智慧學習環境下職業教育人才培養模式的創新和實踐

陳杰

摘 ? 要：近年來，學習環境電子化、智能化在教育領域得到了長足的進步。教與學的關系由原本的內容灌輸逐漸轉換成為教提供方向，為學進行實踐的新型關系。電子化提供了學習效率的提升，智能化則提供了教學質量把控的效率提升。隨著人工智能與大數據處理技術的進一步發展，教與學有了更多的工具，真正的個性化教學正在變得可能。本文探討了新背景下的人才培養新型模式，提出了若干可行性建議，將可為改革職業教育的人才培養模式和實踐提供具體有效的指導。

關鍵詞：智慧學習環境 ?職業教育 ?人才培養模式 ?信息化教育 ?實踐創新

中圖分類號：G717 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0209-05

1 ?智慧學習環境的發展歷程

1.1 多媒體課件與教學傳播

20世紀隨著計算機輔助教學（Computed Assisted Instruction _CAI）技術的應用推廣，多媒體設備和多媒體課件出現在學校的教學過程中，教師根據教學內容，結合學科特點，充分運用多媒體技術的優勢制作出一套適合教與學的含有大量可見、可聽多媒體信息的輔助教學系統。通過含有豐富文本、圖片、聲音、視頻和動畫等多媒體課件，可以將一些粉筆板書、口頭描述難以表達清楚的教學內容，生動形象地展示給學生。將抽象化直觀、靜態化動態，化繁為簡，化難為易。學生通過視覺、聽覺等多方面參與，更好地理解和掌握教學內容。同時，多媒體課件制作、存儲和傳輸均較為便捷，它的到來改變了傳統教學課堂上教師信息量不夠，效率低下，教育與現代科學技術脫節，理論與實踐脫離，課堂與實驗室脫離，同時為教師和學生都預留足夠大量的時間用于知識分析和討論。多媒體課件的存在還大大擴展了學生信息獲取的渠道，解決傳統課堂學生忙于記筆記卻難免漏記，課下復習資料攜帶困難等問題。

1.2 互聯網與教學傳播

互聯網技術被稱作“第四媒體”，實現了人類傳播史上的又一次革命?；ヂ摼W因其多媒體、超文本和互動性等特點，在教育的各個環節表現出了明顯的優勢?；ヂ摼W作為一種新型的綜合性的多媒體，它信息容量特別大，時效性長，易于保存，傳播速度快，覆蓋面廣，刺激多種感官，具有聲音和動態畫面等特點，突破了紙質書本、廣播和電視等傳統媒體的局限性。網絡教育的誕生大大提高了教學活動的自由度，基于互聯網的遠程教育，線上教育應運而生。互聯網技術拉近了人與人之間的距離，它的傳播方式給了學習者極為主動的選擇信息和自由交流的機會和權利。它突破了以往傳播一對一或一對多的局限，極大地豐富了教學資源。網絡教育徹底打破了時、空的限制，學習時間上，學生可以根據自己的實際情況，靈活選擇合適的時間從網上學習。學習地點上，只要有電腦和網絡，全球任何地方都是學習場所，學生無論在哪里都可以學到自己想學的知識。在網絡面前人人平等，無論是什么樣的身份、年齡、職業都可以利用互聯網平臺學習。

1.3 人工智能環境的發展與成熟

人工智能概念從20世紀60年代初提出后，一直處于穩定而緩慢的發展階段。20世紀90年代出現了互聯網技術，信息的流動與收集開始為人工智能技術發展注入活力。其中，1997年國際商業機器公司（簡稱IBM）深藍超級計算機戰勝了國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫是當時人工智能發展的一個里程碑。到2011年左右，計算資源，尤其是圖形處理器（簡稱GPU）為代表的蓬勃發展，讓深度學習（亦稱神經網絡）技術開始變得可能。同時，互聯網、傳感器、社交網絡等的出現，以手機為代表的各種數字化終端的普及，使得大數據的收集變得日?；?、多元化，迎來了數據的爆炸式增長，據IDC發布《數據時代2025》的報告顯示，目前世界上90%以上的數據是最近幾年才產生的。深度學習模型如同人的大腦，通過大量的數據進行訓練，讓計算機“學習”到數據間的內在邏輯，從而實現判斷、推理、生成等的不同任務。

2 ?新時代智慧學習環境的技術基礎

2.1 設備環境

（1）智慧課堂。

所謂智慧課堂，除了將課件、資料電子化外，最重要的是讓教這一過程變得更加“智能化”，更加符合不同班級、甚至不同學生的學習能力和狀態。智慧課堂打破了物理課堂的界限，讓課堂邊界不斷延伸，逐漸形成學習重心前移的趨勢，形成課前學習、課間講解重難點、課后鞏固檢查成果的流程。

（2）移動智能設備。

近十余年來，智能手機的發展速度可謂“驚人”。2007年，蘋果公司發布第一代iPhone，智能手機開始真正走向市場，“觸屏”和“手機應用”兩種設計語言開始引領智能手機的潮流;2008年，谷歌發布第一版安卓系統;2011年，小米手機的開售拉開了中國智能手機高速發展的序幕。經過7、8年的發展，國產智能手機廠商異軍突起，以低價優質的各系列產品迅速占領我國市場，甚至很多走出國門，走向國際舞臺。

與此同時，我國通信技術的發展更是起頭并進，從1998年3G時代我國處于學習、追趕狀態，到2008年4G時代逐漸追上，到2019年5G的領先嘗試，我國的通信基礎設施可以說在全球都是首屈一指。

智能手機屏幕越來越大、速度越來越快、電池越來越耐用，網絡通信速度越來越快、資費越來越便宜、覆蓋越來越廣，這兩者結合后，對教育模式也帶來了翻天覆地的改變。課堂之外，學生可以在地鐵上、公交車上或者任何不方便拿出電腦的場合，進行視頻或者音頻學習;遇到不懂的問題，可以隨時隨地通過互聯網查閱相關資料，抑或在學習社區發帖提問，或者直接通過即時通信工具向同學、老師請教。

同時，云技術的發展讓學習進度可以無縫同步到學生的所有設備，并通過數據記錄反映出學生不同時期的學習狀態。這些數據反饋到教師端，可以很好地了解學生不同時期需要的不同教學資源——比如某一章節的學習中，某個學生縱向對比學習進度落后，通過調閱大數據或者通過人工智能技術輔助判斷可以找到相關原因，比如有可能這段時間花在學習上的功夫不夠，或者這一周確實難度較大，從而實現不同的輔導手段，讓學生重新跟上。

2.2 軟件技術

作業批改：通過計算機視覺技術，實現作業自動批改，并對比班級或年級的學習成果。課堂追蹤：課堂上解答學生的問題，講解重難點，通過攝像頭等設備分析學生的學狀態。課前學習系統：交互型的課前學習，自動記錄學生的自學狀態和效果，自動總結課前學習中的難點。課后社區：通過語義分析，得到學生課后討論的重點與仍然困惑的知識點，查漏補缺。筆記批注分享：通過云技術同步大家的筆記與批注，閱讀材料、課后作業時學生和老師都可以看到所有人的優秀批注。AR/VR課堂：通過AR/VR技術，讓一些知識點可視化、3D化，特別是一些需要操作的課題。知識點講解自動整理：通過不同教師不同課堂里的講解經驗收集，幫教師自動分析知識點的難易、常見誤區等。

2.3 知識存儲傳輸和學習數據分析

云計算技術在智慧學習環境的構成中起到了舉足輕重的左右，其核心技術就在于“云層”，“云層”由數據云，資源云、服務云三部分組成。數據云主要負責數據在云層的存儲與操作;資源云主要負責學習資源的存儲與操作;服務云則是起到智慧學習環境與云層的連接作用。

人臉識別技術目前已日趨成熟，應用通過對面部特征點的提取與建?？梢宰R別學習者的身份。一則方便學習環境的管理與學習環境的安全，二則利用人臉識別技術可以使學習者進入學習系統，確保學習者的學習權益。

大數據技術可以搜集學習者與學習環境的相關數據。搜集學習者的數據之后，可以代入科學的數據模型，進行數據計算?；蛘哌M行大數據比對，得出科學的結論。根據計算結果或者數據結論得出學習者的學習特點與學習現狀，進而規劃出學習者的學習進程與學習內容，以達到學習效果的最優化。收集學習環境的相關數據，教育云端進行云存儲與云端計算。

情感識別分為表情識別與視線追蹤，表情識別技術提取面部的表情特征點，再進行大數據的表情比對以檢測識別學習者的學習心理。而視線追蹤技術是追蹤學習者的眼球活動軌跡，再進行模型分析可以得出學習者的學習狀態，是否集中注意力、是否分心等。若學習者學習狀態不佳可以暫時中斷學習，若學習者學習狀態不錯可以適時加快學習進程，增加學習難度。以達到最佳學習效果。

3 ?傳統職業教育與人才培養模式分析

職業教育在改革開放的四十年間，取得了豐富的成果。職業教育一方面以特色專業助學生掌握堅實基礎理論學會一技之長，并在教學活動中提高學生的綜合素質;另一方面，緊密聯系社會聯合企業開展合作辦學，培養出符合社會需求的人才?，F行職業教育人才培養模式主要有：

3.1 訂單合作模式

以市場需求為導向的校企合作模式，是以就業為目的、以崗位為依據、以能力為本位的人才培養模式。“訂單式”人才培養模式作為現代學徒制的一種人才培育模式，其基本特點是：專業設置、技能訓練、人才培養目標與企業需求相一致。具體表現為：校企共同制訂專業設置和人才培養方案、課程標準;校企共建實訓室，學校幫助企業培訓員工，開展校企文化交流等;學生入校即成為企業的準員工，如期畢業即成為單位的正式員工。

3.2 工學交替模式

所謂的“工學交替”產學研人才培養模式是指學生在校實習與企業生產實踐交替進行。例如齊齊哈爾工程學院開設的“第三學期”教學實踐，安排在兩個學年之間的暑假進行，時間一般在7周左右，在這7周的時間里學生要參加學院組織的頂崗實習，在實習中切實提高實踐動手能力和對知識的理解掌握能力。學生帶著新體會和新感悟回到學校繼續學習理論知識，為第三學年的頂崗實習打下基礎。這樣“滾動式”的實習方式有效地彌補了“2+1”頂崗實習模式中的不足，能幫助學生更好地結合理論與實踐。隨著一次又一次的實習，學生的進步非常明顯，同時學生將實習過程中遇到的問題帶回課堂與教師進行深入地討論、交流進了學生理論知識的升華，也提升了教師的實踐指導能力。

3.3 頂崗實習模式

頂崗實習人才培養模式（即2+1）是近幾年職業院校和高職高專采用最多的一種人才培養新模式?！?+1”中的“2”指學生前兩年在學校學習和實習，“1”指學生在校的最后一年去企業頂崗實習，在實習中完成畢業設計。“2+1”模式中的“2”和“1”不完全是時間概念，主要是學校人才培養模式的轉變——從傳統的教學模式轉向理論教學與實踐教學相結合，通過“產學研”緊密結合行業動態和行業理論，同時實現了學院老師的研發技術成果直接產業化。頂崗實習人才培養模式下的學生既有扎實的理論素養又有解決實際問題的動手能力，縮短了學生走上工作崗位的適應期，提高了學生的就業競爭力。

這些傳統職業教育人才培養模式的創新與發展契合職業教育的特點很大程度上推動了職業教育的發展。但是現代職業教育校園信息化環境正發生著翻天覆地的變化，構建與教學模式相適應的職業教育學習環境，進而再推進順應需求的職業教育人才培養模式變革是勢在必行的大事。如何利用現有的或正在準備建設的智慧學習環境和資源，有效促進職業教育學習模式和傳授方式變革，深層次推進職業教育人才培養模式的時代化發展，促進學校、企業、教師、學生等各方進行更深度的溝通和信息交流，切實推進校企深度融合的有效運行機制建立，是我們每一個職業教育人必須深思的問題，是信息化背景下職業學校師生對實踐學習環境發展的訴求。

4 ?新時代智慧學習環境的整合性探索與實踐

職業教育的目的在于培養社會需要的技能型人才，課堂、實訓室、企業都是職業教育的重要陣地。職業教育改革只有進入到相關各個層面，才真正進入了深水區，才能真正得到提升和發展。然而傳統的教育教學模式未能充分發揮先進信息技術的優勢，無法有效促進學生全面發展，無法提升教師專業素質與職業幸福感，這迫切需要整合智慧學習環境下的各項技術和資源探索改革職業教育的教育教學模式。

智慧學習環境變革職業教育人才培養模式途徑和方法如圖1所示?；谙冗M信息技術構建順應職業教育時代化發展的智慧課堂、智慧實訓室、開放學習中心等智慧學習環境，要以專業人才培養方案為主線以先進信息技術作為學習活動的支撐，融合物理環境與虛擬環境，全面感知學習情境信息和形成學習過程數據;以數據分析和數據挖掘的方式分識別學習者特征、分析學情，自動生成最佳適配的學習任務和活動;整合各方面學習資源，實現個性化資源和便利的互動工具的智慧推送，引導和幫助職業教育下的學生更好地學習技能;在教與學的過程中利用先進工具對學習和實訓效果形成智慧跟蹤反饋和智慧多元評價，以便后續開展個性化指導。以智慧學習環境變革職業教育人才培養模式構建適應職業教育發展需求的智慧學習生態，通過教與學的過程實現師生之間的知識傳承、互動交流、資源共享，建立開放、共享、自由的資源管理模式，促進職業學校實驗、教學系統建設與管理水平的提升和發展，為職業教育人才培養模式改革提供新的思路。

4.1 以班級為基礎的學習環境與實踐

智慧學習環境需要支持無時不有、無處不在、形式多樣、個性化的學習活動，其對學習環境的豐富性支持得益于其復雜、先進的支撐技術。構建智慧學習環境包括智慧教室、智慧實訓室、校園智慧學習中心以及智慧企業實踐等。

（1）智慧教室。

建設智慧型教室，通用學習支持技術，如電子書、平板電腦、IPAD等其它智能移動設備，智能學習系統，開源學習平臺等;交互支持技術，如攝像設備，傳感器，RFID標簽及其終端，3D技術等，動作捕捉交互平臺，虛擬角色扮演，語義網絡技術等。多媒體內容呈現技術，如投影技術等;網絡攝像頭、智能黑板、多媒體設備、課桌椅等。滿足教師實時演示、授課和課堂教學管理;豐富數字學習資源的獲取、推送和展示，支持學生手勢、姿態和聲音等自然感知;支持學生位置、狀態、表情等屬性的自動感應，感知學習者活動需求和活動狀態;學習過程數據和學習結果分析，呈現可視化分析結果等需求。滿足學生課前預習、課外學習互動、課后復習，課程的自主學習和測驗;家校溝通，家長實時了解學生的學習狀況等需求。

（2）智慧實訓室。

通過在專業實訓室搭傳感器、RFID等設備、嵌入式專業實驗控制設備、云服務控制平臺等，實現感知、設定實驗室環境信息和儀器設備信息，精確控制實驗室設備參數;可視化監視、控制實驗設備運行狀況，根據課表需求預設設備開啟、關閉情況。構建虛擬實驗情境，協助學生在虛擬環境下完成模擬仿真實驗，達到實訓要求和目標。

（3）校園智慧學習中心。

通過建設云服務器/云空間、云終端、智能學習服務軟件等將硬件資源虛擬化，從而進行統一的計算，利用一系列智能輔助工具將抽象的知識點具象化，可視化，幫助學生對知識點進行深入的理解與學習。有權限的學生通過學習中心云平臺可以隨時、隨地溫習、預習相關知識點或完成相關測試，并尋求指導教師的疑難解答。

（4）智慧校企通平臺。

智慧校企通平臺主要通過校企通實訓平臺解決師生校企之間距離問題，遠程跟蹤反饋在企業一線實踐的學生實習動態情況，實時定位老師學生位置，統計學生考勤記錄。實習學生通過平臺每日打卡、周報、月報及企業評價實時報告實習情況，教師通過平臺了解學生安全和實習動態，并為學生遇到問題實時提供個性化指導。

4.2 以學生個人為主體的學習環境與實踐

以三全育人為指引，結合智慧學習環境的特點，充分利用校內外各種智慧教育載體為不同學生提供自主學習所需物質條件，容納多種學習方法與策略，靈活提供定制服務，根據學習者自身的習慣及時間安排，合理選擇學習內容及節奏如何充分調動學生的學習積極性，挖掘學習潛能，推進因材施教開展個性化學習指導，實時跟蹤反饋學生學習情況，將智慧學習與“以學生為中心”人才培養模式無縫融合。

在傳統的“工學結合”人才培養模式下，加入“無處不在、無時不有”的智慧學習元素，建設“校、政、行、企”四方合作平臺，推進“工學交替、任務驅動以及項目導向”的教學模式，搭建遞進實踐教學體系，利用校園智慧學習中心實現各方資源共享，既發揮學校特色專業的示范、輻射、帶動作用，又充分利用學校、企業、課程專家和政府等各方可用資源。深入開發校企合作的智慧學習環境下專業課程和實驗、教學資源提供給智慧學習平臺供學生自主學習。

4.3 教師在信息化教育創新中充當的角色

學習環境是實現學與教方式轉變的基礎，這與教育改革中“環境先行”的理念不謀而合。教師需要率先掌握先進信息技術的運用，充分利用智慧學習環境優勢再造傳統職業教育教與學的流程，利用信息技術實現物理空間和虛擬空間的無縫融合，使原有學習空間無限拓展，構建更加真實的學習情境使學生充分高效應用學習資源，鍛煉提升學生的真實任務實踐與問題解決能力;教師需要以教育大數據為依據從供給側優化原有教學實踐組織、活動、進程、管理和評價，實現數據驅動下基于需求的教學實踐，幫助每個學生個性化提升;教師需要根據專業特征和智慧學習環境因素設計多元化、有特色的課程結構與模式，實現從理論到實訓再到實踐的培養模式改革。

面向智慧學習環境下新時代人才需求，教師需要以培養具有高智能和創造力的人才為導向，引導學生實現個性化與智慧化學習，引導學生從被動學習走向主動學習，引導學生利用先進技術在任何時間，任何地點，以任何方式開展學習，獲取學習資源和學習服務。智慧學習的技術本身將慢慢從人們的視線中消失，以“透明”的方式為師生學習提供服務，并讓師生可以更加關注于學習本身（而不是智慧技術），從而真正推動職業教育教學變革。

4.4 學習環境、教學考核與學習效果綜合評價

教學考核與學習效果綜合評價是職業教育教學過程的重要環節。智慧學習環境下，可以運用先進技術開展教學過程性考核和多元化學習評價。智慧教室環境、智慧學習中心和智慧校企通平臺為師生建立了線上交流空間并能存儲過程性學習成果，能有效支持學生之間的學習成果分享交流與協作互動，同時能形成電子檔案袋對學生學習和實踐進行過程性評價，能利用學習空間開展學生之間作品評比和互動評價，并形成多元化智能評價結果，有效促進教師觀察學生學習情況，促進學生本身和相互之間有效的反思總結。智慧學習環境能夠及時捕捉和記錄學生在互動過程中生成的信息，幫助教師過程性考核學生學習情況，輔助學生反思規劃學習路徑。

4.5 智慧學習環境變革教育教學模式推進情況及應用效果

學校利用泛在網絡環境下先進的網絡技術、云平臺技術和物聯感知控制技術構建較為豐富多元、開放共享的學習場所和互動平臺。學校一線教學管理人員與實訓人員結合專業課程教學工作，借助智慧教室、智慧實訓室、教育云及校園智慧學習中心的作用，變革校園管理方式方法，創新教學手段和學習方法。例如在電子商務課程設計與教學過程中，教師利用I博導電子商務實訓平臺設計開展教學和實訓，學生在這一平臺下可以隨時隨地開展電商真實情境仿真實訓，在這一平臺作用下師生在省內外多次電商競賽中取得好成績。在高效共享的智慧學習中心作用下，學生借助網絡、數字終端隨時隨地從智慧學習中心平臺獲得豐富的學習資源，便捷的參與方式和教育服務能力等滿足了師生多種多樣的學習需求。教師通過智能錄播室錄制課程說課、知識點講解等資源，在智慧學習中心平臺下建設各專業精品課程資源庫，完成課程教材、課件、說課、知識點講解以及實訓過程材料等資源共享，學生可以登錄該平臺根據學習情況補缺補差，在實訓指導材料指引下獨立完成某項實訓，上傳實訓結果和反饋存在問題，教師根據完成情況進行在線評價和個性化指導。學校通過智慧校企通（一站式微信校企辦公平臺）實時跟蹤反饋解決頂崗實習師生與學校的距離問題，加強校企溝通交流，負責老師一對一或一對多遠程跟蹤反饋在企業一線實踐的學生實習考勤和企業考核情況。

5 ?結語

智慧學習環境下職業教育人才培養模式的研究旨在探索分析緩和當前快速發展的智慧學習環境和與之不完全匹配的職業教育人才培養模式之間的矛盾，充分整合利用校內外一切可利用的軟硬件資源，探索提出建設以班級為基礎和以學生個人為主體的學習環境建設與教育模式實踐思路，分析教師在智慧學習環境下角色轉變及其所需要發揮的重要作用，探索應用先進技術推進校企融合和解決學生企業實踐方面的管理問題，研究在新時代背景下職業教育人才培養的創新之路。隨著先進信息技術的快速發展，學習環境及職業教育需求都在不斷變化，契合所有時代發展的人才培養模式是不存在的。新時代下不斷有新的方法新的技術涌現，社會對人才需求的變化會帶來許多新的矛盾和問題，建設智慧學習環境和變革職業教育人才培養模式是一個無止境的過程，必須適時根據市場需求和現有資源對人才培養模式進行創新變革才能適應時代發展需求。

參考文獻

[1] 邱藝，謝幼如，李世杰，等.走向智慧時代的課堂變革[J].電化教育研究，2018（7）：70-76.

[2] 習海旭，廖宏建，黃純國.智慧學習環境的架構設計與實施策略[J].電化教育研究，2017（4）：72-76.

[3] 馮啟晏.實驗實訓室建設與創新人才培養的路徑初探[J]當代教育實踐與教學研究，2015（8）：95，98.

[4] 楊現民.智慧教育體系架構與關鍵支撐技術[J].中國電化教育，2015（1）：77-84.

[5] 北京師范大學智慧學習研究院.2016中國智慧學習環境白皮書[EB/OL].[2017-05-26].http：//sli.bnu.edu.cn/a/xiazaizhuanqu/guojijiaoyuxinxihuadongtai/2017/0525/368.html.