——杭州市電子信息職業(yè)學校基于可視化學習評價系統(tǒng)的“即時反饋”型數(shù)智技能課堂探索與實踐
“反饋”一詞在控制論中是指在某一行動和任務完成之后，對實際結果進行比較，從而對下一步行動的進行產(chǎn)生影響，起到控制作用。如今，這種反饋方法已經(jīng)發(fā)展成為人們觀察和處理問題的重要思維和方法之一。把反饋方法應用到教學中形成的反饋教學模式是通過教學信息反饋來進行教學反思、優(yōu)化教學策略、提高教學質量的一種教學組織形式。
數(shù)字化、智能化時代，杭州市電子信息職業(yè)學校直面學生技能操作過程中存在的問題，通過自主研發(fā)技能操作可視化學習評價系統(tǒng)，構建人機雙向交互的“即時反饋”型技能教學模式，不僅破解了學生在技能操作過程中遇到的一個個問題，還將難點打造成學校教學改革的一個個亮點，在推動課堂高質量發(fā)展的同時，為中職教育的提質增效提供了改革發(fā)展樣本，值得學習、借鑒與推廣。
應局
以問題為導向
直面問題梳理清單
問題向來是探索與實踐的出發(fā)點和教學改革的邏輯起點。學校直面學生技能操作學習過程中評價實現(xiàn)難，評價時效性、客觀性差，師生、生生課堂交互缺乏手段支持，教學實施缺乏個性方案等問題。認真梳理問題清單，積極探索解決問題的方法和路徑。
破局
以目標為導向
精準施策破解難題
學校以培養(yǎng)高技術技能人才、大國工匠為目標，通過開發(fā)智慧系統(tǒng)、創(chuàng)新評價體系、建立數(shù)字成長檔案，構筑數(shù)智技能課堂，從而激發(fā)學生的主動性、積極性和創(chuàng)造性，全面提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。
——開發(fā)智慧系統(tǒng)，獲取全過程即時數(shù)據(jù)，破解技能操作過程性評價實現(xiàn)難、課堂教學診斷缺乏時效數(shù)據(jù)的問題。
可視化學習評價系統(tǒng)開發(fā)分為硬件開發(fā)與軟件開發(fā)兩個部分。硬件系統(tǒng)由傳感器網(wǎng)絡及圖像視頻采集網(wǎng)絡組成，用于捕獲技能操作全過程動態(tài)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)技能操作過程和結果數(shù)據(jù)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化轉變；軟件系統(tǒng)一體化整合了數(shù)字資源教學平臺、算法庫、圖像識別圖庫、數(shù)學模型庫，實現(xiàn)教學資源的共享及技能操作過程數(shù)據(jù)的識別、處理、評價、存儲，并利用“奇異點”標定法進行結果溯源、個性化精準推送；軟硬件的有效聯(lián)動通過評價向量的確定、技能操作過程的采集識別、技能操作數(shù)據(jù)的數(shù)學建模處理、評價結果數(shù)據(jù)的靶向推送及評價呈現(xiàn)的多維可視，最終實現(xiàn)對學生技能操作學習的可視化即時評價。
智慧系統(tǒng)對學生技能操作學習的評價兼具結果評價與過程評價。階段性結果類的數(shù)據(jù)主要采用傳感技術獲取，測量結果類的數(shù)據(jù)主要采用智能儀表獲取，為即時將整個技能操作結果數(shù)據(jù)反饋給學生做好準備。操作圖表數(shù)據(jù)，比如學生的作品或繪制好的圖形曲線類的信息，則通過圖片自動識別與人工判斷相結合的方式獲取。素養(yǎng)類評價數(shù)據(jù)，如學生的課堂參與度、操作的規(guī)范程度，通過采集能表征其特性的量化數(shù)據(jù)并通過模糊數(shù)學模型轉換獲得。
值得一提的是，智慧系統(tǒng)借助三種數(shù)學運算和模型，將采集到的技能操作初始數(shù)據(jù)“二次加工”，形成可視化評價數(shù)據(jù)。第一種是通過各向量及權重算術和獲取學生的技能操作學習的綜合成績，即以可視化學習評價系統(tǒng)采集技能教學中學生各評價向量的數(shù)值，再以各自的權重及對應的分值進行算術求和，得到一名學生技能學習的綜合分數(shù)。第二種是利用“奇異點”標定靶向推送錯誤視頻及相關學習資源。“奇異點”即遠離分布整體的量測值，“奇異點”標定就是將學生操作的節(jié)點數(shù)據(jù)與正確數(shù)據(jù)進行比較，從而判斷操作過程是否出錯，如果出錯，則利用AI技術推送對應的操作視頻片段及關聯(lián)的學習資源。第三種是利用數(shù)學建模將素養(yǎng)類表征數(shù)據(jù)轉變?yōu)榱炕瘮?shù)據(jù)。如對學生課堂參與度、班級活躍度這類感知性比較強、無法直接量化的指標的評價，在系統(tǒng)數(shù)據(jù)的支撐下，師生、生生借助平臺更好地參與評價，最終得出結果。
——評價即時反饋，實時“糾錯—激勵”，破解技能操作評價時效性、客觀性差，生生、師生信息交互難的問題。
學校改革以往的單一評價模式，以促進學生全面發(fā)展為指導、以可視化評價為手段，借助評價結果動態(tài)分組，生生交互，實現(xiàn)教學目標分層及教學內(nèi)容分類；通過課堂生成豐富教學內(nèi)容，以錯誤操作過程視頻的記錄與推送，實時“糾錯—激勵”，助力學生反思溯源，凸顯以評促教、以評促改，最終形成“即時反饋”型數(shù)智技能課堂樣態(tài)。
“即時反饋”型數(shù)智技能課堂教學的有效實施離不開配套的數(shù)字化、智能化教學環(huán)境，學校通過新建數(shù)智實訓室和原有實訓室數(shù)智化改造兩個方面來做好環(huán)境建設。在實訓環(huán)境中架設可視化學習評價平臺，配套監(jiān)測操作過程的智慧硬件系統(tǒng)，形成理實一體化的課堂教學環(huán)境，形成良好的師生、生生、人機交互的課堂載體。
此外，學校創(chuàng)新“即時反饋”型數(shù)智技能課堂下的教法，借助智慧系統(tǒng)，先通過“導學—導訓—導評”，對學生掌握知識的情況進行分析，動態(tài)捕捉技能操作難點問題，根據(jù)這個結果完成動態(tài)分組；再通過“討論—探究—排故”解決上一過程中的難點問題或“合作—創(chuàng)新—提升”完成拓展任務；最后通過“展示—總結—報告”，完成整個技能教學。同時創(chuàng)新“即時反饋”型數(shù)智技能課堂上的學法，通過智慧系統(tǒng)資源平臺的自主學習、操作過程的即時反饋和師生、生生的充分交互，形成有診斷、有分析、有協(xié)商交互的學法邏輯。
“即時反饋”型數(shù)智技能課堂的創(chuàng)新，打造即時互動教學與反饋場景，增強學生學習能動性，使教師全方位關注學生學習效果、動態(tài)制定教學計劃，真正實現(xiàn)數(shù)智高效課堂。
——數(shù)字成長檔案，實現(xiàn)個性化技能進階，破解學生技能操作進階能力差異大、教學實施缺乏個性方案的問題。
學校根據(jù)可視化學習評價獲取的包括素養(yǎng)規(guī)范、知識結構、能力圖譜、成長曲線等內(nèi)容的數(shù)據(jù)，師、生、機三方針對每一名學生建立數(shù)字化個人技能成長檔案。
學校認真分析每一名學生的技能成長檔案并將其落實到課堂教學中。首先是準確研判學生技能發(fā)展水平，定制個性化課堂教學內(nèi)容。研判學生技能發(fā)展水平主要通過教師讀圖來實現(xiàn)，針對圖形反映出的學生技能掌握情況，系統(tǒng)會自動推送相應的教學資源，便于教師分層實施教學。其次是制定學科間融合方案。根據(jù)學生的成長檔案和技能特點，選擇性地推送相關選修課程，讓其技能特點更好地發(fā)揮；根據(jù)技能特點，選擇性地關聯(lián)相關創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、企業(yè)項目內(nèi)容，讓其技能有很好的應用場所；根據(jù)發(fā)展情況，選擇性地提前貫通高職相關技能課程內(nèi)容，讓中高職一體化更加順暢。最后是推行包括機制體制保障、環(huán)境保障、項目保障、資源保障的全面質量管理理念。
學生技能成長檔案貫穿整個人才培養(yǎng)過程，成為有效關聯(lián)學科、銜接年級、融通課崗證、貫通中高職的紐帶。
一項項改革，辨證施治；一次次創(chuàng)新，碩果喜人。“即時反饋”型數(shù)智技能課堂實現(xiàn)了三大創(chuàng)新：創(chuàng)新了課堂評價手段，率先利用AI技術解決技能操作學習全過程的數(shù)據(jù)采集、處理、評價；創(chuàng)新了課堂教學理念，率先提出了“評價即學習”的理念，改變原有評價只作為教學流程的一個環(huán)節(jié)的功能，通過教法創(chuàng)新、學法創(chuàng)新、評價創(chuàng)新，將教、學、評有機地融合在一起；創(chuàng)新了課堂教學模式，率先提出應從學習者發(fā)展的過程性動態(tài)性視角開展人機雙向交互的技能課堂教學。
解題
以效果為導向
特色鮮明成效喜人
隨著基于可視化評價系統(tǒng)的“即時反饋”型數(shù)智技能課堂的持續(xù)深入推進，學校發(fā)展呈現(xiàn)出一派豐收圖景。
平臺建設和資源開發(fā)方面，學校開發(fā)了可視化學習評價相關軟件3項、配套智能化教具3項、算法庫6類、標記圖片10000余張，成果被浙江省智慧課堂案例收錄，獲批國家軟件著作權與專利20余項，開發(fā)計算機應用、數(shù)字媒體技術、電子技術應用三大專業(yè)5門核心課程技能操作評價標準，開發(fā)項目式活頁教材3本、教學項目100余個。
課堂教學模式方面，學校通過對課堂教學改革前后過程性、靶向性、科學性、實時性等維度上的13個項目的對比，在實現(xiàn)多向交互即時評價、過程留痕、錯誤推送、動態(tài)圖譜、動態(tài)成長檔案建立等方面具有獨特的優(yōu)勢。
師生技能方面，學生參加技能大賽獲全國13金、省33金，工業(yè)機器人技術“1+X”職業(yè)技能證書考試全部通過；學生對口就業(yè)率高達97%，企業(yè)滿意度在90%以上，兩名畢業(yè)生考取博士；教師獲國家教學成果獎1項，參與國家課題研究1項，獲全國教學技能類大賽一等獎6人次、省一等獎10人次，獲評全國技術能手1人次、省技術能手7人次、浙江省名師2人次。
此外，學校從電子專業(yè)的應用開始，逐步擴展到3個專業(yè)8個學科20余名教師參與，通過科研共同體的力量，形成了多學科的“即時反饋”型數(shù)智技能課堂樣式并用于教學實踐，累計完成教學公開課20余節(jié)、課題論文20余篇、推廣會10余次；到目前為止，學校在該平臺開設國家公開課3次、省級公開課5次，組織全國范圍參觀20次以上，在全國骨干教師培訓、省教育信息化能力提升培訓、省中職電工電子教學大組年會等場合開展講座30次以上，超百所學校的2000多名教師受益，在10余所省內(nèi)外學校推廣應用；該成果得到《職教論壇》等多家報刊、網(wǎng)絡媒體報道，在國家、省市各類成果展、智慧教育展上展出4次，得到社會各界人士的好評。
令人驚嘆的成績背后，是杭州市電子信息職業(yè)學校對教學改革的不懈探索與成功實踐。未來，學校將以更高的站位、更寬的視野、更大的力度推動職業(yè)教育綜合改革落到實處、見到實處，助力區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展。（宣琪 陳亞萍）