教育数字化技术赋能高职数学课堂变革研究与实践

柴彦红

［摘           要］  面向教育数字化转型背景下职业教育人才培养需要，聚焦高职数学在职业教育教学中的基础学科地位，厘清高职数学课堂教学数字化变革内涵表征；基于赋能属性与教学理论，分析数字技术赋能高职数学课堂变革要素，实践数字技术赋能高职数学课堂变革模式，以期对职业教育数字化转型中的基础学科教学改革研究和试点行动有所助力。

［关    键   词］  职业技术教育；数字技术；高职数学；课堂变革

［中图分类号］  G712                    ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2024）04-0073-04

一、研究背景

课堂是知识技能传承的主渠道，是教与学活动实施的主阵地，是解决培养什么人这一教育首要问题的主战场，其立德树人、传道解惑、培育灵魂的功能随着科技发展和时代变迁不断调整和丰富，战略使命举足轻重且不可替代。变革课堂就是变革教育，变革课堂就是变革未来，只有啃下课堂教学这一“硬骨头”，才能将人才培养的最终指向落到学生身上，从而真正实现立德树人育英才[1]。党的二十大报告对我国“推进教育数字化”作出重要的战略部署，教育数字化的大力推进，赋能职业教育教学实践场域迎来新一轮的全新缔造[2]，是对职业教育教学生态的重塑。教育数字化赋能职业教育表征是利用人工智能、大数据、云计算、虚拟仿真等数字技术激发职业教育系统的内潜力，其价值旨归于通过提升职业教育的信息化供给水平为受教育者提供高品质的个性化教学活动，促推传统职业教育向智慧教育方向深刻变革[3]。正如在数字技术的加持下，“数字技术+职业教育”的优势日益凸显，促使数字技术赋能课堂理念变革、课堂样态重建。

二、国内外数字化赋能课堂变革学术梳理及研究动态

（一）国外研究起步早范围辐射广

在国际上，美国、德国等发达国家对课堂历史演变与发展变革研究比国内早，已抢占数字化时代的发展先机。有学者在对课堂进行概念界定的基础上，从包括人性化、混合性、开放性、智能性、生态性和交互性在内的课堂空间特征角度进行深入研究[2]。有学者从教育发展决策部门、社会岗位供给单位和人才培养机构等层面将数字化赋能课堂变革作为技术技能型人才培养、数智教学模式变革、数字资源建设等重点行动领域。

（二）早期研究体现技术工具性与人文性研究并重

有学者从场所环境观、情景活动观、交互整体观、认同合作观、生命价值观等角度分析，认为课堂是知识传承的场所，是师生之间、生生之间进行信息传递、交流探索、发展认知的生命活动，是一个融合价值与生命的载体。如美国北卡罗来纳州立大学的SCALE-UP教室设计；美国麻省理工学院阐明课堂作为学习共同体，可由参与者平等、自由、协助地组成传承、创新的乐园。有学者认为课堂也是一个生命体，是教与学活动中探索实践者所追求的预设与生成之间的一种动态平衡，提出课堂应是充满生命活力、富有情感交织、能够思想交流和鼓舞人心的。有学者号召课堂变革要坚持技术标准与人文标准相结合，利用技术手段实现学生、教师与数字技术伙伴共同成长、协同促进、智慧生成。

（三）国内职业教育数字化逐浪潮头，课堂变革脚步不断加快

2014年，《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》《现代职业教育体系建设规划（2014—2020年）》接连重磅发布；2015年，《高等职业院校创新发展行动计划（2015—2018年）》发布，加快了职业教育数字化的步伐；2017年，《关于进一步推进职业教育信息化发展的指导意见》重点部署发展目標、建设路径和保障措施；2015年、2020年先后两次发布《职业院校数字校园规范》为职教数字化促进课堂内外转型发展做好政策引领；《职业教育信息化发展报告（2021版）》显示，74.54%的职业教育已使用电脑、投影仪、电子白板等多媒体设备[4]，变革原有传统黑板加粉笔的教学环境，使课堂空间呈现虚实融合、动态交互。

三、数字技术赋能高职数学课堂变革的内涵表征

从教育发展的历史看，随着社会生产力和科技水平的发展，课堂变革经历了一个从初始形态到单一定型方式，再到多元综合形态的演变。近现代信息技术在传统教室中的应用，对教室的空间形式和结构提出了一些新的要求，从世界上最早的学校苏美尔的泥板书屋，到现代多媒体教室、智慧教室；从单间教室的学校，到群组教室、班群教室的数字校园等，无不是科技革命和产业变革赋能教育理念转变的成果。就理念变革而言，数字技术赋能高职数学课堂变革原有为高素质技术技能人才人文素质培养服务的定义，向多元协同、智慧融通和协调发展的未来社会培养高素质创新型人才、能工巧匠、大国工匠的数治理念服务转变。就空间变革而言，基于工作过程的高素质技术技能型人才的职业素养、人文素养培养模式促使高职数学课堂教学空间扩展延伸，走向虚拟空间、智慧空间，倒逼高职数学在学科根基上发挥其在人文素养与数学素养供给上的优势，在数字技术赋能下实现“现实课堂”与“虚拟课堂”“智慧课堂”的沉浸式融合。就教学变革而言，以课桌椅、黑板、讲台等装备为特征的传统教室，在数字技术赋能下变革为人机协同、虚拟仿真和智能可视化课堂等。

四、数字技术赋能高职数学课堂变革要素

（一）数字技术赋能高职数学课堂理念变革

数学知识更多是对思维的内化训练，合理应用数字技术使虚拟现实成为数学课堂教学的要素之一，在学生、教师和其他课堂要素的交互中发挥作用，构建高职数学课堂的个性化教学活动。例如采集学生数据画像，继而结合数学课程教学目标与教学内容，为学生推送匹配的学习路径、个性化学习活动和智能化支持服务，从而实现数据驱动的定制化教学。高职数学课堂变革应拓展延伸课堂空间，多维度弥合线上线下混合教学，高站位宽视野地将数学理论与在线资源有效融合，持续创新课堂教学模式，为数字技术赋能高职数学课堂变革奠定深厚基石，落实提高技术技能人才的人文素养、数学素养，培养其问题解决能力和可持续发展能力。

（二）数字技术赋能高职数学课堂空间变革

以大数据、人工智能、数字画像和数字孪生等为代表的数字技术为课堂空间从实体化向虚拟化过渡、固定化向个性化转变、零散化向集群化升维、孤岛化向数智化融合提供了主要支持[1]。数字技术赋能高职数学课堂空间变革，向传统黑板加粉笔的数学课堂空间注入创新能力和决策能力，提供弹性化、动态化、情景化和按需定制的课堂教学服务。智慧教室和大数据为创设真实的教学情境提供支持；知识图谱、模式识别和机器学习技术可实现高职数学课堂教学资源的实时提炼和动态推送，为学生提供自主适应学习服务；数字画像和数字孪生技术可实现基于多模态数据融合的学生学情动态分析及实时可视化，为高职数学课堂教学效果动态画像评价提供支持。

（三）数字技术赋能高职数学课堂教学变革

在现代职业教育进入提质培优、增值赋能新阶段，传统高职数学课堂中的新知识、新信息、新任务由教师单开链传授的局面一去不返，交互式教学资源库成为破解学习时间和空间限制的渠道。2022年，我国以“1个职教大脑·数字驾驶舱系统、2个二级平台、4个子系统和4个分中心”为主体的国家职业教育智慧教育平台建构完成，全方位推动职教数字化[4]。与此同时，教育数字化建设促使教师不局限于提供最好的课堂讲授，还能通过提升自身的信息化教学水平成为教学的主导，如设计学习环境、指导学习策略设计、拓展学习深度和落实课程育人等。

（四）数字技术赋能高职数学课堂教学评价变革

数字技术赋能课堂变革的教学评价是课堂变革效能的标尺。依托数字技术实现多维度数据联动、动态精细画像、全景个性评价是教学评价的目标；依托数字技术对课前主观能动、课中自主探索、课后拓展等提升意愿进行评价，是伴随式过程评价的有效手段；借助数字技术进行分布式数据处理、画像构建评估，同时不断修正评价模型，最终实现多维度全过程教学评价，是助力课堂变革的有力保障。

五、基于“双创”融合的翻转课堂混合式教学模式变革实践

（一）数字技术赋能，实践“双创”融合翻转课堂教学模式

作为“互联网+教育”的首个示范区，宁夏于2020年建成“互联网+教育”大平台，完成教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校。高职数学课堂教学改革实践研究项目以自治区教学质量工程项目高职数学（经济类）资源共享精品课程平台为主平台、各学校智慧教室为主阵地同步开展课堂教学实践。

借助互联网、校园网和网络教室构建一个可感、可视、可测的信息化教学平台，将课程学习与学生专业知识对接，通过高职数学（经济类）精品课程平台发布课前学习任务、预习提纲，使学生根据提纲充分利用互联网资料库，以小组合作方式搜集线性规划问题实例建立“数学+企业策划案”，以图片、文字、PPT等形式上传到指定资料包，教师及时了解、掌握学生的知识学习与实践过程并给予指导，通过对学生企划案进行整理形成课堂教学资料，对学生自主学习进行评定。这一教学平台实现了信息交流网络化、教学资源多元化、评价体系多维化，延伸了课堂的宽度和深度，丰富了学生的学习模式，为学生的自主学习创设了有利条件。以“数学+企业策划案”为载体设计构建小组企业生产模型的过程，成为数学知识学习和生产生活实践相交融的“学中做，做中学”的有效载体；教学过程让学生感知“生活处处有数学、专业处处用数学”。信息化教学平台与能力培养，具体设计构架见图1所示。

在职业教育数字化转型的加持下，高职数学课堂教学按照新时代职业教育适应产业发展，就业导向由“职业指导”向“职业生涯教育”转换的新要求，将创业项目策划与创新思维品质助力技能素养提升（以下简称“双创”）融合于教学实践，构建以“数学+企业策划案”为学习载体的“双创”融合翻转课堂混合式教学模式（见图2）。

（二）数字技术赋能，完成“真题实景”情境学习体系设计

利用高职数学（经济类）资源共享精品课程在线开放教学资源，遵循数学知识学习过程，创设“真题实景”沉浸式学习情境，引导学生围绕“学生参与经营活动中实现成本最小化与利润最大化”这条主线，构建“两本一案 三赛一评”情景学习体系。运用课前导学任务引导学生完成“市场调研本”和“聪聪理财本”；课中采用线上+线下混合式教学实现创设情境学习，解决模拟企业经济活动问题，体验知识应用价值的沉浸式学习路径；课后利用数字资源拓展延伸学习深度广度，以“数学+创业企划案”成果作为团队协作学习评价依据。在数字技术加持下的“两本一案 三赛一评”情景学习体系，实现了教师关注每一个学生的学习态度和效果，并及时给予个性化的教学指导的教法改革，实现了以学生为主体，自主地在情景教学中感知—体验—获得—实践学习的理论知识，实现了数学课程的实践性教学，教法更加符合学生学习实际。情景学习体系整体行动导向设计见图3所示。

六、实践效果

（一）学生满意度问卷调查

在教学实践中，对财经类职业院校大数据与会计、金融管理、经济贸易、人工智能与信息工程等财经商贸类专业学生进行问卷调查统计结果表明（见表1），学生普遍认为数字技术赋能高职数学课堂学习资源更加符合认知水平，是提高学生学习积极性、主动性的有效方法，线上教学资源是线下课堂教学的有力补充，融入了与信息化时代密切相关的新元素，课程思政元素挖掘“润物无声”，使教师讲授不再单一而枯燥，练习的方法也是学生乐于接受的，对提升学习兴趣有很好的促进作用。

（二）实践效果分析

第一，学生参与翻转课堂学习兴趣和积极性显著提高。教学过程借助精品课程资源和智慧教室，采用线上线下混合式教学，弥补了传统教学封闭、狭窄、枯燥、低效等缺陷，可充分调动学生学习的积极性和主观能动性，实践性教学使得学生“动”起来，课堂“活”起来。信息化教学手段下数学课程实践性教学使学生学习积极性显著提高。

第二，教学目标达成度明显提升。从课前测试结果→课堂测评结果→课后作业情况对比分析发现，学生的理论知识成绩显著提高。从课堂中学生对生产生活案例自主探究剖析能力的渐进到课后团队模拟实践的独立完成对比分析发现，学生的知识应用能力显著提高。从课中有机融入课程思政元素时学生的专注度和认同度可以看出，课程思政育人成效显著提高。

第三，建课模式创新，具有借鉴和推广价值。教学中充分借助互联网资源发挥了学生思维活跃、网络信息量大的特点，学生课前查阅资料自学、课中分享学到或能想到的案例及存在的疑惑、课后查阅资料拓学，资料共享、课堂共建，师生有备、有思、有做、有惑，最后达到有解，课堂双向交流，充分发挥了学生的主观能动性。

七、结束语

本文基于数字技术赋能高职数学课堂变革的视野，研究职业院校课堂变革的内涵要义，探索数字技术赋能高职数学课堂变革的基本要素、内涵表征、课堂教学、教学设计和评价模式等。在研究中仍需要解决教师作为教学主导，如何由技术的观望者和忠实执行者转向技术的创造者和设计者这一突出问题以及满足后疫情时代教学需要，创新数字技术赋能高职数学课堂应用、变革课堂教学流程、全面重塑课堂教学样态等问题。

参考文献：

［1］谢幼如，邱艺，刘亚纯.人工智能赋能课堂变革的探究［J］.中国电化教育，2019（9）：72-78.

［2］李晓娟，王屹.技术赋能：职业院校教师数字素养的要义、挑战及提升［J］.中国职业技术教育，2021（23）：31-37.

［3］王羽菲，和震.人工智能赋能职业教育：现实样态、内在机理与实践向度［J］.中国远程教育，2022（5）：1-8，76.

［4］張欣.数字化助力职教高质量跃升［N］.中国教育报，2023-02-11.