數(shù)智化時代學(xué)科融合視域下職業(yè)教育課程改革探析

一、引言

人類社會進(jìn)入數(shù)智化時代，生產(chǎn)力和社會結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大的變化，知識的生產(chǎn)、傳播和應(yīng)用也顛覆了傳統(tǒng)模式，因此，我們的教育理念和實踐也需要與社會和技術(shù)同步迭代。學(xué)科融合被視為近年來新知識、新技術(shù)、新產(chǎn)品的發(fā)源，不同學(xué)科的互育融合是人們進(jìn)行創(chuàng)新的重要途徑之一。與此同時，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的迅猛發(fā)展，社會對復(fù)合型人才的需求呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，培養(yǎng)具備綜合素質(zhì)的人才迫在眉睫。傳統(tǒng)的分科式教學(xué)強(qiáng)調(diào)知識的內(nèi)在邏輯性和系統(tǒng)性，倡導(dǎo)學(xué)習(xí)的縱向性和深入性，這在很大程度上制約了學(xué)習(xí)者的整體認(rèn)知和綜合發(fā)展。進(jìn)入數(shù)智化時代，專業(yè)細(xì)分的格局被打破，學(xué)科融合的優(yōu)勢逐步凸顯，推動學(xué)科實質(zhì)交叉融合已成為當(dāng)前教育發(fā)展的明顯趨勢。

在此背景下，思考數(shù)智化時代學(xué)科融合視域下職業(yè)教育課程改革的研究方向具有重要意義，具體可依托數(shù)字化工具，實現(xiàn)數(shù)字技術(shù)與教學(xué)課堂的深度融合；依托校企合作，探索地校協(xié)同、三化互融的育人路徑；依托人才需求結(jié)構(gòu)變化，構(gòu)建跨學(xué)科四階教學(xué)流程，培養(yǎng)綜合性人才。

二、教學(xué)及實踐內(nèi)容的改革

黨的二十大報告提出加快發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實體經(jīng)濟(jì)深度融合。在此過程中，新知識、新技術(shù)、新工藝層出不窮，社會對交叉學(xué)科人才的需求不斷上升。

2019年2月，國務(wù)院發(fā)布《國家職業(yè)教育改革實施方案》，提出職業(yè)院校應(yīng)緊跟國家改革大潮持續(xù)不斷向社會輸送有專業(yè)知識的創(chuàng)新型人才，完善職業(yè)教育課程體系。傳感器技術(shù)應(yīng)用課程是自動化、電子技術(shù)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人等專業(yè)的重要核心課程之一，具有明顯的交叉學(xué)科性質(zhì)，涉及的理論知識點多且雜，實用性和應(yīng)用性強(qiáng)，傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)效果差，學(xué)習(xí)效率低，教學(xué)與實踐內(nèi)容改革勢在必行。

目前，我國職業(yè)教育進(jìn)入了新時代，也迎來了高質(zhì)量發(fā)展的春天，如何培養(yǎng)技術(shù)技能人才，促進(jìn)就業(yè)創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，推動中國制造和服務(wù)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展是每一個職業(yè)教育工作者的歷史使命，本文以傳感器技術(shù)應(yīng)用課程為例，從學(xué)科融合角度出發(fā)探討數(shù)智化時代教與學(xué)的有效解決方案。

三、數(shù)智化時代學(xué)科融合視域下課程改革的思路

（一）數(shù)字工具，實現(xiàn)數(shù)字技術(shù)與教學(xué)課堂的深度融合

在數(shù)智化時代，數(shù)字化技術(shù)與課堂教學(xué)融合已經(jīng)成為必然趨勢，教師運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)可以把難理解的知識和抽象的概念，以及枯燥的講解變得生動、有趣、可視化。

1.教學(xué)資源多元呈現(xiàn)

學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)是教學(xué)過程中的重要環(huán)節(jié)，以前的課堂主要依靠黑板、粉筆以及教師的語言呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容，數(shù)字化技術(shù)的介入讓學(xué)習(xí)內(nèi)容擁有了更多的表現(xiàn)形式，調(diào)動了學(xué)生多種感官，帶給學(xué)生更直觀的沉浸式體驗感。“初識溫度傳感器”一課通過VR技術(shù)，讓學(xué)生身臨其境進(jìn)入北京冬奧會的神奇小木屋，小木屋能夠通過傳感器準(zhǔn)確檢測到溫度的變化，進(jìn)而啟動機(jī)械裝置，控制小木屋三塊面板自動開合，VR技術(shù)的有效應(yīng)用激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。

2.課堂教學(xué)多方增效

（1）課堂互動性增強(qiáng)

課堂互動是課堂教學(xué)的重要組成部分，良好的互動有助于增強(qiáng)課堂的學(xué)習(xí)氛圍，提升教學(xué)效果。利用教學(xué)平臺進(jìn)行投票、問答、互動、測驗、調(diào)查等數(shù)字交互，形成人人參與、人人反饋的互學(xué)共生樣態(tài)。“光敏電阻——聲光控照明電路設(shè)計與制作”一課中，在職教云平臺發(fā)起小組PK，各小組進(jìn)行投票和問答等互動活動，點燃學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，調(diào)動課堂學(xué)習(xí)氛圍。

（2）課堂時效性提升

大數(shù)據(jù)和人工智能的一個重要功能是跟蹤并記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，獲取學(xué)生數(shù)據(jù)，生成學(xué)生的“數(shù)字畫像”，記錄學(xué)生的成長過程，從教師的經(jīng)驗評價轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)評價。針對數(shù)字畫像精準(zhǔn)判斷每個學(xué)生的學(xué)情，并進(jìn)行分層教學(xué)，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間、能力，選擇更適合自己的學(xué)習(xí)方式，這樣能讓不同層次的學(xué)生都獲得發(fā)展。“熱敏電阻——溫度報警器的設(shè)計與制作”一課中，結(jié)合不同學(xué)生的學(xué)情分析，分成三個進(jìn)階任務(wù)：任務(wù)一，用面包板搭建熱敏電阻聲光控電路；任務(wù)二，用萬能板安裝、焊接和調(diào)試熱敏電阻聲光控電路；任務(wù)三，用單片機(jī)實現(xiàn)熱敏電阻溫度報警功能，學(xué)生可以自由選擇其中一項完成任務(wù)，個性化教學(xué)在數(shù)智化時代成為可能。

3.教學(xué)評價多維構(gòu)建

在“光電傳感器”項目中，圍繞項目交付，過程評價和結(jié)果評價相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)數(shù)字冰山定級評價系統(tǒng)，實現(xiàn)增值評價，完善綜合評價。冰山以上，以成果為導(dǎo)向，簡化考核維度，強(qiáng)化學(xué)生企業(yè)人角色，以項目交付方式整體考核顯性知識技能，依托項目交付驗收表對時間與質(zhì)量雙維度嚴(yán)格考評定級，冰山系統(tǒng)進(jìn)行可視化數(shù)據(jù)監(jiān)管，養(yǎng)成學(xué)生對項目負(fù)責(zé)的態(tài)度；冰山以下，以成長為根本，學(xué)生數(shù)字畫像系統(tǒng)追溯學(xué)生情緒與行為，從知識內(nèi)化、技能運(yùn)用、崗位素質(zhì)三維角度分析影響定級結(jié)果的隱性問題，輔助學(xué)生探因提技。

（二）校企合作，探索“地校協(xié)同三化互融”人才培養(yǎng)模式

傳感器技術(shù)更新快、迭代也快，新業(yè)態(tài)、新模式氣象萬千，因此，我們在人才培養(yǎng)上需要與企業(yè)開展深度合作。一方面，在課程建設(shè)中，以“行業(yè)企業(yè)指導(dǎo)教學(xué)、共建標(biāo)準(zhǔn)”為原則，以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為目標(biāo)，由企業(yè)和學(xué)校共同做好課程建設(shè)，深化課程改革。另一方面，在教學(xué)實踐中，始終堅持教師和企業(yè)導(dǎo)師“雙協(xié)同”培養(yǎng)模式，如以“企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)課堂”為常規(guī)，或依托企業(yè)真實工作項目，整合教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在各項各類企業(yè)實踐活動中提前了解行業(yè)動態(tài)，對接崗位技能，樹立專業(yè)自信。

近年來，我校在校企共育人才方面取得了一定的成效。學(xué)校在地化依托合作企業(yè)廠中校特色辦學(xué)，滿足學(xué)生實訓(xùn)對標(biāo)崗位需求，校企合作共創(chuàng)項目化教學(xué)，專業(yè)群聯(lián)合實踐工學(xué)交替，標(biāo)準(zhǔn)化對應(yīng)國家、行業(yè)、新職教法標(biāo)準(zhǔn)，解決學(xué)習(xí)技能與先進(jìn)行業(yè)技能難達(dá)成問題，校企共上“工程課堂”、共建“數(shù)智資源”、共構(gòu)“冰山評價”、共育“制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)員”，校企聯(lián)動驅(qū)動制造產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)。

（三）學(xué)科融合，重塑育人模式助力培養(yǎng)綜合性人才

1.構(gòu)建“學(xué)科+”課程新形態(tài)

“學(xué)科+”學(xué)習(xí)活動即以學(xué)科為基礎(chǔ)，依托人才需求結(jié)構(gòu)變化，以“中心學(xué)科任務(wù)+跨學(xué)科任務(wù)”為路徑，促使學(xué)生在知識習(xí)得的過程中，破除學(xué)科邊界，達(dá)到融會貫通。

具體以《傳感器技術(shù)應(yīng)用》教材中的項目二“溫度傳感器的設(shè)計與制作”為例，說明在構(gòu)建“學(xué)科+”課程新形態(tài)實踐過程中，中心學(xué)科任務(wù)和跨學(xué)科任務(wù)的主要內(nèi)容（表1）。

2.探索“主題引領(lǐng)式”項目實踐

在“主題引領(lǐng)式”課程實施中，采用項目教學(xué)模式，聚焦真實情境，解決真實問題。擴(kuò)大學(xué)習(xí)場域，把課堂從教室搬至企業(yè)，讓課程貼近生活、走向社會。“主題引領(lǐng)式”融合多學(xué)科的知識，有效拓展和延伸課堂，將主題與實際生活有機(jī)結(jié)合，有助于學(xué)生獲得對世界的整體性認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生對復(fù)雜問題的解決能力、綜合能力和整體人格的健全發(fā)展。“初識光電傳感器”一課中，以打造“綠色低碳生產(chǎn)車間”為主題，帶領(lǐng)學(xué)生實地調(diào)研企業(yè)生產(chǎn)車間在節(jié)能減排方面存在的問題：一是照明方式不環(huán)保；二是發(fā)電方式傳統(tǒng)；三是工人環(huán)保理念不強(qiáng)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生提出解決方案。針對照明方式不環(huán)保的問題，可以采用光控照明電路；針對發(fā)電方式傳統(tǒng)的問題，可以采用太陽能發(fā)電；針對工人環(huán)保理念不強(qiáng)的問題，可以張貼節(jié)能減排宣傳標(biāo)語等等。由此，把環(huán)保、自動化流水線、照明電路、新能源等方面的知識有機(jī)融合在一起，通過一個主題拓展到學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活與以后的工作，形成內(nèi)容整合、邏輯聯(lián)合的主題活動網(wǎng)絡(luò)，助力學(xué)生提升跨學(xué)科能力。

四、學(xué)科融合視域下項目教學(xué)模式的構(gòu)建

目前，學(xué)科融合課程在實施層面還沒有一個可借鑒的操作性強(qiáng)的構(gòu)建模式。項目教學(xué)模式將不同學(xué)科知識融入生活并有機(jī)地聯(lián)系起來綜合解決真實問題，學(xué)生可以通過各種知識要素在項目中的作用和構(gòu)成，理解和運(yùn)用多學(xué)科知識之間錯綜復(fù)雜的關(guān)系，在項目實踐中獲得對知識關(guān)系的理解和融通。在數(shù)智化時代，項目式教學(xué)是促進(jìn)學(xué)科融合的利器。本文基于學(xué)科融合的項目教學(xué)模式對傳感器技術(shù)應(yīng)用的課程設(shè)計、教學(xué)實踐和評價方式三個方面進(jìn)行改革。下面以“光電傳感器”項目為例，對以上三個方面的改革進(jìn)行詳細(xì)闡述。

（一）研究教學(xué)內(nèi)容，以項目為導(dǎo)向進(jìn)行多學(xué)科融合的課程設(shè)計

企業(yè)是職業(yè)教育的主體，職業(yè)教育只有貼近需求、貼近企業(yè)才能有發(fā)展空間。了解企業(yè)用人需求，了解企業(yè)對學(xué)生在傳感器崗位工作的任務(wù)要求，以項目為導(dǎo)向重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、修訂課程標(biāo)準(zhǔn)，開展傳感器技術(shù)應(yīng)用課程的整體設(shè)計，具體內(nèi)容包括以下幾個方面。

1.確定項目主題

項目主題既要注重現(xiàn)實情境下真實問題的研究與解決，又要考慮能與多學(xué)科核心概念產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，發(fā)動師生共同參與項目主題的設(shè)計，提高學(xué)生參與的積極性。例如在光電傳感器項目教學(xué)中，我們結(jié)合2024年1月國家工信部發(fā)布的關(guān)于創(chuàng)建綠色工廠的政策，確定打造綠色低碳生產(chǎn)車間這一項目主題。

2.提煉核心概念

項目主題確定后，劃分項目中心學(xué)科和跨學(xué)科任務(wù)的任務(wù)序列，分析項目所需要的各學(xué)科知識和能力，提煉與之相關(guān)的各學(xué)科核心概念、學(xué)科間大概念，以及學(xué)生發(fā)展的關(guān)鍵能力（表2）。學(xué)科融合并不是將多個學(xué)科簡單地拼湊在一起，而是將不同學(xué)科的思想和方法進(jìn)行融合，共同解決問題或制造產(chǎn)品。在教學(xué)設(shè)計中，要以中心學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容為主題，并運(yùn)用跨學(xué)科知識和教學(xué)素材進(jìn)行加工與潤色。

3.設(shè)計驅(qū)動問題

在學(xué)科核心概念及學(xué)科間大概念基礎(chǔ)上，提出系列驅(qū)動問題，以問題驅(qū)動深度思考，從而將各學(xué)科知識融入教學(xué)中。在“光敏電阻”一課中，設(shè)計三個驅(qū)動問題，三個問題層層遞進(jìn)，引發(fā)學(xué)生思考討論，導(dǎo)引學(xué)生探究遷移：①光敏電阻屬于什么類型的傳感器？有什么特點？②如何區(qū)分光敏電阻和普通電阻，兩者特性上有什么區(qū)別？③光敏電阻在日常生活中有哪些應(yīng)用？

（二）開展多學(xué)科融合的項目教學(xué)實踐

學(xué)科融合教學(xué)模式的設(shè)計階段是以教師為核心，到了實踐落地階段，就要轉(zhuǎn)變角色，以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生基于真實問題解決的學(xué)習(xí)理念，構(gòu)建學(xué)科融合“四階”實施流程（圖1）。

1.創(chuàng)意形成階段

校企合作共創(chuàng)項目化教學(xué)，設(shè)定項目主題，中心學(xué)科任務(wù)，跨學(xué)科任務(wù)，學(xué)生圍繞項目主題，結(jié)合校企雙站資源，收集靈感，形成創(chuàng)意，尋求解決真實問題的方法。在光電傳感器項目中，我們以“打造綠色低碳生產(chǎn)車間”為主題，帶領(lǐng)學(xué)生分小組走訪合作企業(yè)的生產(chǎn)車間，發(fā)現(xiàn)其在節(jié)能減排方面存在的問題。譬如有一個小組發(fā)現(xiàn)合作企業(yè)生產(chǎn)車間的樓梯燈是傳統(tǒng)開關(guān)控制，白天也出現(xiàn)亮燈的現(xiàn)象，這時學(xué)生把問題記錄下來，為后續(xù)項目計劃階段做鋪墊。

2.項目計劃階段

整個項目式學(xué)習(xí)的過程可以由小組進(jìn)行討論，分割成若干個小的任務(wù)，制訂詳細(xì)的項目計劃方案、需要的學(xué)習(xí)資源清單等，教師根據(jù)小組間的計劃方案給出精確的指導(dǎo)，引導(dǎo)各個小組有條不紊地開展項目式學(xué)習(xí)。在這一階段，小組成員組成學(xué)習(xí)共同體，討論解決問題，針對剛才提到的合作企業(yè)生產(chǎn)車間樓梯燈是傳統(tǒng)開關(guān)控制，白天也出現(xiàn)亮燈的現(xiàn)象，提出改用光控照明電路的設(shè)想，并制定改進(jìn)計劃，形成方案。

3.項目實施階段

依據(jù)項目計劃，各小組開始進(jìn)入核心階段——項目實施。利用數(shù)字化技術(shù)和各種先進(jìn)的教法學(xué)法，小組合作，以學(xué)生為中心完成項目任務(wù)。教師引導(dǎo)學(xué)生利用VR技術(shù)體驗綠色低碳生產(chǎn)車間的真實工作環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，并提供綠色低碳生產(chǎn)車間的范例，引導(dǎo)學(xué)生打造屬于自己的綠色低碳生產(chǎn)車間。教師在這一階段主要是搭建舞臺，讓學(xué)生站在舞臺中央，發(fā)光發(fā)亮。

4.成果展示階段

項目任務(wù)不同，最終交付的項目成果也不同，可以是實物產(chǎn)品、講解視頻、調(diào)研報告、PPT匯報等。在光電傳感器項目中，我們最終的交付成果是綠色低碳生產(chǎn)車間模型，有些小組用的是亞克力板、有些小組用的是塑料盒子、有些小組用的是紙盒子，形式不同，功能各異，但是每一件作品都是學(xué)生智慧的結(jié)晶。

（三）改革課程評價標(biāo)準(zhǔn)

課堂評價是學(xué)科融合教與學(xué)的難點。在評價范圍上，以學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程為路徑，覆蓋云課堂、學(xué)校課堂和企業(yè)課堂三端課堂，依托數(shù)字化手段拓寬評價的寬度和廣度。在評價指向上，將課程標(biāo)準(zhǔn)中各學(xué)科的核心素養(yǎng)與能力融合設(shè)計，包括參與程度、溝通合作探究態(tài)度、成果展示等。在評價主體上，以任課教師為主體，協(xié)同企業(yè)導(dǎo)師、科任教師、學(xué)生等，實現(xiàn)全員、全程、全方位育人評價。

五、結(jié)語

數(shù)智化時代給職業(yè)教育提供了創(chuàng)新調(diào)整的機(jī)遇，課程教學(xué)改革是大勢所趨。學(xué)科融合打破原有的學(xué)科壁壘，以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心任務(wù)，以應(yīng)對未來社會對創(chuàng)造性人才的需求，學(xué)科融合視域下的項目教學(xué)模式為數(shù)智化時代職業(yè)教育的課程改革提供了新范式。

[課題來源：2023年度中小學(xué)教師教育教研能力提升計劃項目，主持人：李麗。]

責(zé)任編輯 陳春陽