周子月,王 琦,劉光潔

(1.長春師范大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,吉林 長春 130032;2.煙臺科技學(xué)院數(shù)據(jù)智能學(xué)院,山東 煙臺 265699)

2022年1月,國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》指出,“要深入推進(jìn)智慧教育與‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’持續(xù)健康發(fā)展,建設(shè)數(shù)字化校園是推進(jìn)中職院校信息化工作的主要手段”[1]。2023年3月,教育部發(fā)布《教育部高等教育司2023年工作要點》,要求深化實驗教學(xué)改革,加快“虛仿2.0”建設(shè),打造實驗教學(xué)新模式,以實現(xiàn)人工智能的創(chuàng)新教育[2]。

數(shù)字化課程建設(shè)是加快信息化建設(shè)的關(guān)鍵步驟。隨著信息化時代的到來,教育也在不斷地發(fā)展和進(jìn)步。然而中職院校數(shù)字化課程教學(xué)卻未能完全適應(yīng)這一變革和現(xiàn)代教學(xué)需求,仍然存在填鴨式教學(xué)和直接生搬硬套線上資源的授課方式。基于此,本文構(gòu)建了SPOC與虛擬仿真相結(jié)合的教學(xué)模式,對教學(xué)過程的不同階段進(jìn)行設(shè)計,即課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)以及課后鞏固三部分,并對實驗效果進(jìn)行總結(jié)。

1 相關(guān)概念

1.1 數(shù)字化教學(xué)

所謂數(shù)字化教學(xué),是指教師和學(xué)習(xí)者在數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境中,遵循現(xiàn)代教育理論和規(guī)律,既把課程內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字化多媒體信息綜合處理,又把利用光盤存儲的高密度壓縮的教育教學(xué)信息資源或網(wǎng)絡(luò)共享的數(shù)字化教育教學(xué)資源融合到課程教學(xué)過程中,采用多種現(xiàn)代化的數(shù)字信息檢索和獲取方式,以數(shù)字化教學(xué)模式進(jìn)行培養(yǎng)適應(yīng)新世紀(jì)需要的具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的復(fù)合型人才的教學(xué)活動[3]。

1.2 虛擬仿真實驗教學(xué)

虛擬仿真實驗教學(xué)依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機(jī)交互、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù),創(chuàng)設(shè)高度仿真的環(huán)境。學(xué)生在虛擬環(huán)境中開展實驗,達(dá)到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)目的。虛擬仿真實驗教學(xué)運(yùn)用計算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)和多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué);通過AI等技術(shù)產(chǎn)生的3D虛擬場景,產(chǎn)生畫面、聲音等;通過自然的語言、手勢等與使用者進(jìn)行即時互動,將使用者置于特定情境中,從而創(chuàng)造出一種適合人類的多維度資訊空間,以協(xié)助教師進(jìn)行教學(xué)。

1.3 小規(guī)模限制性在線課程(SPOC)

小規(guī)模限制性在線課程(Small Private Online Course,SPOC)的概念是由?？怂菇淌谧钤缡褂玫腫4]。它以小規(guī)模和限制性準(zhǔn)入的特點著稱,能夠顯著提升MOOC的學(xué)習(xí)效果。

2 中職平面設(shè)計課程教學(xué)存在的主要問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,中等職業(yè)教育不僅滿足了勞動力市場需求,也為國民經(jīng)濟(jì)增長和社會發(fā)展提供了重要的人力資源保障。中職平面設(shè)計課程主要包括素描與色彩、Photoshop基礎(chǔ)與案例、Maya建模、平面與色彩構(gòu)成、包裝設(shè)計、視頻剪輯等。其涵蓋內(nèi)容廣泛,并且對教學(xué)環(huán)境以及教學(xué)內(nèi)容有著較高的要求。雖然國家對中職教育的重視程度和資金投入不斷提高,但中職計算機(jī)平面設(shè)計課程的教學(xué)模式、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容等仍存在以下問題。

2.1 生源復(fù)雜,學(xué)生基礎(chǔ)較差

中職學(xué)校學(xué)生主要來自初中畢業(yè)生或高中輟學(xué)生,學(xué)生的綜合素質(zhì)較低,缺乏創(chuàng)造能力;日常課業(yè)以基礎(chǔ)知識為主,缺乏實踐訓(xùn)練,難以提高綜合設(shè)計能力;沒有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),缺乏正確引導(dǎo)。中職平面設(shè)計專業(yè)的教師一般畢業(yè)于藝術(shù)類院校,沒有接受過系統(tǒng)的教師技能培訓(xùn)。

2.2 數(shù)字化建設(shè)不足,教學(xué)模式陳舊

中職學(xué)校的數(shù)字化建設(shè)需要大量資金投入,由于學(xué)校經(jīng)費(fèi)有限,往往無法滿足數(shù)字化建設(shè)的需求。數(shù)字化教學(xué)需要教師具備信息化技術(shù)和教育理念,但目前對中職學(xué)校教師的數(shù)字化教育培訓(xùn)和支持相對不足。目前中職學(xué)校仍然多以傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué),雖然使學(xué)生的基礎(chǔ)知識較為扎實,但無法有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)評估方法陳舊,多以成績?yōu)閷?dǎo)向,不能多方位、多角度地測評學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.3 教學(xué)資源落后,缺少實訓(xùn)

中職平面設(shè)計專業(yè)學(xué)制三年,要求培養(yǎng)有扎實平面設(shè)計方面的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)技能的人才。當(dāng)前,中職學(xué)校大部分的教學(xué)環(huán)境還停留在“計算機(jī)+投影”的模式上,這不利于學(xué)生對“分析、評價和創(chuàng)造”的高階認(rèn)知目標(biāo)的培養(yǎng);教科書等教學(xué)材料更新滯后,跟不上快速發(fā)展的信息技術(shù)的步伐;實訓(xùn)課程教學(xué)內(nèi)容落后,長期以來形成“重理論、輕實踐”的局面。學(xué)生畢業(yè)后并不能將其所學(xué)知識直接應(yīng)用于實際工作中,無法滿足社會對中職人才的需求。

3 中職平面設(shè)計課程數(shù)字化教學(xué)改革思路

3.1 依托數(shù)字化平臺,構(gòu)建教學(xué)模式

依托數(shù)字化平臺構(gòu)建教學(xué)模式是當(dāng)前中職學(xué)校數(shù)字化教育發(fā)展的重要方向。《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃(2014—2020 年)》指出,建立面向全社會的優(yōu)質(zhì)數(shù)字化教學(xué)資源庫是數(shù)字教育的重要任務(wù)之一[5]。

在實際教學(xué)中,教師可通過數(shù)字化平臺提供的在線課程和遠(yuǎn)程教學(xué)功能,為學(xué)生提供個性化指導(dǎo);將教學(xué)資源數(shù)字化并集中整合,使學(xué)生能夠方便地獲取和共享各類教學(xué)資源;利用數(shù)字化平臺提供的虛擬仿真資源,讓學(xué)生在虛擬場景中進(jìn)行實踐探索;通過數(shù)字化平臺所收集和分析的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行教學(xué)調(diào)整等。教師在線下教學(xué)中發(fā)揮引導(dǎo)作用,為學(xué)生答疑解惑,講授重點、難點,夯實學(xué)生的基礎(chǔ)知識。學(xué)生可以在線上進(jìn)行自學(xué)、討論、自測,教師進(jìn)行全過程的學(xué)習(xí)監(jiān)督和智能化評價,將形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合。

3.2 結(jié)合虛擬仿真技術(shù),實現(xiàn)智慧教學(xué)

2022年3月,國家職業(yè)教育智慧教育平臺正式上線運(yùn)營,包括專業(yè)教學(xué)資源中心、精品在線開放課程以及虛擬仿真實習(xí)實訓(xùn)中心等。在數(shù)字教育資源庫方面,平面設(shè)計專業(yè)教育資源庫的建設(shè)應(yīng)該以“能學(xué),輔教”為目標(biāo),并遵循科學(xué)實用、共建共享、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。同時,以教研課題、“雙萬計劃”建設(shè)、智能教育平臺應(yīng)用為抓手提高虛擬教研水平。

中職計算機(jī)平面設(shè)計課程是一門以實踐為主的課程。以往很多優(yōu)質(zhì)計算機(jī)平面設(shè)計課程雖然可以很好地進(jìn)行知識傳授,但無法開展線上實驗。如今,可以基于5G云渲染技術(shù)和3D渲染引擎公共服務(wù)平臺,進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(VR)內(nèi)容設(shè)計制作、VR內(nèi)容渲染、遠(yuǎn)程教育評審和實驗等,這為智慧教學(xué)的有效實施提供了保障。同時,數(shù)字化環(huán)境與數(shù)字化工具的發(fā)展也大大推進(jìn)了啟發(fā)式、討論式、合作式等教學(xué)模式的實施。例如Photoshop基礎(chǔ)與案例、Maya建模、平面與色彩構(gòu)成、包裝設(shè)計等課程都可以利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)。

3.3 創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用技能

當(dāng)前,中職學(xué)校承擔(dān)著培養(yǎng)適應(yīng)時代需求的技能型人才的重要任務(wù)。在新基建、新環(huán)境、新思路的背景下,中職學(xué)校應(yīng)該積極跟進(jìn)時代步伐,運(yùn)用現(xiàn)代化的教育技術(shù)和教育資源,探索新的教學(xué)方法和教學(xué)模式。通過更新教育理念和教學(xué)內(nèi)容,結(jié)合最新的行業(yè)趨勢和技術(shù)發(fā)展,中職學(xué)?？梢詫嵤└N近實際需求的教學(xué)活動,培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。

在實施創(chuàng)新教學(xué)的過程中,中職學(xué)校還應(yīng)積極借助新技術(shù)和數(shù)字化資源。例如,運(yùn)用虛擬仿真技術(shù),通過在線學(xué)習(xí)平臺等遠(yuǎn)程教育方式,擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)渠道和資源獲取方式。同時,通過數(shù)據(jù)分析和個性化輔導(dǎo),幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)不足、挖掘潛力,并進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。

3.4 提升教師素養(yǎng),加強(qiáng)信息技術(shù)能力

2021年8月,教育部、財政部發(fā)布了《關(guān)于實施職業(yè)院校教師素養(yǎng)提高計劃(2021—2025年)的通知》,提出面向職業(yè)院校骨干教師,采取集中研修、項目實操等形式[6]。研修內(nèi)容包括數(shù)字化教學(xué)資源開發(fā)制作應(yīng)用,混合式教學(xué)組織實施,虛擬現(xiàn)實(VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(AR)、混合現(xiàn)實(MR)、人工智能(AI)等新一代信息技術(shù)應(yīng)用,教學(xué)管理信息化應(yīng)用等。

在教師研修過程中,應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行個性化培訓(xùn)考核;組織教師進(jìn)行教學(xué)研究,鼓勵教師發(fā)表論文、參與教改立項;舉辦智慧教學(xué)課程競賽、教學(xué)改革創(chuàng)新大賽等賽事;組織集體備課、評課觀摩等活動;要求教師能夠?qū)崟r掌握教學(xué)數(shù)據(jù)、分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況等。

4 平面設(shè)計課程數(shù)字化教學(xué)改革的應(yīng)用實例

下面以中職平面設(shè)計課程教材《Maya 建?！分心K2中級建?！蝿?wù)2.1的建筑房屋建模[7]為例,探討平面設(shè)計課程數(shù)字化教學(xué)改革的實施過程

4.1 課前預(yù)習(xí)

首先,教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合本班學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況進(jìn)行預(yù)測分析,制定課程教學(xué)目標(biāo)。本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)可以分為以下三點:(1)知識與技能目標(biāo):使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用建模軟件進(jìn)行簡單建筑建模,能夠掌握建模的技巧和技能,能夠熟練運(yùn)用模塊的相關(guān)命令進(jìn)行操作;(2)過程與方法目標(biāo):學(xué)生通過學(xué)習(xí)理解建模的總體思路,增強(qiáng)自主探究、合作交流解決問題的能力;(3)情感態(tài)度價值觀目標(biāo):通過體會整體建模的過程,使學(xué)生增強(qiáng)整體思維能力。

在課程目標(biāo)確認(rèn)后,教師進(jìn)行課程設(shè)計,完善課程結(jié)構(gòu);根據(jù)教材內(nèi)容準(zhǔn)備教學(xué)資源,將思考題、練習(xí)題以及教師制作的虛擬仿真設(shè)計圖推送給學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí);提前發(fā)布課程任務(wù),激發(fā)學(xué)生的好奇心,使學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂。學(xué)生提前下載課件資源進(jìn)行學(xué)習(xí),并熟悉課程任務(wù)。例如,教師利用相關(guān)軟件將房屋建筑進(jìn)行建模,并將其仿真虛擬化,進(jìn)行有效的問題引導(dǎo)。學(xué)生利用VR全景模型進(jìn)行觀看與研究,實現(xiàn)所見即所得的設(shè)計效果,并站在旁觀者的視角去觀察與體驗。

4.2 課上學(xué)習(xí)

基于課前的準(zhǔn)備,課堂上營造了師生交流反饋的教學(xué)環(huán)境。教師起主導(dǎo)作用,學(xué)生是課堂學(xué)習(xí)的主體。如果學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況未達(dá)到教學(xué)要求,教師再通過相關(guān)教學(xué)資源進(jìn)行教學(xué),而后學(xué)生深入探討VR全景模型或者房屋建筑模型。學(xué)生在設(shè)計模型時,詳細(xì)了解模型的整體和內(nèi)部結(jié)構(gòu),如建筑的外形、門窗、瓦片等的制作過程,使學(xué)生不僅獲得知識,也獲得新體驗;教師將學(xué)生在探討過程中發(fā)現(xiàn)和提出的知識性和技術(shù)性問題進(jìn)行總結(jié),并且有針對性地進(jìn)行答疑解惑,使學(xué)生更好地了解課程的基本內(nèi)容。

在這一階段,教師可以采取小組討論、小組競賽等方式,指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行交互學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí),從而提高學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)效率。教師可以設(shè)置AR/VR自主制作模塊、小組教學(xué)模塊等,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),并與學(xué)生進(jìn)行溝通、探討。

4.3 課后鞏固

在數(shù)字化教學(xué)中,教師可以實時對學(xué)生的作業(yè)完成情況和考試成績進(jìn)行管理,監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)任務(wù)的完成度,進(jìn)行教學(xué)反思;學(xué)生可以進(jìn)行課程檢索,了解知識圖譜,并進(jìn)行在線討論、課后提問、提交作業(yè)等學(xué)習(xí)活動。

在建筑房屋建模教學(xué)中,可以將學(xué)生課后鞏固學(xué)習(xí)分為建筑總體結(jié)構(gòu)、門窗制作、瓦片制作以及細(xì)部調(diào)整四部分。教師可以對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行篩選整理,選擇出與教學(xué)目標(biāo)相近、培訓(xùn)技能相似的內(nèi)容。

4.4 教學(xué)改革效果評價

教師可以設(shè)置評價表進(jìn)行師生共同評價,包括學(xué)生自評、教師評價以及綜合評價,更好地了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對知識的掌握程度。

抽取某中職學(xué)校二年級相同進(jìn)度的兩個班級進(jìn)行對照實驗,A班為實驗組、B班為對照組。將學(xué)生成績進(jìn)行對比分析,如表1所示。兩班在建筑總體結(jié)構(gòu)上把握程度近似,但在門窗制作、瓦片制作、細(xì)部調(diào)整三方面的成績差距較大,實驗班學(xué)生通過SPOC與虛擬仿真相結(jié)合的智慧課堂學(xué)習(xí),明顯加深了理解程度。在綜合評價成績方面,A班綜合評價分?jǐn)?shù)為89.125,明顯高于B班的85.875。由對比數(shù)據(jù)可以看出,實施SPOC與虛擬仿真相結(jié)合的實驗教學(xué)班級學(xué)習(xí)效果明顯比對照班的學(xué)習(xí)效果好。

表1 測驗成績對比表

5 結(jié)語

在中職平面設(shè)計課程中運(yùn)用SPOC與虛擬仿真相結(jié)合的教學(xué)設(shè)計模式,能夠為教學(xué)活動的實施營造良好的環(huán)境,發(fā)揮小組合作的優(yōu)勢,調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,從而提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)專注度與學(xué)習(xí)效率。同時,在較為真實的情境中進(jìn)行設(shè)計與制造,可以有效地提高學(xué)生的動手能力。