2023年7月,教育部发布了2022年国家级教学成果奖获奖项目名单,职业教育有572项教学成果获得国家级教学成果奖,其中以职业教育数字化建设与应用为主体或重要内容的有68项,这些典型案例整体上反映了全国职业院校教育教学数字化进程与方向,其中大部分成果围绕大数据、人工智能等新一代信息技术的应用,从不同侧面揭示了职业教育领域正在发生的深度变革。
(一)大数据支持精准教与学
随着大数据技术的兴起与广泛应用,教学大数据在职业教育领域的应用价值已逐步被推向全新的高度,并为精准教学提供了契机。借助大数据智能教育系统,实现教学数据的实时采集、存储、挖掘和分析,使得教学决策变得更为精准客观;通过职业技能与素养成长过程中的行为数据分析,能够精准识别每一位学习者个性化的学习需求和特征,从而帮助实现差异化教学的目标。
1.基于数据画像,支撑个性化教学
针对传统规模化、标准化、粗放型教学的局限性,部分院校从教学大数据中实时精准绘制个体数据画像,推送个性化学习路径和教育资源,开展针对性指导和帮助,促进大规模、统一化的教学向个性化、人性化的精准教学转变。比如,河南职业技术学院依据校本学生大数据和天基人才网职业大数据,建构学生成长和职业岗位两大数据仓库,形成专业群对接产业发展的“行业—专业—职位—技能”数据字典,研发包含“职业倾向测评、成长画像学习导航、智慧化精准就业”三个子系统的“人职匹配大数据分析平台”。同时,实施“一生一规划”,指导制定职业生涯规划,推荐个性化“专业+X”发展方向,制定学习计划。安徽省特殊教育中专学校为657名聋生定制个性化学习资源和学习活动,课内课外教师精准施教,一人一案帮助每位聋生获得个性化发展。
2.基于动态监测,辅助精准教与学
针对传统教学中教师凭借经验进行干预的滞后性问题,一批院校通过实时获取学习者的学习轨迹,分析学习行为数据中潜在的规律,对未来学习状况进行预判,辅助教师提前实施针对性的干预 。比如,常州信息职业技术学院整体架构数字化教学资源体系,实时跟踪学习过程、智能评价学习效果、及时预警学习状态,实现学生泛在学习、个性成长。陕西铁路工程职业技术学院构建了“智能分析、在线诊断”的职业素养监测预警新机制,设立职业素养质量控制点,通过职业素养云服务平台实施全过程监测、大数据分析,实现问题预警和质量评价,有效帮助学生进行自我诊断和改进。
3.基于数据模型,促进资源自生长
针对传统教学中教学资源相对固化、使用僵化等问题,部分地区基于教学大数据构建资源应用评估模型,实时掌握数字资源的访问情况、对学习效果的影响情况、个体访问资源的偏好和反馈情况,促进教学资源的持续优化和迭代升级,构建资源动态成长的生态。比如,深圳职业技术大学利用大数据对创新创业教学资源库的建设和应用情况进行系统分析,邀请第三方专家开展阶段性评审并及时反馈,实现资源库建设和应用的快速迭代;通过对课程画像、教师画像和学生画像开展数据监测,线上用户使用数据快速反馈给建设者,不断优化资源建设方案,促进资源开发与应用的持续丰富和个性化,实现资源应用过程成为资源适应性自成长的过程。
(二)智慧环境重塑课堂新形态
近年来,院校教学环境借助物联网、人工智能、大数据等技术,将传感器、设备、网络等智能化的元素相互连接和协作,实现了对环境中各种信息的感知、收集和分析,以提供智能化的服务和管理,有效地解决了课堂教学吸引力不强、教学内容脱离实际生产、学习形式单一等传统问题,为职业院校的课堂教学增添了专业底色、为学生学习注入了新的活力。
1.智慧化环境改造,增强学生学习体验
多所院校针对传统课堂学习形式单一、专业学习体验感不强导致学习兴趣不强的问题,协同政行企多元主体,将海量化、分散化的数字教学资源有效收集起来,实现个性空间与共同体空间并存,满足受教育者的学习方式个性化和泛在化的学习诉求。比如,湖南汽车工程职业学院与华为等知名企业合作共建智慧教室、智慧车间等智慧教学场景,创设了场景式智课堂、社区式智课堂和预约式智课堂,满足了学生自主、交互学习的需求。上海商业会计学校以“一带一路”新商科创新赋能营为载体,开发集“教学+展销+大赛+双创”于一体的跨境电商运营云平台,学校和跨境电商行业协会共建育训“云平台”,营造多元文化交融的跨国商务场景。
2.多元化资源共享,助力学生深度学习
一批院校突破传统文本形态资源的局限性,与外部多方力量联合建设专业资源库、在线课程、新形态教材、VR/AR虚拟实训项目等优质资源,促进各参与主体之间的优势互补,实现教育教学资源建设效益最大化,促进学生的自主学习和深度学习。比如,天津市职业大学建设“云上学城”和学校虚拟仿真公共实训中心,助力个性化定制、智能化推送、精准化供给智慧化课堂,综合化的资源与情境为学生深度学习提供良好的支撑。大连东软信息学院由院校教师和东软企业工程师组建团队设立数字工场,联合开发校企“双元”教材、精品在线开放课程和项目实训案例库等教学资源,多元化资源的综合应用,有效增强学生学习的策略性、主动性、专注度和内驱力。
3.综合化服务融合,推动教学管一体化
部分院校针对大规模数字资源开发建设标准、应用创新路径和评价缺失,以及多领域资源整合应用不均衡、不充分等问题,创新共建共享机制,推进资源服务的融合。比如,重庆建筑工程职业学院实施智能+“教学做管”融合创新,利用移动互联应用技术精准推送学习信息,打破时间和空间限制,实现受训者时时、处处皆可自主学习、考核和评价。宁夏职业技术学院牵头组建区域联盟,开发了“教、学、管、服”一体化区域学分银行数字化平台,形成了“个性推送→学习空间→学分转换→精准就业”的多维资源应用模式,数字化赋能覆盖到整个教学质量保障与服务体系,实现了教、学与管理的一体化。
(三)在线学习空间丰富混合式教学内涵
在线学习空间具有承载海量资源、突破时空限制、提高教学效率、实现教育公平等特点,随着在线学习空间的持续优化,混合式教学的内涵和模式也不断深化。在职业教育领域,随着产、教、研协同的持续深入和智慧型在线学习空间建设的加快,已经局部实现了对传统课堂学习方式的革新,为改善教育质量、实现教育公平提供了新的思路。
1.多形态互融:丰富混合式学习方式
部分院校通过推动在线空间与线下多场景教学的融合,构建了联通、跨界、开放、交互、合作的学习环境,丰富了个性化、多样化、交互式的混合式学习方式。比如,西安铁路职业技术学院依托省级智慧校园示范校与超融合虚拟化系统,利用高铁调度指挥、铁路行车虚拟仿真等实训系统进行全景仿真教学,利用数字化教学资源开展以线上线下结合为主的常态化、多模式混合教学,实现站段现场模拟课堂全程融入课堂教学,契合高铁智慧运营工作过程,提升教学实效。黄河水利职业技术学院依托MOOC+SPOC平台,以学者为中心,从教学方法、互动方式、内容重构、评价改革等七个维度,拓展混合式学习方式。
2.多空间互通:支持普适性泛在学习
部分成果借助标准构建和创新工具,打通了各在线学习空间与平台,促进学生学习的灵活性与开放性,为每个学习者提供时时能学、处处可学的个性化学习空间。比如,哈尔滨职业技术学院牵头联合50所职业院校和60家企业,应用VR/AR等新技术,开发智能化课程、智慧课堂软件,建立智能焊接实训平台和虚拟仿真实训基地,这些软件、平台、基地和在线课程学习资源通过学习数据跟踪实现学习空间共享和数据互通,为常态化泛在学习提供良好支持。
3.多平台互动:实现跨时空协同学习
多所院校尝试发挥在线学习空间的交互方便、灵活性高、广泛高效等特点,推进多个学习空间与平台的互动,为学习者及助学者群体,围绕共同的主题, 通过参与、活动、会话、协作、反思、问题解决等形式实现跨时空协同学习,从而形成为共同完成一定的学习任务而建立的突破时空限制的学习共同体。天津电子信息职业技术学院针对校企协同育人难度大、优质教学资源分布不均衡等问题,搭建线上线下融合的“1+8+N”全场景学习平台;以1个智慧决策大脑,统筹8类校内学习场景与N个企业实践场景,突破时空界限,发挥在线学习空间的联通性、开放性、灵活性特点;突破虚实界限,跨时空连接,线上线下深度融合,由“校企导师”“AI导师”人机协同指导,学生校内校外跨时空协同学习。
(四)智慧信息系统创新教学管理范式
智慧信息系统是利用大数据、人工智能等技术,将信息系统中复杂处理的部分替换为机器智能处理,对教学活动进行规划统筹、组织实施、质量监控和管理协调。近几年来,职业教育智慧信息系统已覆盖教学计划、教学资源、教学活动、教学质监、教学行政服务等诸多方面,通过发挥网络互联、信息互通、数据互享等技术优势,促进以基于经验的传统管理模式向基于数据分析的科学管理模式转变。
1.数据挖掘,促进教学管理模式创新
在现代教育管理理念指导下,一些职业院校持续调整教学管理体系结构,特别是针对传统教学管理中各自为政、效率低下等问题,挖掘智慧平台系统优势,有效打通职业教育教学过程全要素和教学管理全流程。比如,陕西工业职业技术学院等单位建设了包括教育教学管理平台等六大信息化模块,依托数据中心,实现“学校—专业—课程—教师—学生”多层面实时数据的汇聚共享和分析决策,创新质量诊断与改进的闭环管理模式,通过信息互通和数据共享,形成了统一融合、常态闭环的现代管理模式。
2.智能化服务,优化教学管理流程
部分成果针对传统教学服务较为固化、缺乏人性等局限性,利用师生行为大数据分析用户行为和需求,实现教学服务的精准推送,通过智慧平台门户展现个性化服务,有效促进“用户找服务”到“服务找用户”的转变。比如,安徽工商职业学院等院校研制学校数据标准,打通所有业务系统,优化服务流程,将数字技术、数字思维应用于教学管理服务全过程,支撑科学化决策、精准化管理、便捷化服务。常州信息职业技术学院等院校坚持以生为本、需求导向,开发网上预科、网络教学、体育锻炼、毕业跟踪等模块,建设网上预科、网络教学、在线服务、毕业生跟踪等平台,构建从入学前到毕业后的综合服务体系。
3.综合管理,增进多元主体协同
部分院校依托智能管理平台,实现政府、职业院校、行业企业以及其他社会组织等多方主体摆脱时空束缚,开展无界化管理与协作,对解决职业教育复合型人才培养难题、破解职业教育供给侧改革困境具有重要的现实意义。比如,南京卫生学校通过“政行校院”协同共建全岗位综合实践平台,融合虚拟场景与真实场所、仿真模型与模拟病人、教学项目与真实案例、线上平台与线下资源,形成医院、社区、家庭、养老机构全岗位实践育人情境。大连东软信息学院等院校通过“政校行企”协同集成优质资源,建成了集实训教学、社会培训和技术服务于一体的数字工场,并将前沿技术、真实工作场景和丰富企业案例进行教学化改造,构建能力导向、五级项目牵引、内容动态更新的实践教学体系,创新多元协同数字化人才培养模式。
(五)虚拟现实技术赋能专业实训教学
虚拟现实技术(Virtual Reality,简称“VR”)通过模拟视觉、听觉、触觉等感官,使用户能够身临其境地感受和参与虚拟环境中的场景和活动。近年来,职业院校洞察传统实训教学痛点,探索虚拟现实技术在专业实训教学中的应用,运用虚拟仿真技术和资源创设教学场景,为学生提供多样化情境模拟、沉浸式学习体验、实时性反馈指导,解决了传统专业实训教学的难题。
1.仿真情境,支持沉浸学习
多个院校针对专业实训“难走进、看不清、摸不着”的教学现状,在专业教学中通过使用高度交互性、多感官的参与技术,将学习者沉浸于一个仿真的、身临其境的学习环境中,使学习变得更加有趣和吸引人,学习内容更易于被理解和记忆,学生的学习兴趣和投入有所提高。比如,郑州铁路职业技术学院通过模拟高铁运行场景,搭建了智慧训练中心,提供了沉浸学习的“郑铁方案”。无锡机电高等职业技术学校利用工业物联网技术建成具有多方协同、共建共用、智慧共享功能的数控实训网络平台,在真实的数控机床操作面板上,融入虚拟仿真、人工智能等技术,开发高度兼容的数控仿真实训平台,让学生沉浸式体验职业岗位工作过程。
2.数字孪生,优化实训过程
部分院校为解决现实环境的特殊性、复杂性和系统性问题,努力通过数字孪生来构建替代环境,促进学生获得解决复杂问题的能力。比如,江苏海事职业技术学院建设的航海仿真训练中心和智能船舶机电虚拟仿真中心,采用数字孪生技术,建成与实体机舱对应的大型船舶操纵模拟器三维虚拟仿真机舱,为学生提供了实现虚实交互、信息映射、互联互通的职业场景复合环境,解决了传统实训无法解决的系统化、场景化和适时化问题。九江职业技术学院建设国家级船舶虚拟仿真实训基地,构建“数字孪生”教学场域,实施“全面感知、师生互动、智能预测”虚实结合教学,确保教学过程对接符合现场工作过程。
3.岗位模拟,强化职业素养发展
一些院校与企业深度合作,借助虚拟现实技术模拟职业岗位工作场景与过程,让学生在模拟情境中进行实际操作和体验,熟悉和掌握相关专业技能和职业素养,而不必承担真实岗位中的意外和风险。比如,哈尔滨职业技术学院等院校协同国内外领先行业企业,建立智能焊接实训平台和虚拟仿真实训基地,帮助学生在仿真情境中增强职业体验,促进焊接专业人才培养要素全面提升。黄河水利职业技术学院融合ARCS理念,与企业共同研发了“设备虚拟化、场景定制化、流程可量化、考评可视化、学习预警化”的虚拟仿真项目和环境,引导学生在模拟的岗位任务与虚拟情境中,体验职业能力需求,发展职业综合素养。
(六)人工智能助推教学评价改革
传统教学评价因内容静态、形式单一,难以实现对学生发展的多要素、全过程的测评,无法胜任评价改革作为教育教学的“起点”与“终点”的功能。近年来,人工智能以其对高维、海量教育数据的处理能力,为职业教育教学评价改革提供了全新的解决方案。
1.基于交互测评,优化反馈机制
部分院校针对职业特质、学业素养等关键维度评价困难问题,开展基于真实情境的复杂能力测评,利用人工智能技术,全方位采集与处理分析职业教育情境中学生的各项学习行为和结果数据,并精准识别和反馈学习状态、个人素养、偏好和兴趣等。比如,陕西铁路工程职业技术学院开发了智慧监测和评价系统。学院制定评价标准,从学生入校到毕业实施全过程素养监控,对学生素养成长情况进行即时记录、实时诊断、及时预警,个性化、全流程、数据化呈现学生职业素养的成长轨迹和质量,通过系统对学生职业素养发展交互测评、即时记录、实时诊断、及时预警,通过优化系统性反馈机制,实现了教学质量的持续改进。
2.基于系统模型,推进学评一体
个别院校基于人工智能构建系统模型,强化过程性测量,获取学生在学习或测验活动中的过程性表现进而分析出学生的潜在特质水平或心智活动过程,从而科学、专业、客观地将学习与评价过程整合。比如,郑州铁路职业技术学院从3个层次、7个维度和22个指标构建融入职业特质影响因素的综合模型,通过采集学生训练前、训练中、训练后的相关参数计算职业特质数值,在促进学生素养发展的同时,准确评价学生的职业特质水平。日照职业技术学院等院校通过建设大数据平台和建立评价模型,开展数据分析,帮助教师明定位、找短板、促改进实现教、学、评、改一体化运行。
3.基于智能跟踪,完善质量监测
部分地区探索对学生行为序列进行建模分析,以跟踪学生对学习知识与能力的达成状态从而完善质量监测,并在此基础上生成自适应教学系统。比如,天津电子信息职业技术学院搭建“全场景学习平台”,采集学生学习和实践数据,建立长周期、多维度数据,应用数据对课程学习和企业实践效果进行过程性和结果性评价,对数字素养和专业能力进行增值性评价,建立了质量监测与反馈机制。江苏省教育科学研究院立足教学质量保障指标体系中的273个核心指标,为区域和学校层面的质量保障提供坐标参照系,强化学生差异化和个性化发展,开展面向区域、基于平台的学业水平考试和教学质量监测。
(七)数字生态建设促进产教深度融合
数字生态(Digital Ecosystem)是由数字技术、数字平台、数字产品和服务等组成的一个互联网生态系统,也是由各种数字化元素(如,软件、硬件、数据、用户等)相互连接和相互影响形成的复杂网络结构。职业院校通过数字生态建设,多方开放合作、互联同频,共同促进人才培养适应产业升级和转型,服务数字经济的发展,促成产业与教育在各个层级上实现深度融合。
1.平台系统化,促进产教主体协同育人
多个院校与政府、行业企业合作建设一体化育训平台,实现“教学、生产、竞赛、研发、培育、创新、劳动”等平台系统功能的集成。比如,上海商业会计学校与行业协会共建一体化跨境电商育训“云平台”,还原了跨境电商运营的工作场景,营造多元文化交融的跨国商务场景,解决了中、外学生育训空间和地域受限的问题。深圳职业技术学院等共同建成全国最大规模和最具吸引力的线上双创教学平台,立足大湾区,向全国院校、行业企业、社会学习者、创业者开放,在边建边用中保持课程内容不断生长的活性,各方资源因聚而生,因用而长,各方合作双向赋能、协同育人。
2.创新趋同化,支撑产业与教育共同演进
产业数字化与教育数字化,在技术应用、核心价值等领域,越来越表现出创新方面的趋同化特征,直接表现为产业数字化与教育教学数字化的相互融入、相互支撑,在共同演进中获得共同发展。比如,北京工业职业技术学院等注重数字化实践技能培养,构建“基础筑基+单项锤炼+综合提升”三级实践教学体系,针对技术迭代,服务技能升级,建成智能产线、机器人、智慧物流、数字化设计与制造、智慧能效等虚实结合实训基地,既服务于学生实训教学也服务于企业员工培训。江西外语外贸职业学院建构“多维度、全过程、沉浸式”专创融合育人场景,依托虚拟仿真实训平台、农产品体验中心、电商谷,创设从虚拟到真实的场景,孵化农产品创业项目、开展模拟现实创业,实现校企创新创业的双向赋能、共同演进。
3.迭代升级常态化,服务区域数字化发展
迭代升级是数字生态发展的重要特征。各职业院校通过持续不断的数字化迭代升级,为区域数字化发展提供了源源不断的人才与技术服务。广州番禺职业技术学院基于大湾区金融行业数字化、智能化、场景化的业态变迁,建成了三大“校园智慧金融实体”,培养学生智能化全链条新媒体营销能力、数字化数据价值挖掘与金融决策能力,同时直接面向国内外金融市场开展教育培训业务。福州职业技术学院通过长期努力,建成了为企业参与人才培养和专业群数字化转型提供支撑的“两中心一基地”,在服务产业数字化的技术改进和产品升级过程中,缓解了“产业数字化”人才培养不充分的问题。
总体而言,在过去的10多年间,全国职业院校教学数字化取得了长足的发展,在推进教育教学自身变革的同时,也为深化产教融合、区域数字化发展方面做出了显著贡献,已取得的成绩与经验,也必将为未来的教育教学改革创新提供支撑与动力。