数字化背景下智慧课堂在职业教育教学中的应用——以“草图大师”课程为例.pdf

130学科案例课程建设数字化背景下智慧课堂在职业教育教学中的应用以“草图大师”课程为例时影（福建工贸学校，福建福州350002）【摘要】在教育现代化背景下，数字化技术的发展为教育提供了更多可能性。基于此，教师分析了智慧课堂的内涵以及目前职业学校的智慧课堂应用情况，以“草图大师”课程为例，进行智慧课堂模型的构建，从课程背景、课程实施、大数据的收集和分析等方面展开分析和研究。实践表明智慧课堂对提升课程教学效果有显著作用，能促进评价多元化和多样化，推动学生的高阶思维能力以落实核心素养，但也存在一些挑战和问题。【关键词】智慧课堂；草图大师；职业教育；教学实践【中图分类号】G71【文献标识码】A【文章编号】2095-9214（2024）02-0130-04【DOI】10.16550/ki.issn.2095-9214.2024.02.0412022 年 4 月 20 日，全国人大常委会会议表决通过了 中华人民共和国职业教育法，明确了职业教育和普通教育拥有同等地位，为培养技能人才提供了更大的平台。中华人民共和国职业教育法 第三十一条提出“推动职业教育信息化建设与融合应用”，数字化发展渗透到社会生活的方方面面，教育生态需要与整体社会经济形态平衡。在此背景下，职业学校开展智慧课堂实践性研究成为当前职业教育热点话题。一、智慧课堂内涵智慧课堂是学生在教师所创设的信息化学习环境的支持引导下，开展建构式学习，进而获得工具、价值、意义思维协调发展的育人系统。智慧，通常我们会认为是一种素养、创造能力、表达能力、解决问题能力和高阶思维能力等。用“智慧”的定语加在课堂之前，表示智慧不仅仅是一种目的，还是一种手段。其作为手段，指用新一代技术手段打造高效课堂；作为目的，指促进学生的智慧生成。在这个过程中，要依据建构主义学习思想，以学生学习为中心，创设情境，支持其个性化发展，从传统的培养学生低阶学习目标（记忆、模仿等）向高阶学习目标（分析、评价等）转变，最终促进学生智慧生成的育人系统。二、智慧课堂的构建智慧课堂的构建可以分为两方面：新技术与课堂的融合和构建生态系统。李逢庆等学者从生态学视角下解析智慧课堂，他认为智慧课堂是由教、学主体、资源和环境构成的有关联的生态系统，强调以学定教。课堂是一个由多要素构成、结构复杂且具有特定功能的系统。教师作为课堂的组织者与引导者，需要通过构建一系列的教学要素帮助学生学习，完成智慧生成。而这一系列的教学要素需要在教育理念的支撑之下，加入新技术支撑，将这些要素有机组合在一起，形成生态系统。智慧课堂的模型可分为支撑层、基础层、服务层、应用层和对象层。支撑层131课程建设学科案例指智慧课堂的硬件系统和软件环境，这是智慧课堂开展的条件，基础层的内容则根据所授科目而各不相同，教师在支撑层和基础层的服务之下，依据建构主义学习理论通过服务层的帮助开展一系列的教学活动，最终帮助学生实现智慧生成。（一）课程背景“草图大师”作为建筑、园林、室内等行业的热门设计软件，可以快速进行建模，帮助设计者推演设计方案，其强大的快速表现能力使它成为很多室内外设计企业的优先选择，也产生相应的人才需求。我们将其作为室内设计专业的必修课程之一，作为“AutoCAD”“图形图像处理”的后续课程，“3dMAX”的前导课程。该课程传统的教学方式是项目式教学，教师教学演示，学生模仿，根据要求完成相应模型设计和效果图的输出。学生在完成项目案例的过程之中，掌握软件的基本操作，积累建模经验，渲染出效果图。由于无法收集过程数据，无法进行个性化学习，课程评价方式也较为单一，仅由学生上交作品和期末考试加平时成绩构成，无法将核心素养目标落地。（二）实施过程1.实验组和对照组选取两个班级分别作为对照组和实验组，分别是 A 组 20 室内设计班（37 人，男生 21 人，女生 16人）、B 组 21 室内设计班（41 人，男生 22 人，女生 19人），两个班级学生入学分数相近，两组学生的前导课程成绩平均分别为 82.5 分和 81.19 分，两组所使用的教材、教学大纲、项目案例和期末考试方式都相同。实验组采用基于建构主义教学理念的智慧课堂模式，结合线上线下、课前中后模式进行教学，对照组采用传统项目式教学方法。2.建立资源库和知识图谱中职专业课程不同于基础课程，所配套的教学资源有限，由于软件更新速度快和市场需求不断变化，已有的教学资源并不能满足学习的需要，这就需要教学团队开发适合学情的教学资源库。结合企业案例将教材进行重构生成活页式教学手册，并制作相应的课件 PPT、微课视频、导学任务单、VR 全景图、题库、素材库、评价量规等，以二维树型结构形式发布在教学平台。活页手册可以融入行业的新技术，以工作岗位为大单元项目，将项目任务拆分为多个子任务，以任务单的形式表现，图表化简洁明了。基于活页式手册，录制相应的微课发布到学习通教学平台，并制作相应的题库、课件、评价量规等与相应的知识点关联，形成知识图谱。教学资源库内容是一个个颗粒化的对象，对应不同知识点，知识点之间存在着各种关联，即前后置关系、层级关系、关联关系等等。知识图谱即是将这一个个点状知识点以动态网状形式表现出来，让知识关系可视化。依托知识图谱反馈能力达成数据，形成学习者能力画像，更精准地把握个性化教学。3.以素养为导向的教学目标职业技能提升行动方案（20192021 年）提出，将职业道德、职业规范、工匠精神等职业素养和岗位相关内容贯穿职业技能培训全过程。职业教育核心素养与专业知识技能一样，是对新时代职业人才的要求，这就要求教师要将核心素养作为课程目标并转化为教学目标落实到教学中。董晓晓等学者提出“借助教育领域知识图谱的拓展应用，也为落实学科核心素养发展提供了前所未有的发展空间”。教学团队在制作课程标准时要先结合课程思政、职业道德与规范确定课程目标与知识和技能目标，分解到项目任务中，再继续分化到对应的子任务中。如在课程“中式风格厨房效果图”项目任务中，知识目标为掌握渲染流程，了解灯光系统，理解黄铜、木纹、石材等材质的表现方法；能力目标为能为场景正确构图，能设置灯光和材质，能渲染出图；素养目标为欣赏和传承中华传统文化，建立文化自信，热爱生活、热爱大自然，树立正确的自然观。4.教学活动的实施智慧课堂最终要落实到教学活动中，离不开支撑层的硬件环境和软件环境，在课程实施中，教学团队除了一小部分课程在智慧教室教学，大多数课程132学科案例课程建设都在数字实训室教学，教学软件平台以学习通智慧课堂为主。教学活动是智慧课堂的重要组成部分，一个好的组织者必须将准备好的资源以符合学生认知特点的方式有机组合起来，同时要遵循建构主义理念，以学生为中心、以环境为依托、主动协作建构知识。学习环境的创建即情境创设与角色扮演，如在家具项目设计任务中的子任务台灯设计中，教师创设的情境即为家具设计工作任务，学生角色为家具设计师，教师先通过视频与企业教师联系，了解客户家装设计特点功能需求。为了让学生更好地理解，教师先将客户效果图生成 AR 全景图，虽然没有AR 装备，但在 720全景图浏览工具下，学生可以非常清楚地观察到客户家中的情景，相当于身临其境体验。真实情境的创设可以调动起学生的工作热情，将被动的接受知识过程转化为对知识的主动建构，真正做到以“境”触“情”。学习通智慧课堂中的分组任务 PBL，即是学生小组合作探究的过程，教师发布任务，学生小组协作，小组成员的头脑风暴往往有意想不到的效果。部分缺乏积极性的同学，在小组成员的带动之下，也积极投入。此时，教师即是观察者，收集课堂共性问题和个性问题。对于共性问题，教师可以采用集中讲解的方式；对于个性问题，教师根据学生的情况，可以采用建立讨论组和个别答疑的方式，线上线下结合进行。如部分小组在利用线面黏合性原理制作台灯灯柱时，对于缩放和从中心缩放、推拉和复制推拉产生混淆，这时教师可以在智慧平台的讨论组上推送相关视频，并提醒该小组同学观看。人工智能也可以辅助课堂教学，如在进行项目任务乡村小庭院设计时，初学者往往无从下手。这时借助于一些人工智能平台，如 WPS AI 助手可以帮助学生生成设计分析书和汇报 PPT 模板，应用AI-Chat 工具可以在学生引导式的提问下生成参考效果图，帮助学生获得设计灵感，成为学生学习的设计助手。其他教学活动中如投票、选人、计时、随堂测验、分组讨论、问卷等任务，教师在课堂上可以根据教学流程合理安排。相较于传统课堂的不同，教师在组织这些任务时，需要在平台上进行相应的任务发布，每一次活动可以分别给学生添加相应的课程积分，记录到数据库之中。课程积分机制丰富了课堂教学活动，让更多的学生积极主动地参与课堂活动。此外，课前课后的线上线下教学活动也必不可少，如课前发布调研和预习内容、学习资料，课后收集作业和评价反馈、作品发布及投票、分组讨论等活动，可以引导学生充分利用课前课后时间，实现全程、全方位育人。5.学生数据收集与分析大数据的收集和分析是智慧课堂的特色，能将课前、课中、课后数据收集到数据库之中。基础数据可以显示出课堂资源中各类资源种类及数量、教学活动、考试作业等整体数据，教师团队可以对一学期的工作做一个总结；课堂报告记录每节课的开展情况，便于教师课后复盘；学情统计可以一目了然每个任务点学生完成情况以及学生的课堂参与度；线性图让教师精准找到参与度低的同学，制定个性化教学计划；学习监控可以看到学生课前课后的学习情况，如开倍速视频、切屏等现象。如果以上数据可以让教师对教学过程进行精准跟踪，那知识图谱则将整个数据以立体化的形式展现。知识图谱不仅融入了知识技能，还加入了核心素养，要使核心素养落地，除了在课程目标中体现之外，还要应用到知识图谱中，每个项目任务完成则对应到学生的知识图谱完成库中。学生对照知识图谱可以知道自己的弱项在哪里，按知识点进行深度学习。从教师角度，整体来看可以看到每个对应节点学生的平均掌握率、达成率，教师可分析哪些是难点节点，哪些思政要点要加强；个别来看可以看到学生的学习路径，学习目标达成情况，生成学习者图像。三、智慧课堂在教学应用中的效果与影响（一）增加学生的学习参与度，提高学习效果智慧课堂的教学活动丰富且结果具体量化，学133课程建设学科案例生参与后很快就有结果反馈，大大提高了学生的参与度。学生从个人端可以看到课堂积分、分组 PBL的成绩，当分数到达预警提醒时，系统会提醒学生，教师也可针对性地鼓励学生。结合知识图谱，学生清楚了解自己所掌握的知识体系，进而提升学习积极性。因对照班没有详细的过程评价记录，只对比了实验班和对照班的期末成绩，对照班的期末平均成绩为 80.51 分，实验班期末平均成绩为 85.68 分，较对照班提高了 6.42%。采用问卷调查法了解学生对教学效果的满意度，其课程整体满意度、教学环境满意度也都有提高。（二）提供丰富多元化的教学评价相较于传统教学模式，智慧课堂可以提供多元化的评价方式，如学生观看在线的任务点得分、课堂积分、小组 PBL 积分、讨论积分、线下分等多权重的配分方式，从多个维度记录学生学习情况。同时在项目任务中，还可以进行组内评分、组间评分、企业评分及客户满意度的评价等。为了提高学生互评的准确性，任务单中的评价量规给学生提供了评价标准，评价量规中有知识技能要求还有核心素养要求，如创新能力、团队合作能力、数字素养能力等，给每个量规项目设置等级，学生评分的过程，也是学习的过程。平台上不定期地发布问卷调查也是评价的一种方式，通过问卷了解学生的学习习惯、性格特征，同时也是对教学的反馈，教师可以根据问卷结果不断调整和改进教学策略。（三）推动高阶思维使核心素养落地学生的高阶思维包括分析、推理、展示表达、评价、创新等多种思维能力，在智慧课堂模式下的教学活动为学生提供了情境、任务，学生在积累课堂积分的过程中主动合作、协调、交流，平台将学生的参与过程数字化。教师在开发教学资源库时，将知识技能和素养细化成元知识点分化到各个资源中，在知识图谱中生成学习者图像，这些都给教师的评价提供了依据。四、智慧课堂应用中的挑战与建议不可否认，智慧课堂教学模式以强大的技术支持让教师的课堂更加丰富，大数据分析实现了个性化教学。然而，我们必须警惕对技术过多崇拜，智慧课堂也需要教师的智慧，并不是技术堆叠越多越好，教师仍需在教学理论的指导下展开教学活动，只有这样才能真正利用好技术服务于教学。同时，对于人工智能的使用要谨慎，教师在教学中需引导学生树立正确的信息观，过度依赖智慧生成会剥夺学生的自由思考和创作能力。智慧课堂在数字化技术和教学理论的结合之下，以学生为中心，以核心素养为导向，开展了一系列的教学活动。在教学实践中，教学团队在教学效果上有了提升，但因人数有限，结果有一定的偶然性。智慧课堂模式的确提供了多维度的数据分析、多样化的教学活动和多元的信息表达，但实践中只应用了一门课程，其他课程的教学应用还要期待进一步的研究和实践应用。【参考文献】1 杨鑫，解月光，苟睿，等.智慧课堂模型构建的实证研究 J.中国电化教育，2020（09）：50-57.2 国务院办公厅.国务院办公厅关于印发职业技能提升行动方案（20192021 年）的通知 EB/OL.（2019-05-24）2023-11-02.https:/ 董晓晓，周东岱，黄雪娇，等.学科核心素养发展导向下教育领域知识图谱模式构建方法研究 J.电化教育研究，2022，43（05）：76-83.4 张建霞.教育数字化转型背景下职业教育混合式教学模式的再探究 J.新智慧，2023（29）：21-23.【基金项目】本文系 2022 年福建省职业教育研究立项课题“数字化背景下职业教育智慧课堂教学实践研究以 草图大师 课程为例”（课题编号：ZB2022129）的研究成果。【作者简介】时影（1981.07），女，汉族，江苏南通人，本科，讲师，研究方向：计算机教育。