职业教育电类课程智慧化改革的 理论原点、逻辑起点和智慧生成

职业教育电类课程智慧化改革的 理论原点、逻辑起点和智慧生成

刘延斌 张  丰 张 伟

（空军预警学院 湖北武汉 430345）

摘要：在当前教育信息化的背景下，围绕职业教育电类课程智慧赋能，从智慧教育的本质、演变及内涵入手，在分析了职业教育电类课程特点、教学现状及矛盾后，提出了通过推进基于“智慧+”平台的电类课程教学改革，实现电类课程的高阶性教学目标达成，并提出通过建设智慧生成教学空间、打造智慧生成教学生态、创新智慧生成的教学模式等方面系统推进电类课程智慧化教学改革。

关键词：电类课程 智慧化改革 职业教育

中图分类号：                文献标志码：                      文章编号：

The Theory, Logic and Methods of Intelligent Reform on Electrical Courses in Vocational Education

LIU Yanbin,  ZHANG Feng,  ZHANG Wei

(Air Force Early Warning Academy, WuHan 430019,China)

Abstract: Under the current educational informationization background, intelligent reform on electrical courses in vocational education is needed. The nature, development and connotation of intelligent education are discussed first, then the features of electrical courses, the current teaching status as well as conflicts are analyzed. The electrical courses teaching reform based on smart multiple platforms is brought forward to realize those courses advanced teaching objectives. Intelligent reforms on electrical courses can be progressed by smart teaching space construction, smart teaching ecology creation, and smart teaching model innovation.       

Key words: electrical courses; intelligent reform; vocational education

收稿日期：年-月-日；修回日期：年-月-日

第一作者：姓名：刘延斌（1977—)，男，工学硕士，副教授，主要从事职业教育和电类课程的教学和研究工作， E-mail: 343498531@qq.com

0 引言

职业教育电类课程主要包括电工及电子技术等课程，从专业人才培养的体系来看，该类课程是是引导该专业学生从理论传授到实践运用的基础性课程，其主要特点是涉及理论知识点多，概念抽象；电路结构变化多样，电路分析计算比较复杂；实践性强，对实践动手能力培养要求较高。本文主要结合点类课程特点，围绕推进电类课程的智慧赋能进行研究，通过内容、平台、模式等方面的改革，推进电类课程教学高阶性目标的达成。

1  智慧教育的本质、演变及内涵

1.1智慧的界定

《新华词典》就将智慧解释为“从实践中得来的聪明才干” [1]。从字面意思看，智慧来自于实践，是一种实践能力的自然生成，并通过长期的积累，形成了对某事某物的好的想法和正确的逻辑。从本质上讲，智慧是人辨析判断、发明创造的能力属性的自然描述。

1.2 智慧教育的提出及演变

智慧教育（smarter education）的概念最早可以追溯到1997年我国著名科学家钱学森所提出的“大成智慧学”，主要是指如何尽快获得聪明才智与创新能力[2]。所以智慧教育提出的目的在于培养能够“集大成、得智慧”的优秀人才，进而到达到大成智慧的目标，体现的是人才培养的卓越性。随着信息技术的发展，2008年，美国IBM提出了“智慧地球”的概念，在其构想下，当技术发展到一定阶段，通过移动传输技术、物联网技术、VR技术等，地球上的一切事物都可以被感知、被互联[2]。当信息技术与教育领域相互融合时，就形成了智慧教育。

1.3 智慧教育的内涵

随着对智慧教育研究的不断深入，祝智庭、曹培杰、黄荣怀、杨现民等专家教授对智慧教育进行了定义，认为智慧教育通过信息技术与教育的深层次融合，构建智慧化的教育生态，支撑新的教学模式变革，使受教育者实现智慧成长，逐步形成一种新的现代教育制度，其具备以下特征：一是教育的目的是受教育者智慧能力的生成；二是教育的过程是交互式、混合式、精准化、差异化的；三是教育的平台是基于信息技术的开放融合一体的多手段生态系统

[3]。

1.4 智慧教育带来的教育方式的变革

传统课堂教学的方式主要是一种由老师到学生的单向的传输模式，结果是学生学习效果停留在浅层，按照布鲁姆教学目标的金字塔划分，对学生而言，仅实现了知识记忆、初步理解、简单运用等低阶目标。智慧教育交互式、翻转式的教学特征，突破了时空界限，促成了多种教学手段的有效运用，支持了深度研讨和合作探究，并能关注到每一名学生的学习效果，有效促进了课堂教学高阶目标的达成，促成了学生智慧能力的生成。

2 电类课程推进智慧化改造的逻辑起点

2.1 教学现状及主要矛盾

目前总体来讲，各院校在电类课程的教学安排上，理论和实验教学分离，实验教学一般安排在理论教学内容结束以后，内容以验证性内容为主；在教学手段运用上，理论教学主要以知识讲授为主，实验教学是基于模块化器材连接的验证性实验；从师生关系来看，教师处于主导地位；从教学评价来看，过程性评价依然以平时表现为主。这种教学方式使学生处于从属地位，压抑了学生的主观能动性，学生难以将理论知识与实践应用融会贯通，分析和解决实际问题能力偏弱，教学目标总体上处于知识理解领会低阶目标阶段，与当前职业教育的高阶目标的要求还存在一定的差距。

2.2 改革现状

针对当前电类课程的教学现状，许多院校都进行了改革尝试，推进多维目标的达成，包括利用网络教学工具雨课堂、小课题实验教学、“任务驱动”式、开放式实验教学平台等［3］，但总的来说主要是基于内容、手段和方式的改革，内容层面主要是通过对知识体系的重组，着重培养学员的实践能力；手段方面主要是发挥网络优势，充分利用MOOC、雨课堂、Multisim 仿真软件等网络软件资源，提高教学的形象化、趣味性；方式方面主要是通过“理实一体”，实现理论与实践相互驱动、相互补充。这些改革都为电类课程的完善和提高起到了推动作用，但总体上还是对电类课程教学改革的补充和完善。其教学目标主要还是停留在记忆、理解、应用方面,对于分析、评价、创造等高级认知方面力不从心，出现了“认知天花板”现象［4］。

2.3 基于“智慧+”平台的教学改革，有助于电类课程高阶性教学目标的实现

联通主义认为，学习者的学习过程不是简单的知识获取，而是在学习互动交流过程中建立信息资源的联通、重组和再生[5]。智慧教学环境的构建，能够充分发挥学生在学习过程中的主观能动性，彰显教学主体，使学员也成为教学组织的贡献者，教学双方将共同构建群体知识图谱，为知识的流转、整合和再生提供通道，为实现“分析”“评价”“创造”等高阶目标提供了可能，对突破“认知天花板”提供了一条可行的路线。

3  电类课程智慧化教学改革的措施

3.1 建设智慧化教学空间

推进电类课程教学目标高阶达成度，就需要深刻把握电类课程教学规律基础上，充分吸收联通主义的教育观念，在推进教学内容重组的基础上，建设智慧化教学空间，搭建知识流转、整合和再生的通道。建设智慧化教学空间，主要从决策层、应用层、设备层、空间层对智慧教室建设进行规划部署，明确各层所包含的软硬件需求及实现目标，建设研讨式智慧实验室，打造电类课程智慧教学的新形态。具体如表1所示。

表1 智慧化教学环境建设规划

1.建设智慧化的教学硬件

智慧交互黑板、高清摄像头、多媒体网络设备、实训平台、虚拟仪表、仿真软件、多功能讲桌构成、学员端的平板电脑、分组讨论屏幕及辅件、分组研讨系统、线上备课自学空间等构成了构建智慧教学空间的硬件支撑，形成了电类课程智慧教学系统的设备层。

2.建设信息化的软件支撑

智慧教学软件、实验数据、记录软件、实验过程获取分析软件、大数据平台、管理平台、电子书包、视频资源、物资管理软件等软件形成了智慧化教学空间的软件支撑，形成了电类课程智慧教学系统的设备层。

3.构建智慧化的教学活动

该部分包含师生双向互动空间、学员实验探究空间、学员研讨空间、学生自评和师生（生生）互评空间、学员课前自学课后拓展空间和教师线上备课空间。形成了目前运用现代教学技术手段和其他支撑平台的电类课程的基本教学空间。实验室布局及实验桌设计如图1所示。

图1电工电子智慧实验室布局及实验桌设计

4.建设大数据的分析支撑

主要包含课程建设大数据和课堂教学大数据。课程建设大数据能够宏观显示课程建设，以更好地促进师资队伍、课程资源、教学条件、管理手段和方法的优化与发展。课堂教学大数据是对智慧课堂教学相关数据进行综合的数字化呈现，包括课程活跃度、师生参与度、线上教学的展示，对学员的实验开展情况和完成进度进行实时监测并可视化显示，对完成进度较慢的学员进行预警提醒。

3.2 打造智慧化的教学生态

教学生态就是各种教学软件、硬件在整个教学组织活动中存在的客观关系的网络或构型，形成教学活动的“学习场”[6]。电类课程智慧化改革的核心，就是通过智慧教学系统，建设基于“智慧+”平台的电类课程学习场，主要围绕电类课程的“教”与“学”，以智慧化交互系统为核心，将实验平台、虚拟仪表、仿真软件、电子书包融合在一起，形成了电类课程智慧教学应用的新生态，推进电类课程从内容到模式再到手段的系统改革，在一定程度上实现交互式教学的新模式、全程化学习的新业态、体系化课程建设的新长提和信息化平台建设的新形式。基于“智慧+”平台的电类课程学习生态如图2所示。

图2  基于“智慧+”平台的电类课程学习场

基于“智慧+”平台的电类课程教学生态能够为教师和学生之间建立不受时空限制的信息关联与共享，打造新的教学生态，主要实现了下列功能：

1.实现了教学内容的融通性。基于“智慧+”平台的电类课程专业教室，充分利用“智慧+”平台，将实验平台、虚拟仪表、仿真软件和电子资源融合在一起，满足老师学生对学习内容的多方位需求，在“教”与“学”的各个环节实现优质资源的智能服务，使教学内容更加丰富和完善，使教学方法更加科学，进一步提升教学成效。

2.实现了教学形式的延伸性。基于“智慧+”平台的电类课程专业教室，充分利用智慧化交互系统和信息化教学手段，有效改变教学方式单一、学员主体地位突出不够，以及电类课程实践性强的课程特点体现不够的情形，突破了教学形态、教学时空和教学评价等传统教学模式带来的壁垒限制，推进电类课程教学理与实、教与学、课内与课外、线上与线下、教学与反思等环节的全过程融合，实现教学形态、教学时空、教学评价的有效拓展。

3.实现了教学组织的智能性。利用基于“智慧+”互动式教学平台，能够创造出一种人机混合协作的新模式，形成大数据和教学的有机结合，能够对每个学生每个时段每个环节的学习状况有效统计，增强过程性评价的可量化性，教师及时对教学行为进行反馈；同时，运用智能化教学平台，能够将教师从作业批改、学习评价等大量重复性工作中解脱出来，把有效时间用在备课、教学建设等环节，推进教学更有效率进行。

3.3 创新智慧生成的教学模式

智慧赋能的电类课程专业教室建设并产生应用效益，离不开电类课程教学模式的构建和应用，从智慧化教学活动的建构情况看，智慧型电工电子专业教室的建设，能够为POPPPS教学、生成性教学、探究式教学、研讨式教学、翻转式教学以及项目式教学提供了软硬件支撑[7]。通过对平台支撑下的各类教学方法的综合运行，建构形成以智慧生成为支撑，以POPPPS教学法为主线，其他教学方法综合运用的混合式教学方法[8]。

1.依据目标、预设教学。在堂课设计阶段，教师依据本课次的知识、能力、素质目标和学生学情，结合教学内容及重难点，按照课前、课中和课后三个阶段，线上线下两条脉络、教法学法两个层面，充分运用软、硬件支持平台系统及教学资源，科学设计本次课教学策略，内容资源、方法流程，设计情景导入，预留弹性生成空间，诱发促成课堂转变。依托智能化教学平台，教师推送课前学习资源，学生进行资料收集、课前预习。

2.结合前测、优化生成。教师根据前期教学设计，利用线上教学平台和教学资源，发布课前自学任务和项目实践环节。学生根据教师发布的教学资源和自学任务清单，完成课前自学；并根据实践项目清单，完成实践项目；完成后，通过网络教学平台，完成课前自测，上传实践项目相关资料。教师根据学员自测情况和实践项目完成情况，补充完成生成性教学设计，完善教学资源，优化教学策略。

3.合作探究、联通建构。进入课中环节以后，教师作为课堂的组织者和引导者，教师根据电类课程课次特点，综合运用双向互动系统、实践教学平台、虚拟训练软件、模拟仿真软件等教学软硬件平台，通过创设活动情境和探究条件，因地制宜的开展多种方法综合的混合式教学，主要是引导学员利用实验平台进行探究式学习、利用智慧平台进行交互式学习、利用电子书包进行翻转式教学、利用实践平台进行项目式教学，通过分组开展研讨探究式教学。充分发挥学员在课中学习过程中的主体作用，通过上述教学方法的综合运用，引导学员在学习互动交流过程中建立知识的联通、重组和再生；同时帮助学员能够形成生成性的教学问题，引导学员将知识能力建构引向深入。

4.精准评价、反思改进。在教学建构过程中，教师利用大数据软件系统对学员学习情况进行全员额、全方位、全过程的系统性、精准化的过程性评价；同时，在教学实施结束后，组织学生开展教学后侧，同时学生和教师进行开展学生自评、师生互评和生生互评，教师评价和反思教学实施过程和学习效果， 审视教学过程的各个环节、活动和策略方法，形成和积累教学智慧， 解决生成性教学问题，实现基于评价反思的优化生成。

4  结语

通过智慧平台建设，运用交互式智慧教学系统，将电类课程实验平台、虚拟仪表、仿真软件、电子书包有机的整合起来，通过打造智慧化的多维度电工电子教学空间和生态，并通过实施混合式的教学模式创新，实现了教学实施的翻转、知识探究的翻转，以及学生能力培养的“翻转”，提高了学员实践能力，推进了高阶教学目标的达成。

参考文献

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[5] 张帆，高燕，阮杨晶. 智慧教学环境下军校课堂教学变革的“变”与“不变”[J].教育教学论坛;2021(06) :1-4.

[6] 武文彪 翁伟斌. 基于职业教育信息化“五位一体、虚实融合”学习场构建研究[J].职业技术教育 2022(02). 66-69.

[7] 刘邦奇.人工智能赋能课堂变革的核心价值：智慧生成与模式创新[J].开放教育研究；2022(08) :42-49.

[8] 温娟. 基于智慧教学平台下的混合式教学模式研究与实践[J] . 现代制造技术与装备，2021(9):204-206.