，從戰略層面對學校數字化建設進行規劃，以確定發展的目標和方向；最后，加強學校數字化基礎設施建設，包括5G 信號網絡鋪設、智能設備安裝等硬件設施以及學習監測系統、智慧課室系統、虛擬仿真模擬系統等軟件設施的建設，是學校數字化發展的重要基石。

（二）提高教師的數字化能力

教師是學校教學數字化改革的參與主體，教師數字化能力的提高有助于最大化發揮數字設施的應有作用，也是開展高質量教學的重要保障。學校可以為教師提供數字技能進修班課程、開展相關的技術技能講座，提高教師數字化意識和教學技能。另外，學校還可以讓教師參與到智慧教室的設計、網絡課程的開發等工作當中，讓教師充分了解學校數字化建設的過程，提高教師數字化應用效能。

（三）增強學生數字化綜合素質

高水平的數字化綜合素質，有利于學生適應數字化的學習方式，更好地開展個性化學習。在數字化時代成長的學生，雖然對數字技術有了一定的了解，但是大部分學生不能很好地將其應用到學習當中。因此，學校應該開展相關的課程或素質教育，讓學生對常用的數字技術有更為深入的了解和應用，讓學生更加適應數字化教學模式，并利用數字化技術提高創新能力和水平。

（四）加強數字化建設的交流與合作

數字技術快速更新與發展的特點，讓學校的數字化建設不能故步自封、閉門造車，而需要“走出去”，加強與周邊學校、企業的合作交流。學校應經常組織學生參加與數字化建設相關的交流活動，緊跟技術發展趨勢，學習數字技術在職業教育中的最新應用；同時，加強與先進數字企業的合作，邀請相關企業參與學校數字化建設，讓學校數字化建設更為合理。

四、結語

數字技術賦能職業教育能夠讓學校的發展更加適應時代的發展，更能培養符合時代需求的高質量職業人才。數字技術給職業教育教學的發展帶來巨大的挑戰和機遇，把數字技術應用于教學當中，將會促使教學目標、教學模式、教學內容、課程結構等發生重要的變化；在教學管理中應用數字技術，將會進一步優化教學評估與診斷、教學監控、以及教學決策。學校的數字化轉型建設是一項可持續化的戰略項目，需要學校緊跟數字技術的發展而不斷調整、創新。