智慧教育生态下的云产教融合育人模式研究_黄文伟.pdf

第 38 卷第 4 期2022 年 11 月 广东农工商职业技术学院学报JournalofGuangdongAgricultureIndustryBusinessPolytechnicVol.38 No.4Nov.2022智慧教育生态下的云产教融合育人模式研究黄文伟（广东省教育研究院，广东广州510035）摘要：智慧教育生态旨在提升现有数字教育系统的智慧化水平，实现信息技术与教育主流业务的深度融合。基于智慧教育生态下数字孪生、5G+高清视频、大数据及万物互联等技术开展云产教融合，可以推动职业教育教学安排、教学方式、教学资源建设、教学管理与评价等的变革，进而破解我国职业教育产教融合下的微观教学层面难题，包括符合技能习得规律的教学安排难题、聚焦理实一体化的教学方式难题、贯穿育人全过程的校企教学资源整合难题、基于校企协同的多场所学生管理难题等。关键词：智慧教育生态；云产教融合；育人模式中图分类号：G710文献标识码：A文章编号：1009-931X(2022)04-0054-04收稿日期：2022-09-06基金项目：广东省哲学社会科学规划项目（GD19CJY08）作者简介：黄文伟（1980），男，江西南昌人，博士，研究员。研究方向：教育政策、职业教育理论。智慧教育是依托物联网、云计算、无线通信等新一代信息技术所打造的物联化、智能化、感知化、泛在化的新型教育形态和教育模式。信息技术和人工智能在教育领域的运用，整合和增加了教育资源，变革和丰富了教学手段，重组和建构了智慧教育环境及生态，极大地改变了传统的教育模式及教学方式。以智慧教育生态下的技术技能人才培养与广东职业教育教学改革为例，广东轻工职业技术学院、广州番禺职业技术学院等高职院校和华为、科大讯飞、腾讯等企业合作，借助 5G 的高带宽、低延时优势，利用华为云、阿里云、腾讯云的大容量、弹性扩容、高安全性特点，依托鸿蒙分布式软总线多设备融合为“一个设备”的技术，破解了技术技能人才培养的多主体协同难题，变革了职业教育教与学的方式，使学校课堂与企业车间真正在云端融为一体，理论教学、实践教学、项目操作随时切换、教学资源即时共享。上述智慧教育生态下的技术技能人才培养与职业教育教学变革，归根结底源于智慧教育生态下的云产教融合育人模式变革。一、智慧教育生态下的教育变革特点智慧教育生态是以大数据、物联网、云计算、移动互联、人工智能等新一代信息技术所打造的、以智慧环境为基础的相互联系、相互依赖、自我适应、自我进化的教育系统1。智慧教育生态旨在提升现有数字教育系统的智慧化水平，实现信息技术与教育主流业务的深度融合，真正实现智慧教学、智慧学习、智慧管理、智慧评价、智慧科研和智慧服务，促进教育利益相关者（学生、教师、家长、管理者、社会公众等）的智慧养成及可持续发展。智慧教育生态下的教育变革特点包括：（一）数字孪生技术下的教学安排变革数字孪生技术是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程2。运用数字孪生技术，克隆出与之对应的虚拟世界，在虚拟世界中进行各种创新性尝试与改革，从而提前知晓该决策运用在现实生活中是否可行，大大减少了试错的成本，并且该尝试可以不断调优，使得决策更加优化。数字孪生技术通过构建一个虚实对应、相互映射、协同交互的智能系统，借助虚拟世界的变革找到现实世界问题的解决方法，因而在海洋工程、智慧城市、智能制造等多个领域的规划设计层面广泛应用。数字孪生技术应用于教育领域，即是将人才培养全过程的各种要素以数字化手段集成在一个数字孪生技术塑造的场景中，并在该场景中模拟出人才成长的所有可能情况。再根据模拟结果设计不同的人才培养方案与教学安排，通过对比，选取最优的方案，进而优化现有的经验性的教学计划与安排方式，大大提高教学安排的科学性，引发教学安排上的重大变革。（二）5G+高清视频技术下的教学方式变革5G+高清视频技术一方面能对多人互动的高清视频课堂效果进行演示，另一方面能将不同教学场景的教学活动与内容进行整合，最终实现长距离、高清晰、低延时的多场景互动教学。这一技术打破了高职教育理论与实践55第 4 期黄文伟：智慧教育生态下的云产教融合育人模式研究传统课堂的时空界限，延展并丰富了存在于不同教学场景内的教学内容。通过营造 5G 技术的沉浸式教学环境，将教学过程中不易理解或比较抽象的教学重点、难点，通过 5G+VR/MR 教学平台以 VR/MR/AR 的方式进行辅助教学，为学生提高认识效率、加深理解和记忆提供条件。该技术一方面把课堂延伸到社会的各个角落，真正实现处处可教、处处可学；另一方面给沉浸式互动教学、虚拟仿真教学等提供了必要的条件、带来全新的体验，极大地推动了课堂教学方式变革。（三）大数据技术下的教学评价变革数据是智慧教育最重要、最有价值的资源之一。大数据具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和低价值密度四大特征，决定了大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些海量数据进行专业化处理以揭示意义并实现数据增值。大数据技术应用于教学评价领域，有助于通过获得更多原始基础数据，挖掘更多的教学信息，进而指导教学评价更加即时、更加精准、更加深入。如将每堂课的课堂教学实录上传到云平台并进行大数据处理，可以即时评价课堂教学效果（包括课堂教学的学生专注度、师生互动性、课堂反馈效果等），及时帮助教师改进课堂教学；如将学生平时的学习数据上传到云平台并进行大数据处理，可以精准了解学生某一时间段的学习情况，并通过大数据分析展示学生在学习风格、认识水平、情感态度、技术技能等方面的个性化诊断结果，最终推动教学评价由传统的终结性评价向过程性评价转变，逆向推动教师的课堂教学反思与学生的自我学习反思。（四）万物互联技术下的教学资源建设及教学管理变革万物互联（InternetofEverything）定义为将人、流程、数据和事物结合一起使得网络连接变得更加相关，更有价值。万物互联将信息转化为行动，给企业、个人和国家创造新的功能，并带来更加丰富的体验和前所未有的经济发展机遇3。万物互联技术应用于教学资源建设，即是通过淘宝式资源共建共享，形成泛终端共享资源，通过人工智能资源分类检索，最终形成大数据资源精准推送；万物互联技术应用于教学管理，即是将教师、学生、教学相关数据与教学全流程结合在一起，共同建立智能化的教学运行与质量监控体系。该体系有助于加强过程管理，实现“以人为本”的柔性化教学管理。二、职业教育产教融合育人现状及存在的问题党的十九大报告提出：完善职业教育和培训体系,深化产教融合、校企合作。产教融合是产业与教育的深度合作，是推进职业教育发展和技术技能人才成长的必由之路，职业教育教学过程本质上是产教融合、校企交互育人的过程。近几年，虽然我国职业教育大力推动包括“订单培养”“现代学徒制”“1+X证书制度”等产教融合育人、校企交互训教模式，但该模式在教学安排、教学方式、教学资源建设、教学管理及评价等微观教学层面仍存在不同程度问题。（一）教学安排难以有效遵循技能习得规律职业教育是指为了培养高素质技术技能人才，使受教育者具备从事某种职业或者实现职业发展所需要的职业道德、科学文化与专业知识、技术技能等职业综合素质和行动能力而实施的教育。可见，技术技能培养是职业教育的重要目标之一。职业教育的技术技能培养以人为载体展开，其教学安排（包括课程设计、教学内容选取及序化等）既要遵循职业能力生成规律，也须遵照技能习得及技能人才成长规律。现阶段，由于我国职业教育教学安排缺少信息技术加持及基于技能人才成长规律的大数据分析参照，教学安排大多沿用普通教育的“基于知识生成规律的课程设计及教学内容序化”，难以有效建构产教融合下的“学校专业课程与企业岗位课程一体化课程体系”。（二）教学方式难以完整体现理实一体化特点产教融合体现在教学方式层面，就是要强调教学空间的工作场景化及教学方式的理实一体化，强调教学活动与工作活动在一个真实的工作环境中整合起来，强调理论教学、实践教学、项目教学随时切换。缺少信息技术加持的职业教育教学，虽然努力将空间分离的学校课堂教学和企业岗位实训加以整合，但这种教学活动与工作活动仍是一种分离的状态，难以实现教学活动、工作活动同场景一体化开展。（三）教学资源难以实现全过程建设产教融合体现在教学资源建设层面，就是强调学校、企业教学资源的伴随式采集和全过程建设。当前，学校、企业的教学资源存在于不同的终端，缺少信息技术的加持，学校与企业的教学资源难以实现伴随式采集与整合，更加难以通过分类检索的方式向各类主体提供精准化产教融合信息发布、推荐和相关增值服务。（四）教学评价与管理难以实现数字化精准推进产教融合体现在教学评价与管理层面，就是强调学校、企业对学生的多主体评价及协同性管理。当前，分散在学校、企业两个不同场所的教学管理、学生管理还缺乏有效协同，多场所的科学管理模式还未建立，需要信息技术的加持，通过数字化精准推进教学评价与管理。56第 38 卷广东农工商职业技术学院学报三、智慧教育生态下的云产教融合育人模式构建国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见提出，鼓励运用云计算、大数据等信息技术，建设市场化、专业化、开放共享的产教融合信息服务平台4。云技术是指在广域网或局域网内将硬件、软件、网络等系列资源统一起来，实现数据的计算、储存、处理和共享的一种托管技术。云产教融合是指充分利用云技术，使学校课堂与企业车间真正在云端融为一体，学校课堂教学与企业岗位教学在云端互动展开，学校教学资源与企业教学资源在云端汇总、处理、检索、推送，最终通过云计算的方式实现云产教融合教学、实训、资源建设、管理及评价。（一）数字孪生技术下的云产教融合教学安排产教融合要求学校、企业协同开展人才培养，共同制订人才培养方案、课程教学计划，交互开展岗位训练与课堂教学，这将会进一步解构传统的职业学校单主体的课程设置及教学安排模式，建构融学校专业课程与企业岗位课程于一体的课程体系及教学方式，对职业教育的课程体系建构及教学安排提出了巨大的挑战。数字孪生技术下的云产教融合教学安排，实质是依据技能人才成长规律及海量数据处理，进行教学内容的选取及合理序化。如将某一产业技能人才培养全过程的各种要素以数字化手段集成在一个数字孪生技术塑造的场景中，按照“新手-生手-熟手-能手-专家”的技能人才成长规律及“名义能力-功能性能力-过程性能力-设计能力”的职业能力生成规律，模拟出适合该产业技能生成的课程组合及教学安排的全部可能情况，通过对比选取最优的方案，进而优化现有的经验性的教学计划与安排方式。在云产教融合课程体系建构过程中，由于课程开发主体分别来自学校和企业，课程开发情境分别基于学校场所和工作场所，课程开发方法分别采用学习领域和行动领域，因而可以依托数字孪生技术下的课程设置方案比对，形成学校专业课程与企业岗位课程的优质匹配，使两类课程有机融入同一个云产教融合课程体系中。此外，也可通过数字孪生技术提供的课程设置方案，打破传统的学科知识逻辑，注重围绕企业关键技术或共性技术问题开发跨学科交叉课程，以此作为融通学校专业课程和企业岗位课程的平台。在云产教融合课程序化方面，根据相关专业技能人才培养过程中的海量数据处理，找出该专业技能人才的产业技能生成规律，选取最适合该产业技能习得的教学安排（即育训结合方式）。有些岗位职业能力（如会计做账等）的获得，需先有一定的学科知识储备，再在企业开展岗位训练并获取工作过程知识，习得技能；有些（如数控机床操作等）则需在一定岗位锻炼并获得工作过程知识的基础上，再开展学科知识学习加以深化；有些则是学校、岗位同步交替教学（即使交替教学，交替的频率也可能不一样）。上述教学安排都可以通过数字孪生技术，通过相关产业技能习得规律及相关数据处理分析获得。（二）5G+高清视频技术下的云产教融合教学方式学生的职业能力往往存在于具体的职业行动中，要想促进学生综合职业能力的提高，仅仅传授基本的、事实性和原则性的知识是不够的，必须将教学活动与工作活动在一个尽量真实的工作环境中整合起来。5G+高清视频技术下的云产教融合通过校企远程互动教学、云端教学做一体化、云端实践教学等方式，实现了教学活动与工作活动在云端的结合。如通过 5G+高清视频技术将学校课室与厂区岗位的互联，学生或者在厂区通过视频连线完成前期知识学习，即时开展岗位实际操作，并完成工作过程知识的习得及其与技能的整合；或者在教室完成知识学习后，通过虚拟仿真开展模拟训练，使学校课堂与企业车间真正在云端融为一体，理论教学、实践教学、项目操作随时切换，最终完成课堂知识的习得及其与技能的整合。如广州番禺职业技术学院充分运用VR/AR/MR+5G 云服务等前沿技术手段，将虚拟仿真技术应用实体设备和实际操作，实现“虚实结合”的教学实训模式创新。中山火炬职业技术学院在产业学院内建设与校园网互联互通的“车间智慧课室”，通过 5G+高清视频技术将课堂迁移到企业生产现场，利用企业生产过程实例，进行实境教学和训练，即是云产教融合教学方式的运用。（三）伴随式数据采集技术下的云产教融合资源建设伴随式数据采集是借助信息管理系统应用在管理过程中实时产生的基础数据而开展的数据获取方式。伴随式采集的数据以过程性数据为主，普遍具有密集性、动态性、复杂性、全面性等特点。其中，密集性是指相关数据内容产生的速度和数量级别均远远高于常规总结式采集方式；动态性是指相关数据内容一直处于持续、动态的定位与追踪之中；复杂性是指相关数据内容通常类型多样、结构异质；全面性是指相关数据内容能够完整记录所有与学生学习相关的信息。通过伴随式数据采集技术，云产教融合资源建设有效地形成了淘宝式资源共建、泛终端资源共享、人工智能资源分类检索及大数据资源推送的不同阶段。在淘宝式资源共建及泛终端共享阶段，系统会全程伴随式搜集学校、企业及其他终端的产教融合教57第 4 期黄文伟：智慧教育生态下的云产教融合育人模式研究学资源并上传到云端；在人工智能资源分类检索阶段，云技术通过相关的数据处理对教学资源进行分类存储及相关处理；在大数据资源推送阶段，云技术通过伴随式数据采集的相关信息，对教学资源与学校、企业、教师、学生进行对应匹配，实现精准推送。（四）大数据技术下的云产教融合管理与评价以大数据及万物互联技术为基础，通过远程开放式评价、大数据精准评价、人工智能比对评价、泛终端多方评价等方式，可以实现云产教融合评价。如在人工智能比对评价方面，通过将学生与企业员工的职业能力测试过程及数据进行人工智能比对，以达到员工操作规范性及能力水平的相对程度来评价学生，通过比对，评价学生的就业能力和薪酬值；在大数据精准评价方面，通过一人一策的方式，为每一位学生建立“职业能力发展档案”，使学校从大量的数据中甄别出学生职业能力生成的全部数据，使学生职业能力生成过程看得见、摸得着，职业能力评价实现由定性到定量的精准转变；在泛终端多方评价方面，把学校、企业以万物互联的方式变为云产教融合评价的泛终端，通过将学校、企业对学生的泛终端多方评价上传到云端，实现产教融合评价的科学性。在云产教融合管理方面，学校、企业可以通过大数据与万物互联，将教师、学生、教学管理与信息技术结合在一起，真正实现了智慧管理。如广东建设职业技术学院在云产教融合管理理念的基础上，利用智慧平台不断提高学徒的教学管理效率。通过智慧平台，将学生智能分配给相对应的企业和师傅，学生可以实时了解自己所有科目的完成细节进度，并根据要求与企业师傅进行联系；企业或学校则可以根据自己的工作特点及时跟踪相关学徒、导师、课程等相关信息5。广东轻工职业技术学院联合阿里云、华为、科大讯飞、腾讯等知名企业成立教育信息化“1+N”联合创新中心，建立平安校园保障体系。通过该体系，辅导员能及时掌握学生是否晚归、进出宿舍数据是否异常等情况，实现对学生管理的分层分类、动态预警。四、结语数字教育是信息化环境开展的基于各种数字技术的新型教育形态，智慧教育则是数字教育的高级发展阶段。党的二十大报告提出，推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国，这指明了未来我国教育发展的数字化转型方向。智慧教育生态创新云产教融合育人模式正是基于职业教育的数字化转型思路，通过改变职业教育产教融合生态、职业学校与企业的校企合作育人形态及教学方式，推动职业教育适应数字化时代，利用数字化赋能提升产教融合及技术技能人才培养成效。参考文献：1 高朝邦.智慧教育生态体系构建初探 J.教育与教学研究，2020（11）：102。2 百度百科 EB/OL.https:/ 百度百科 EB/OL.https:/ 国务院.国务院办公厅关于深化产教融合的若干意见.国办发 2017 95号 Z,2017-12-19.5 赵鹏飞.现代学徒制智慧平台构建的理论与实践 J.中国职业技术教育,2016（11）：64-68.Research on Talent Training Mode of Cloud Industry-Education Integration under Smart Education EcologyHUANGWenwei（GuangdongInstituteofEducationalResearch,Guangzhou510035,China）Abstract:Thesmarteducationecologyaimstoimprovetheintelligenceleveloftheexistingdigitaleducationsystemandrealizethedeepintegrationofinformationtechnologyandeducationmainstreambusiness.Thecloud-industry-educationintegrationbasedonthetechnologiessuchasdigitaltwins、5G+HDvideo、bigdataandtheInternetofEverythingunderthesmarteducationecosystem，promotethereformofvocationaleducationteachingarrangements、teachingmethods、teachingmanagementandevaluationandresourceconstruction,solvetheproblemsexistingintheintegrationofproductionandeducationinmycountrysvocationaleducation.Keywords:smarteducationecology;cloudindustry-educationintegration;talenttrainingmode