智能時代職業教育智慧教室體系建設研究

李豆豆

（安康學院教育學院，陜西安康 725000）

一、引言

2014 年6 月，國務院發布的《國務院關于加快發展現代職業教育的決定》中對職業院校的實訓設備和技術要求進行了明確規定，要求職業院校的辦學條件要有明顯改善，實訓設備配置水平與技術進步要更加適應現代信息技術的廣泛應用［1］。2018 年，美國新媒體聯盟與北京師范大學智慧學習研究院共同發布了《地平線報告》，發布的報告中著重對中國職業教育的具體情況進行描述，預測教育技術對其的潛在影響。其中提到重設學習空間等將在未來三到五年內逐漸成為職業教育信息化的主要趨勢特征［2］。隨著云計算、大數據、虛擬現實技術、SNS 技術、全息投影等智能信息技術的日趨發展，職業院校的智慧環境建設將逐漸普及［3］，建設智慧教室的趨勢銳不可當。

現如今，針對智慧教室的研究多集中在宏觀層面，對教育系統中的智慧教室建設進行整體性把握，如朱家華等人基于互動媒體的特征與內涵，立足于智慧教室技術，建構了互動媒體支持下的智慧教室模型［4］；研究的第二大側重點集中在對普通高等學校的智慧教室建設現狀及理想狀態進行描述，如賀占魁等人以華中師范大學為研究對象，闡述高校智慧教室的建設理念和建設模式，并對其應用進行展望［5］；第三大研究重點在于對智慧教室環境下的教學活動進行研究，如張屹等人以某門專業課為例，使用多元回歸分析方法，探討在智慧教室環境下，大學生對課堂學習的投入度及其影響因素問題［6］。在這眾多的成果中，關于職業教育領域智慧教室的建設與應用的研究較少。在智慧學習環境的建設方面，普通高等學校有較多實踐，如四川大學和華中師范大學等學校基于智慧學習環境的教學改革獲得2018 年高等學校教學成果獎；第二軍醫大學使用移動推車技術，實現課程的直、錄播。職業院校在智慧學習環境建設方面也有一些實踐探索，如廣東食品藥品職業學院采用多項虛擬現實技術開發“虛擬工廠”，支持實訓和實踐教學；江蘇省揚州旅游商貿學校建設虛擬展館，借助任務驅動方法，將虛擬展館學習與課堂教學活動進行有效結合，提高教學有效性［7］。這些智慧學習環境多應用于實踐性較強的專業，對于其他如會計、商貿等操作性不強的專業應用較少，但是有研究表明，在智慧教室的條件下學習，能夠有效提高學生深度學習水平和認知水平［8］。基于職業教育教學對象的特殊性，在職業教育中建設智慧教室，增強教學交互活動，能夠幫助學生融會貫通，以更“智慧”的方式提高教學質量。因此，本文結合基本的政策思想、發展實際對職業教育課堂與智慧教室融合的建設思路進行闡述，并嘗試對產教融合的多種課堂形式與智慧教室進行融合設計，以期提高職業教育課堂的智能化、信息化、感知化、情景化、一體化。

二、智慧教室概述

20 世紀90 年代以來，數字技術飛速發展并逐步滲透到校園，校園環境開始進入信息化時代，教育思想悄然發生著轉變，教育者、學習者、管理者等的信息化素養提升，對環境與技術的需求水平不斷提高，這就要求學習環境必須要進行高質量的轉變。因此，隨著互聯網、大數據、物聯網、泛在網絡、虛擬現實等新一代信息技術的不斷更新，智慧教室應運而生。

2009 年8 月，時任國家總理的溫家寶同志在無錫考察時提出要建設“感知中國中心”［9］，由此推動了智慧城市、智慧校園、智慧環境、智慧教室等新興概念的涌現。關于智慧教室的具體界定，國內學者們從多種角度進行了闡述。黃榮懷等認為，智慧教室是一種能夠優化教學內容呈現方式、便利教育資源獲取、促進教學交互活動開展的，具有情景感知和環境管理功能的物理環境，并且是多媒體和網絡教室的高端表現形態。除此之外，他們將智慧教室的特征概括為五個方面，包括內容呈現、環境管理、資源獲取、及時互動和情境感知五個維度，構建了智慧教室的“SMART”概念模型，著重體現智慧教室的“智慧性”［10］。聶風華等人在“SMART”模型的基礎上，從系統組成的角度出發構建了智慧教室的“iSMART”模型，這一模型將智慧教室的物理環境和虛擬環境進行組合，形成更豐滿的理想型智慧教室。他們認為，智慧教室是教室信息化的最新形態，是為教學活動提供智慧型服務的空間及其包含的軟硬件裝備的總和［11］。本文中，智慧教室指的是以云計算、虛擬現實、大數據、全息投影、移動學習等新信息技術為基礎，融合物理空間、資源空間、虛擬空間為一體的學習環境。

三、高等職業教育智慧教室的系統設計

高等職業教育智慧教室的系統設計指的是在學校、企業、工廠等不同的學習環境中均建設智慧教室，使智慧教室與多種不同學習場域進行結合，基于高速聯通的信息環境創建高效的交互性學習環境，以此提高教育質量，使教學效果達到最優化。

（一）內涵

高等職業教育智慧教室的系統設計條件復雜多樣，要在職業教育的多種教學環境、多類型專業課堂上建設適合于多種情況的智慧教室十分困難。因此，本文著重于在職業教育領域建設具有普適性的智慧教室，建設完善的既包含電子白板、電腦、攝像機、平板、對講系統、考勤系統、投影儀等基礎硬件設施以及云平臺、虛擬交互社區等軟設施，又適用于職業教育實際需求的智慧教室，使傳統的職業教育課堂變成更智能的智慧課堂。

智慧教室在“學習者—學習者”“學習者—技術”“學習者—教育者”之間充當著交互性中介的角色，是檢驗和推進智慧教室課堂學習的關鍵［12］。由于職業教育的特殊性，其教學課堂存在于學校、企業、工廠，因此，職業教育課堂與智慧教室的融合不僅指傳統學校課堂的融合，還包括在企業、工廠、學校共同投資，建設智慧教室，實現多場所課堂與智慧教室充分融合，以此打破傳統教室的物理邊界，加強學校教育、企業培訓、工廠實踐之間的橫向和縱向聯系，共享教學資源、及時互動，打造全場域學習環境，實現多方面、多領域的智慧生長。

（二）智慧教室的設計

1.設計思路

職業教育與普通教育不同，其教學對象、教學目標、教學內容等的特殊性要求職業教育智慧教室的建設要異于普通教育。因此，在職業教育領域建設智慧教室要以職業教育教學需求為導向，以提高教育質量為目標，遵循“統籌規劃、成本節約、柔性設計、操作簡單、集約共享”的原則，各項原則具體來說就是：統籌規劃是指在職業教育課堂中建設智慧課堂要在遵循國家政策的背景之下，運用統籌兼顧的思想，了解在職業教育中建設智慧課堂的具體情況，對建設智慧教室的各項錯綜復雜、種類繁多的工作進行統一安排，合理規劃；成本節約是指在保證整體建設能夠順利完成的條件下，對建設智慧教室所投入的人力、物力、財力等盡量做到合理安排、充分使用；柔性設計指的是在建設智慧教室時，要考慮到企業、工廠與學校的不同，柔性建設適合于不同環境的智慧教室，兼顧不同的專業需求，在普適性教室建成的條件下，增加部分適應不同專業條件的硬件或軟件設備，使職業教育的智慧教室實現個性化定制；操作簡單是指所建成的智慧教室要易于操作，使教師、學習者、工廠師傅、企業職工等都能夠很快地掌握智慧教室的操作；集約是指充分利用一切資源，更集中合理地安排工作，以提高工作效益和效率；共享是指智慧教室內所有資源供每個學習者共同使用和分享。除了遵循這些原則之外，在建設過程中，還要將國外與國內普通高校的成熟、先進的信息技術與經驗教訓同職業教育實際需求相結合，“取其精華，去其糟粕”，以此保障設計的先進性、可靠性和適用性。

2.具體架構

結合智慧教室建設所遵循的原則和理念，本文提倡將智慧教室的建設移植到多種類型的課堂上，包括傳統教室、企業、工廠等環境中。這些教室建成之后，依靠信息化技術和智慧教室強大的交互能力，有利于滿足學習者對學習環境發展的新訴求，實現教學方式的變革，促進多環境、全領域課堂在橫向、縱向交流的加強。職業教育學校建設智慧教室的具體設計如圖1。

圖1 職業教育課堂與智慧教室的融合設計

職業教育領域智慧教室的建設要根據不同環境建設個性化智慧教室。在傳統的學校教室中，按照基本的智慧教室設施進行建設，主要包括物理空間、基礎設施，還包括視聽設備、計算機、投影機、交互白板、話筒、攝像機等聲、光、電設備。在企業“課堂”和工廠“課堂”中建設的智慧教室除了包含基本的智慧教室設備之外，還需要對虛擬資源進行優化和改進，加強與外部交互的功能，建設虛擬工廠、實驗室、實訓室等提高學習者的實踐水平。

在智慧教室的條件下，學校、企業和工廠之間可以加強橫向交流，通過遠程協作、工作視頻錄制、課件播放、互動解答疑難等方式聯合培養學生；可以更加方便地推動學生進入企業、工廠進行實踐，實踐中也可進行集中培養，使學生理論知識與實踐操作能力共同提升，推動產教達到真正的融合。縱向交流方面，學校間可以建立良好的溝通關系，云資源共享、數據開放、課程資源即取即用，相互交流辦學經驗；企業間可以相互就學生培養情況進行溝通，小企業向大企業尋求經驗，大小企業用任務引領、崗位驅動的方式進行聯合培養；工廠間共享先進的操作技能，在智慧教室條件下運用虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、混合現實（MR）、全息投影等技術建設立體化教學空間，減少職業教育實訓6 中的“三高四難”問題。

3.高等職業教育智慧教室的特點

第一，全場域。職業教育領域中建設的智慧教室涉及學校、企業、工廠等多個場所，這些場所是實施職業教育的主陣地，用智慧教室可以將這些場所連接到一起，形成數據倉庫、資源超市，可以為職業教育的多種學習環境提供一切資源服務。

第二，交互性。智慧教室的軟件設備建設完善，包含學習者數據、教學經驗、工廠企業需求等眾多資源，打破傳統教室的物理邊界，實現課堂內外、線上線下、課堂與車間現場、人與人、人與設備、人與資源的多層次深度交互；教育者與學習者的手寫交互、圖像交互和移動設備交互等；利用小組討論屏，實現教學雙屏與小組討論屏以及小組討論屏間的交互等。

第三，個性化。智慧教室可以幫助學習者實現學習個性化，線上線下學習方式可以自由選擇。除此之外，根據學習者學習過程中的有痕記錄，精準分析其問題和缺陷，根據問題描繪“用戶畫像”并進行用戶行為分析，為學習者制定個性化學習條件，實現“私人訂制”。

第四，實踐性。產教融合的實踐性是職業教育不同于普通高等教育的顯著特點和優勢。職業教育智慧教室的建設通過新信息技術使多類型課堂相互聯通，將信息空間與物理空間無縫對接，實現順暢聯通，幫助職業教育各種類型的課堂共同配合提升職業教育的教學質量，實現教學目標，培養理論與實踐并重的職業教育新人才。

第五，智能化。職業教育課堂與智慧教室的融合可以幫助學習者的學習過程實現智能化，每個學習者將學習資源利用云服務平臺放入電子書包，學習者可以隨時隨地查看資料、搜索信息，進一步實現“口袋學習”。實時視頻顯示、課程錄制、三維建模、虛擬現實、在線直播等數字技術，推動智能感知、智能推送、智能診斷等在學習過程中的運用，為每個學習者提供個性化學習服務；實現管理的智能化，包括對物理環境、硬件設備、軟件狀態等信息進行實時采集、分析、處理，設備和平臺管理人員能通過可視化界面查看設備運行狀況，并進行管理操作，從而實現全方位的智能管理。

四、結語

信息化時代的學習要求及職業教育的特殊性需要在職業教育領域建設智慧教室。職業教育課堂與智慧教室的融合交互系統能夠有效適應職業教育相關者在任何時間、任何地點、任何方式、任意步調的學習訴求，形成教、學、實踐，課前、課中、課后，教室、企業、工廠內與外，教師、學生、管理者、企業職工、家長、工廠師傅、學校等多維度的教學應用生態。因此，要加快職業教育領域的智慧教室建設步伐，實現信息化教學、服務、管理與實踐。