“即时反馈”型数智技能课堂的速度与激情

慧聪教育网 2022-04-06 17:05 来源：中国教育报

【慧聪教育网】“反馈”一词在控制论中是指在某一行动和任务完成之后，对实际结果进行比较，从而对下一步行动的进行产生影响，起到控制作用。如今，这种反馈方法已经发展成为人们观察和处理问题的重要思维和方法之一。把反馈方法应用到教学中形成的反馈教学模式是通过教学信息反馈来进行教学反思、优化教学策略、提高教学质量的一种教学组织形式。

数字化、智能化时代，杭州市电子信息职业学校直面学生技能操作过程中存在的问题，通过自主研发技能操作可视化学习评价系统，构建人机双向交互的“即时反馈”型技能教学模式，不仅破解了学生在技能操作过程中遇到的一个个问题，还将难点打造成学校教学改革的一个个亮点，在推动课堂高质量发展的同时，为中职教育的提质增效提供了改革发展样本，值得学习、借鉴与推广。

应局

以问题为导向

直面问题梳理清单

问题向来是探索与实践的出发点和教学改革的逻辑起点。学校直面学生技能操作学习过程中评价实现难，评价时效性、客观性差，师生、生生课堂交互缺乏手段支持，教学实施缺乏个性方案等问题。认真梳理问题清单，积极探索解决问题的方法和路径。

破局

以目标为导向

精准施策破解难题

学校以培养高技术技能人才、大国工匠为目标，通过开发智慧系统、创新评价体系、建立数字成长档案，构筑数智技能课堂，从而激发学生的主动性、积极性和创造性，全面提高学生的实践能力和创新能力。

——开发智慧系统，获取全过程即时数据，破解技能操作过程性评价实现难、课堂教学诊断缺乏时效数据的问题。

可视化学习评价系统开发分为硬件开发与软件开发两个部分。硬件系统由传感器网络及图像视频采集网络组成，用于捕获技能操作全过程动态数据，实现技能操作过程和结果数据的数字化、网络化转变；软件系统一体化整合了数字资源教学平台、算法库、图像识别图库、数学模型库，实现教学资源的共享及技能操作过程数据的识别、处理、评价、存储，并利用“奇异点”标定法进行结果溯源、个性化精准推送；软硬件的有效联动通过评价向量的确定、技能操作过程的采集识别、技能操作数据的数学建模处理、评价结果数据的靶向推送及评价呈现的多维可视，最终实现对学生技能操作学习的可视化即时评价。

智慧系统对学生技能操作学习的评价兼具结果评价与过程评价。阶段性结果类的数据主要采用传感技术获取，测量结果类的数据主要采用智能仪表获取，为即时将整个技能操作结果数据反馈给学生做好准备。操作图表数据，比如学生的作品或绘制好的图形曲线类的信息，则通过图片自动识别与人工判断相结合的方式获取。素养类评价数据，如学生的课堂参与度、操作的规范程度，通过采集能表征其特性的量化数据并通过模糊数学模型转换获得。

值得一提的是，智慧系统借助三种数学运算和模型，将采集到的技能操作初始数据“二次加工”，形成可视化评价数据。第一种是通过各向量及权重算术和获取学生的技能操作学习的综合成绩，即以可视化学习评价系统采集技能教学中学生各评价向量的数值，再以各自的权重及对应的分值进行算术求和，得到一名学生技能学习的综合分数。第二种是利用“奇异点”标定靶向推送错误视频及相关学习资源。“奇异点”即远离分布整体的量测值，“奇异点”标定就是将学生操作的节点数据与正确数据进行比较，从而判断操作过程是否出错，如果出错，则利用AI技术推送对应的操作视频片段及关联的学习资源。第三种是利用数学建模将素养类表征数据转变为量化数据。如对学生课堂参与度、班级活跃度这类感知性比较强、无法直接量化的指标的评价，在系统数据的支撑下，师生、生生借助平台更好地参与评价，最终得出结果。

——评价即时反馈，实时“纠错—激励”，破解技能操作评价时效性、客观性差，生生、师生信息交互难的问题。

学校改革以往的单一评价模式，以促进学生全面发展为指导、以可视化评价为手段，借助评价结果动态分组，生生交互，实现教学目标分层及教学内容分类；通过课堂生成丰富教学内容，以错误操作过程视频的记录与推送，实时“纠错—激励”，助力学生反思溯源，凸显以评促教、以评促改，最终形成“即时反馈”型数智技能课堂样态。

“即时反馈”型数智技能课堂教学的有效实施离不开配套的数字化、智能化教学环境，学校通过新建数智实训室和原有实训室数智化改造两个方面来做好环境建设。在实训环境中架设可视化学习评价平台，配套监测操作过程的智慧硬件系统，形成理实一体化的课堂教学环境，形成良好的师生、生生、人机交互的课堂载体。

此外，学校创新“即时反馈”型数智技能课堂下的教法，借助智慧系统，先通过“导学—导训—导评”，对学生掌握知识的情况进行分析，动态捕捉技能操作难点问题，根据这个结果完成动态分组；再通过“讨论—探究—排故”解决上一过程中的难点问题或“合作—创新—提升”完成拓展任务；最后通过“展示—总结—报告”，完成整个技能教学。同时创新“即时反馈”型数智技能课堂上的学法，通过智慧系统资源平台的自主学习、操作过程的即时反馈和师生、生生的充分交互，形成有诊断、有分析、有协商交互的学法逻辑。

“即时反馈”型数智技能课堂的创新，打造即时互动教学与反馈场景，增强学生学习能动性，使教师全方位关注学生学习效果、动态制定教学计划，真正实现数智高效课堂。

——数字成长档案，实现个性化技能进阶，破解学生技能操作进阶能力差异大、教学实施缺乏个性方案的问题。

学校根据可视化学习评价获取的包括素养规范、知识结构、能力图谱、成长曲线等内容的数据，师、生、机三方针对每一名学生建立数字化个人技能成长档案。

学校认真分析每一名学生的技能成长档案并将其落实到课堂教学中。首先是准确研判学生技能发展水平，定制个性化课堂教学内容。研判学生技能发展水平主要通过教师读图来实现，针对图形反映出的学生技能掌握情况，系统会自动推送相应的教学资源，便于教师分层实施教学。其次是制定学科间融合方案。根据学生的成长档案和技能特点，选择性地推送相关选修课程，让其技能特点更好地发挥；根据技能特点，选择性地关联相关创新创业、企业项目内容，让其技能有很好的应用场所；根据发展情况，选择性地提前贯通高职相关技能课程内容，让中高职一体化更加顺畅。最后是推行包括机制体制保障、环境保障、项目保障、资源保障的全面质量管理理念。

学生技能成长档案贯穿整个人才培养过程，成为有效关联学科、衔接年级、融通课岗证、贯通中高职的纽带。

一项项改革，辨证施治；一次次创新，硕果喜人。“即时反馈”型数智技能课堂实现了三大创新：创新了课堂评价手段，率先利用AI技术解决技能操作学习全过程的数据采集、处理、评价；创新了课堂教学理念，率先提出了“评价即学习”的理念，改变原有评价只作为教学流程的一个环节的功能，通过教法创新、学法创新、评价创新，将教、学、评有机地融合在一起；创新了课堂教学模式，率先提出应从学习者发展的过程性动态性视角开展人机双向交互的技能课堂教学。

解题

以效果为导向

特色鲜明成效喜人

随着基于可视化评价系统的“即时反馈”型数智技能课堂的持续深入推进，学校发展呈现出一派丰收图景。

平台建设和资源开发方面，学校开发了可视化学习评价相关软件3项、配套智能化教具3项、算法库6类、标记图片10000余张，成果被浙江省智慧课堂案例收录，获批国家软件著作权与专利20余项，开发计算机应用、数字媒体技术、电子技术应用三大专业5门核心课程技能操作评价标准，开发项目式活页教材3本、教学项目100余个。

课堂教学模式方面，学校通过对课堂教学改革前后过程性、靶向性、科学性、实时性等维度上的13个项目的对比，在实现多向交互即时评价、过程留痕、错误推送、动态图谱、动态成长档案建立等方面具有独特的优势。

师生技能方面，学生参加技能大赛获全国13金、省33金，工业机器人技术“1+X”职业技能证书考试全部通过；学生对口就业率高达97%，企业满意度在90%以上，两名毕业生考取博士；教师获国家教学成果奖1项，参与国家课题研究1项，获全国教学技能类大赛一等奖6人次、省一等奖10人次，获评全国技术能手1人次、省技术能手7人次、浙江省名师2人次。

此外，学校从电子专业的应用开始，逐步扩展到3个专业8个学科20余名教师参与，通过科研共同体的力量，形成了多学科的“即时反馈”型数智技能课堂样式并用于教学实践，累计完成教学公开课20余节、课题论文20余篇、推广会10余次；到目前为止，学校在该平台开设国家公开课3次、省级公开课5次，组织全国范围参观20次以上，在全国骨干教师培训、省教育信息化能力提升培训、省中职电工电子教学大组年会等场合开展讲座30次以上，超百所学校的2000多名教师受益，在10余所省内外学校推广应用；该成果得到《职教论坛》等多家报刊、网络媒体报道，在国家、省市各类成果展、智慧教育展上展出4次，得到社会各界人士的好评。

令人惊叹的成绩背后，是杭州市电子信息职业学校对教学改革的不懈探索与成功实践。未来，学校将以更高的站位、更宽的视野、更大的力度推动职业教育综合改革落到实处、见到实处，助力区域经济社会发展。