高職課堂虛實融合學習場景的設計框架與實現機制

□巴世光 曾秀臻

加快數字化發展、建設數字中國、發展數字經濟，是貫徹新發展理念、推動高質量發展的戰略舉措，并深刻影響著教育領域的變革。為此，教育部2022年正式提出實施教育數字化戰略行動，加快推進教育數字轉型與智能升級，并強調要不斷夯實職業教育信息化工作基礎，深入推動職業教育數字化轉型升級。職業教育數字化轉型是一種在職業教育領域全面應用數字技術，以價值轉型為導向、以數據要素為驅動和以實現系統變革為追求的持續創變的過程[1]。職業教育數字化轉型是職業教育系統的系統性變革，而高職課堂學習場景的變革是其重要內容。面對當前職業教育教學中存在的教學過程與生產過程對接不緊密、實踐教學方法單一固化等問題，如何基于數字技術構建虛實融合的學習場景，通過工學一體化設計實現工作場景與學習場景的有效銜接，既是高職院校信息化教學模式創新的應然路徑，也是培養高素質技術技能人才的必然要求。

一、高職課堂虛實融合學習場景的內涵解析

（一）場景與場景理論的界定

“場景”源于文化藝術領域，多用于對戲劇布景、電影場面和音樂風尚的描述，常見于城市建設的規劃與應用[2]?！扒榫场迸c“場景”意思相似、用法相近，都有“人景融合”之義，但場景強調的是“人”在其中發揮的主體作用。單就突出“人的價值”而言，使用“場景”這個概念更能夠顯示其豐富性。場景與情境相較而言更加強調和突出的是人，是個體生命與空間互相交疊中的重新定位、更高定位、中心定位。換句話說，場景是基于特定的時空領域范圍，以“人”為中心、以人的需求為導向、以技術設備為載體、以事件為表現形式的行為序列總和[3]。既然是場景是行為序列的總和，那么就意味著場景的疊加不僅僅是單純相加和羅列，而是一種擺脫孤立，整體性、關聯式的思維方式與系列動作行為的表征。

場景理論是由特里·克拉克（Terry Clark）為代表的新芝加哥學派提出，常用于城市社會研究領域，認為場景既包含了客觀結構，又強調場景中獲得的主觀感受和體驗[4]，強調客觀環境的改變促進人們歸屬感的產生。通過研究者的豐富完善，當前場景理論主要是針對特定的對象或人群通過場景化的設計、在特定的空間范圍內開展特色的活動，從而建立起人與人之間的聯系，形塑人們的空間行為動機與現代生活秩序，實現傳遞價值、傳播知識與傳承文化的功能。

（二）學習場景與情境學習的辨析

情境學習是指有目的地引進或設計生動、帶有特定情緒色彩的、具體的場景，以實現學習者的情感喚醒、意義構建和思維發展的教學。情境教學理論源遠流長，最早可追溯到情境認知與學習理論的興起[5]。情境認知與學習理論憑借對學校實踐需求的滿足、對固有認知和學習理論的革新，將個體認知置于廣闊的物理與社會的情境背景中，為人與環境的互動性賦予更為深刻的意義。將場景理論和學習理論結合起來，通過理解“情境學習理論”來更好地認識信息時代的課堂學習場景。

學習場景與情境學習兩者的邏輯起點相同之處在于，兩者都是根據教學內容需要而變換教學環境或調整教學環節，都特別強調探究、體驗，強調以問題為導向的項目學習和合作學習方式，強調學習目標在探究中動態生成、教學意義在體驗中持續建構[6]。兩者的邏輯起點不同之處在于，情境學習把技術作為設計情境的媒介，強調的是教學環境如何有助于教學；而學習場景則把技術作為場景本身的一部分，更加關注學習者行為的時空體感和行為時間的關聯性、連續性、持續性和整體性，強調人在“跨界連接”和“體驗共享”中的身份和價值?！皥鼍啊敝貥媽W習者與時間、空間、事件、技術、背景，包括師生、學習者、資源間的連接和交互方式。較情境學習突出呈現了學習者的主體地位，進而遵循并依據學習者的學習定式、生活方式、行為模式、思維范式等規律營造學習氛圍、提供學習條件、整合學習資源。

（三）虛實融合學習場景內涵

場景的設計與應用正在不斷影響并滲透教育領域，并促進教育領域進行快速地自我革新與升級。場景理論賦能高職教育，旨在使學習者、時間、空間、資源、技術等產生關聯耦合，為學習者在特定情境下提供個性化傳播和精準服務，以重塑引導者和學習者的行為[7]。以信息技術為載體的高職課堂場景化的教學，可以通過實體場景與虛擬場景的構建，通過一系列場景的疊加來實現價值、思想及行為的傳播、內化與形塑，能夠應用于高職教育課堂學習[8]。虛實融合場景是指在特定時間空間中，以需求為導向，以事件為表現形式，以人、時間、空間、事件、連接方式等因素構成的統一體。高職課堂虛實融合學習場景是在場景理論的支持下聚焦高職教育教學情境，在虛擬現實、大數據、交互技術等數字技術的支撐下，搭建的以學習者為中心、以學習任務為序列、融合多類型學習資源、承載多樣化學習方式的真實學習環境、虛擬學習環境、虛實融合的學習環境。

高職課堂虛實融合學習場景以解決職業教育教學“進不去、看不見、動不了、難再現”痛點問題為出發點，利用網絡技術、虛擬現實技術、增強現實等數字技術的優勢和特點，通過分析職業技術教育的教學需求，創建虛實融合學習場景，通過工學一體化的教學設計，設計融合職業知識與職業能力的學習活動，整合真實、沉浸、體驗和交互的學習方式，破解知識技能學習與工作場景實訓脫節的問題，從而實現面向工作世界、“進得去、看得見、易操作、易再現”為目標的場景化學習[9]。

二、高職課堂虛實融合學習場景的設計框架

高職課堂虛實融合學習場景的設計思路，一是搭建出以學習者為中心、且具有“立體”感官屬性的學習場景，實現了對學習內容的再豐富、對重點難點的有效突破，對技術或技能關鍵點的有效掌握，突出了教學重點難點的解決方法和策略。二是可實現教學形式的靈活多樣。根據學習任務以及學情，遵循職業教育教學的規律，契合教學內容及技術技能訓練的特點，設計場景，組織教學，豐富發展了體現學生主體地位的教學組織形式。三是可實現教學效果的優化升級?？赡M還原真實環境中難以再現工作細節、行為的關鍵點，解決課堂學習中師生、生生的有效互動，推動深度學習。高職課堂虛實融合學習場景設計包含場景疊加、知識含量、職業要素與技術支持四大要素，應秉持內容設計、場景設計、活動設計、監測設計的設計路線。

（一）高職課堂虛實融合學習場景的設計理念

搭建虛實融合的高職課堂學習場景實質上是建構具身學習環境，包括物理環境、技術環境、主體環境和社會環境四部分[10]，基本理念是以學習者為中心，遵循課堂教學環境設計理論和原則。傳統以嚴格管理、集約有限、封閉單一為特征的教學環境，強調教師的主導性，壓制學生的主體性，難以進行多樣化的教與學，限制了多元化課程體系的構建[11]。目前高職課堂教學環境長期受物質和時空的制約，教學過程與生產過程對接不緊密、實踐教學方法單一等問題尚未得到有效解決。隨著數字技術的創新發展，突破物理空間限制，豐富教學信息空間，構建高度沉浸、虛實融合和智能互動的具身學習場景，為解決復雜問題提供了新的途徑和方法[12]。

高職課堂虛實融合學習場景應秉持以學習者為中心的設計理念，在具身認知學習理論的指導下，充分調動學習者的好奇心和想象力，在與學習環境交互過程中產生豐富的感知覺、情緒感受、判斷力和形象思維等，從而引導學習者主動構建自身知識圖示[12]。伴隨教育領域數字化的變革，教學環境的變革和創新正在加速，因此，可以通過資源的數字化重構和終端的智能化升級，來打造以學習者為中心的立體化、多元化的學習場景，從而構建高職課堂虛實融合的教學環境[13]。以學習者為中心的虛實融合的學習場景，能夠利用虛擬現實技術的沉浸性、交互性、多感知性和構想性等特征，通過學習者與學習環境進行多感官交互，促進學習者良好在場感和體驗感的產生，進而增強學習者的情緒體驗，并通過情感改變學習者的邏輯思維和認知結構[14]。

（二）高職課堂虛實融合學習場景的設計要素

高職課堂虛實融合學習場景的設計，最為核心的就是按照學習情境下具體學習任務性質以及難易程度，不斷細化任務，使學習任務更加細致、細微和具體，體現任務完成過程中行為的顆粒度，將學習任務延伸細化為學習場景。因此，為進一步探討高職課堂虛實融合學習場景的設計框架，將課堂學習場景化設計為場景疊加、知識含量、職業要素與技術支持四大要素，如圖1所示。

圖1 高職課堂虛實融合學習場景的設計要素

學習場景設計的最終目標是為學習者提供滿足需求的知識、技能供給與技術呈現，而場景疊加作為一個新的概念，就是利用數字技術手段，將學習情境下的某一具體學習任務細化體現任務完成的行為顆粒度，構建多重學習場景[15]。知識是人類對物質世界以及精神世界探索的結果總和[16]，而在高職課堂教學中，知識含量可以界定為高職課堂上的某一節課、某一學習任務中學習者所應識、應知、應會的專業理論和技術要點，知識含量以適度為標準，通過學習場景將課堂知識含量以可視化、數據化、多媒體化的手段將適度、適量地呈現在學習者的眼前和手中。職業要素是一個較為寬泛的概念，在職場上則體現為職業素養[17]，而在高職教育教學中，職業要素是指學習者需要掌握的、面向特定的專業、職業和崗位的職業道德、職業作風、職業意識、情感價值等內容，表現為職業技能、行業用語、職業風范等維度。在搭建虛實融合學習場景的過程中，依托大數據技術、虛擬現實技術、移動技術等數字技術，實現數據驅動高職課堂教學，進而設計與實現多元化、特色化的職業教育學習場景，增強教學的精準度，細化、放大學習任務的行為顆粒度，發揮數字技術的疊加、倍增的作用。

（三）高職課堂虛實融合學習場景的設計路線

高職課堂虛實融合學習場景的設計路線，是以人的需求為導向，以學生學習成效為目標，基于設計思維以多空間融合為前提，本著對學習者職業能力發展的訴求，以整體的思維設計體現高職教育教學實踐特點的學習空間和環境。高職課堂虛實融合學習場景通過創建還原工作世界的真實或虛擬場景，構建學習者之間、學習者與學習資源之間在不同時空間的有效連接，讓學習者浸入其中進行認知學習和技術技能操作訓練等學習活動。借助于“場景+知識”“場景+功能”“場景+體驗”“場景+情感”“場景+素養”，通過再現職業崗位的工作場景，凸顯學習場景與職業能力養成的契合關系，縮短從學到行的過程。

學習場景是學習活動開展的基礎與載體，不同的知識學習、技能訓練需要匹配不同的學習場景，而教學內容的內在邏輯關系、技術技能操作的步驟決定了學習場景疊加的序列和數量。學習者需在多重學習場景的無縫銜接和轉換過程中，完成知識、技能、職業素養的深度學習和體驗。因此，需要依據情境教學、項目教學，細化學習任務，將知識、技能、職業素養嵌入到學習場景中?；谏鲜龇治雠c討論，高職課堂虛實融合學習場景設計路線包含內容設計、場景設計、活動設計、監測設計等內容（見圖2）。

圖2 高職課堂虛實融合學習場景的設計路線

高職課堂虛實融合學習場景的設計，首先明確學習的內容，根據崗位標準、生產流程、教學標準、培養方案、課程標準等，遵循職業教育教學的規律并根據學生成長的特點，將學習內容設計成面向真實生產崗位的學習情境，再將學習情境細化為具體的學習任務。然后，根據場景相關理論，依靠大數據技術、虛擬現實技術、移動技術等數字技術，搭建包含數字化軟硬件、豐富學習資源及增強學習體驗的具體學習場景，包括真實場景、虛擬場景以及虛實融合等場景類型，以及過程性場景、解決重點難點場景、技術技能升級場景、心理壓力測試場景、突發事件應對場景等場景形式。接下來，應根據學習內容、學生特點等綜合性因素，通過分析人與人、人與環境間的相互關系，設計案例學習、體驗學習、角色交互、現場實戰、沙盤模擬等多樣化的場景化學習活動。最后，對基于學習場景應用的效果進行動態監測設計，包括跟蹤學生的學習狀態、學習行為、情況變化，反饋學習的效果、學習體驗，以此評價分析學習目標的達成情況，反思學習場景設計的合理性，進而迭代完善虛實融合場景化學習活動的質量[2]。

三、高職課堂虛實融合學習場景的實現機制

高職課堂虛實融合學習場景實現應立足高職課堂的教學目標、教學內容、教學活動和教學環境四個方面，在以職業素養培養為中心的教學目標指導下，在以多模態智能感知為特征的教學環境支持下，組織與具體生產環節相結合的教學內容，開展以任務場景序列為過程的教學活動，進而實現工作場景與學習場景的有效銜接，促進高素質技術技能人才的培養（見圖3）。

圖3 高職課堂虛實融合學習場景的實現機制

（一）構建以職業素養培養為中心的教學目標

高職教育應在完善人才培養體系基礎上，確立以職業素養培養為中心的人才培養目標。在設定面向具體的理論課程、專業課程、實訓課程等學習場景的培養目標時，應充分考慮面向特定的專業、職業和崗位的職業道德、職業作風、職業意識、情感價值等職業素養要求，進而在學習場景教學目標設計中予以充分體現，在創新課堂教學模式的過程中，培養和提升學生的職業素養[18]。因此，應緊扣學生職業素養培育目標，在虛實融合學習場景中融入職業素養場景，為高素質技術技能人才的培養奠定堅實基礎。職業素養場景可包含教育引導、規范導學、文明禮儀、行業文化、價值培育等具體內容。通過創設面向真實職業崗位的虛實融合的職業素養場景，將職業素養以可視化、體驗化、場景化、情感化的“四化”形態呈現在課堂教學中，讓學習者身臨其境地感知、習得并內化成職業素養。高職課堂教學應體現相應的職業要素，即職業技能操作是否規范、標準，交流過程中使用的語言是否體現行業特色、行業用語，著裝等是否體現職業人文風范等。

（二）組織與具體生產環節相結合的教學內容

技術知識變革時代高職課堂要按照技術知識的邏輯進行知識體系重構，才能幫助學生成為擁有完善的技術認知和系統的職業能力的職業人[19]。在計算機網絡、大數據、物聯網和人工智能等技術推動下，崗位技術知識的內容、結構、工序以及能力要求都發生了變革。因此，高職院校創設面向真實職業崗位的虛實融合的學習場景，在人才需求前瞻預測、產業人才能力需要、工作崗位能力結構要求等方面分析的基礎上，組織與具體生產環節相結合的教學內容，進而能夠將行業產業的發展需求內化到高職院校課程內容重組的過程中，并通過高職院?！罢n程供給”為社會提供高素質的技術技能人才[20]。組織與具體生產環節相結合的教學內容，需要根據技術知識認知的動態結構，構建融入崗位需求的教學內容體系，重構技術知識為主體的課程體系，實現“知識生產”與“課程供給”的動態互補。根據崗位標準、生產流程、教學標準、培養方案、課程標準等，將學習內容設計成學習情境、再將情境細化為學習任務，內容設計既要符合真實生產崗位的特點，也要遵從職業教育教學的規律與學生成長的特點，才能達到高職課程教學內容設計的要求。因此，這就要求校企共同投入、師生共同配合，學習主體與學習內容共通共感，顯性知識與隱性知識共同支撐，多元主體共同協作，逐步建立起最接近企業實踐的學習場景[21]。

（三）開展以任務場景序列為過程的教學活動

高職課堂應根據學習內容、學生特點等綜合性因素，構建以任務場景序列為過程，多場景、知識和職業融合的教學活動體系。依托虛實融合學習場景，開展以任務場景序列為過程的教學活動，最為核心的就是根據教學目標和教學內容的具體要求、學習任務性質以及難易程度，不斷細化任務，使學習任務更加細致、細微和具體，體現任務完成過程中行為的顆粒度，將學習任務延伸細化為學習場景。特別是針對教學中的重點難點以及技術技能操作的關鍵點，來設計不同的學習場景內容和不等的場景數量，突破按照教學環節、步驟來組織教學的單一路徑。較為復雜的學習任務，就需要設計并采用多個學習場景的疊加和技術的支持。比如不僅僅采用按照工作步驟、環節設計的過程性的學習場景，還要構建解決重點難點的學習場景、技術或技能難度升級的學習場景。過程性的學習場景，作為完成該任務的通用能力的培養，而重點難點學習場景、技術技能操作關鍵點學習場景，是突出完成該任務崗位關鍵能力的培養，以便更好地培養學生分析問題、解決問題的能力。

（四）創設以多模態智能感知為特征的教學環境

根據場景相關理論，場景設計是指賦予場景所發揮的功能及作用，也包括場景中所采用的數字化軟硬件、學習資源及形成學習體驗感的氛圍與環境。利用融情境感知技術、影像技術、跟蹤與評價技術、平臺數據采集技術等混合手段，創建以學習者為中心、以多模態智能感知為特征，具有“立體”感官屬性、多任務為中心與多場景疊加的教學環境。模態一般是指人接受信息的特定方式，而多模態即多種異構模態數據協同推理，如文本、圖像、視頻和音頻等數據信息。在高職院校課堂上，應根據職業素養、學習內容和學習者特征等，依托多樣化數字技術，進行多模態教學環境創設，進而實現數據驅動高職課堂教學[22]。以多模態智能感知為特征的教學環境，應立足于提高學生問題解決能力、創新能力和職業素養的培養，增強教學的精準度，細化、放大學習任務的行為顆粒度，充分發揮數字技術的疊加、倍增的作用，進而使學習場景具備“主動育人”的功能，幫助學習者實現高頻、高創、高感知的學習形態。以多模態智能感知為特征的教學環境，應按照“情境—活動—事件—數據”四層框架實現全過程和全方位的數據采集，實現對學習者學習全過程的細致刻畫[23]，進而實現對學習過程的跟蹤、監測、分析與評價。