数字技术赋能职业教育高质量发展的技术机理和应用探索

■黄泽文

（广州城市职业学院，广东 广州 510405）

先进数字技术的快速发展正冲击着职业教育传统的教学方式、教学管理和人才培养理念。推进现代职业教育的纵深改革，需要充分利用数字技术作为最新一代生产工具的重要作用，构建职业教育数字生态环境，推动传统教育向智能教育转变。把数字技术应用于教学当中，有利于适应“数字原生代”快速、离散的学习惯性，建立以学生为中心的人才培养模式，助力学生个性、全面、自由的发展；在教学管理中，应用数字技术，将会进一步优化教学评估与诊断、教学监控以及教学决策，有助于显著提升教学管理水平，构建精准、灵活的教学服务管理体系。本文从实际出发，探究数字技术赋能职业教育高质量发展的技术机理和应用探索，并在此基础上提出数字化时代职业教育高质量发展的建议，以期为相关问题提供借鉴。

一、数字技术赋能职业教育高质量发展的技术机理

数字技术的飞速发展不断给教育领域带来颠覆性、丰富性、创新性的新业态。当今，应用于职业教育领域的数字技术主要包括人工智能技术、区块链技术、5G 技术、大数据技术、云计算技术以及虚拟仿真技术。

（一）人工智能技术协同作用机理

人工智能技术的跨界协同、人机融合功能，使其在职业教育中的应用越来越广泛，在教育教学改革、教学管理、教学方式、实训学习等方面出现了人工智能的研究与应用，成为现代职业教育高质量发展的重要助推器。在信息时代成长起来的学生，更青睐于从网络中获取知识，不局限于传统的课堂教学和教材书本，颠覆了“一言堂”的上课方法和“单一”的教育空间。人工智能为教学创造了一个很好的智能化环境，学校公共空间向物理空间和数字空间并存的多样化方向发展[1]，促进了学生的个性化发展和创新水平，同时也对学生的思维方式产生很大的冲击；此外，人工智能已经成为教学教师的强大助手，能够通过交互模型、教学模型等模拟优秀教师进行问题的解答、知识的传授、试卷的批阅等，教师与人工智能充分协作是未来教育重要发展趋势；另外，在教学管理方面，人工智能通过大量的数据训练，可以打造以信息聚合为基准的职业院校教学规划平台，构建基于情境感知的职业院校教学监测体系，创设基于智能评价的动态化教学质量诊断机制，推行数据智能与人文关怀并重的融通式教学决策[2]。例如，阿联酋教育部推出了一个先进的数据分析平台，利用人工智能算法从大量数据中得出教学决策。该系统中共有1200 多所学校进驻，系统中的学生总数超过120 万人；该数据分析系统包括课程、学习资源、教师专业发展、绩效报告、职业技能、学生和教师的反馈以及PISA和TIMSS等国际评估的分数；同时，阿联酋教育部有设立了一个数据分析部门，致力于机器学习算法的开发，用以支持该国教育系统的战略研究[3]。

此外，基于人工智能技术开发的大型自然语言模型ChatGPT[4]，为教育领域带来巨大的变革，推动学校教学模式的智能化发展。利用ChatGPT 技术，教师可以开发新的智能教学模式，如探究式学习、协作式学习、问题解决学习、基于项目的学习、体验式学习、悦趣性游戏化学习，帮助学生更高效地学习[5]。

（二）区块链技术的去中心化机理

区块链技术本质上是一种链式数据结构，包括分布式存储技术、共识机制、非对称加密技术、智能合约技术，具有高度的去中心化特征，能够保证系统中数据的唯一性，让数据的安全性得到很好的保障。随着技术的不断成熟，区块链技术在教育领域也被广泛应用，“区块链+教育”的模式逐渐被认可和推广。区块链3.0 阶段[6]的技术为数字教育环境的构建、数字资源的共享、教学资源供给侧改革、教学管理流程再造、教学质量转型等方面提供可靠的技术支持，在构建现代职业教育学习体系、重构学校空间、推动数字化管理方面带来了新的机遇。

学分银行建设充分利用了区块链的优势技术[7]，打破传统学习模式和考评模式，构建客观公正且永久的数字化学习记录。分布式存储技术和非对称加密技术可以允许学校用户、培训企业用户记录学习者的学习数据，包括上传学习结果、证书、获奖信息、企业实习情况等，在系统中建立学习者学习档案；同时，区块链的共识机制能够让学分银行系统中的学生学习数据具有很高的公信力，确保数据的安全、公开与公正；区块链的智能合约技术能够让学生成果认证、积累和转换更加透明、公开，学分银行中学校用户和机构用户能够对学生学习成果录入时间、成果认定规则、转换方法及审批过程等有清晰的了解，有利于提高学分转换效率和准确性。

此外，区块链在职业教育管理中也有多方面的应用，如学生管理平台、教务平台、财务平台、图书馆平台等方面均有应用区块链的相关技术，全面记录学生在学校中学习、生活情况，提高管理效率。

（三）5G 技术的万物互联机理

作为新一代通信技术，5G 技术的网络速度得到了较大的提高，覆盖范围更广、移动效能更好、信息传输低延迟等技术特性，让万物互联成为现实。5G 技术从2019年受到广泛关注以来，其构建的全新通信环境，推动了教育领域教育教学智能化、学习方式多元化、学习资源丰富化的巨大变革，众多学校纷纷探索5G 技术在教学改革、教育管理方面的应用。

一方面，5G 是一种通信技术，需要与其他数字技术结合，才能真正的发挥其功能。例如，在教学过程中5G技术和机器人的结合，利用5G 技术的高速率特点，完成机器人的大数据量运算、存储和传输，提高机器人和学习者的交互性，为学生开展更多个性化学习；利用5G 的低延迟性功能，将其与VR/AR/XR 等虚拟仿真技术相结合，可以丰富教学场景，让教学更加生动形象，推动沉浸式教学的打造，激发和培养学生的创新思维。另一方面，5G技术的移动性，可以让不同地区条件下因地制宜开展合适的学习体验活动，让在不同的学习条件下都得以实现；5G广覆盖的技术特性，提高了教育的公平性，让偏远地区的学校能够从网络中学习更多的知识，缩小了由于经济原因而造成的区域教育不平衡，提高了教育的公平性。

（四）大数据技术精准分析机理

大数据技术的实质并不是指掌握数据的多少，而是对掌握数据的专业化分析和处理，并对分析结果进行合理、有效的利用。职业教育对大数据挖掘技术的需求分析可以分为数据驱动和需求驱动两种类型。数据驱动的分析取向是从拥有的关键数据资源，如各类政策与管理文件、学校发展战略、招生数据、课程数据、师生背景信息、校友数据、管理数据和督导反馈数据等出发进行分析；需求驱动的分析取向则强调从学生的需求出发，并将不同类型的变量、学生需求和教育质量指标联系起来[8]。

大数据技术可以提高学校对大量数据的存储、整理、分析和处理能力，在职业教育中有许多的应用，特别是在教育管理方面，可以利用大数据对教育早期风险进行识别、对学生学习情况进行诊断和评估、为学校决策提供有效的数据支撑等。利用数据表征，学校可以对学生具体学习情况进行全面的跟踪、监控、评估，为学生建设全景画像，构建精准的教学诊断体系，并按照反馈情况改进学习策略，以提高教学效果和学生的学习质量；另外，利用大数据可视化技术，从生源、教学状态、图书借阅、科研情况等维度开展教育管理应用场景的可视化分析，可为教育管理提出改进的思路[9]。

（五）云计算技术的分布式机理

云计算技术是通过网络将大量的数据资源进行整合，并在网络上对数据进行处理计算，其最大的特点是可以实现“分布式计算”。云计算中的“云”资源可以实现随时随地获取和无线扩展。云计算是职业教育数字化改革发展的重要技术支撑之一，可以有效解决职业教育中网络资源分配不均、“信息孤岛”、资源陈旧等问题。2007年，Google 与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基美隆大学、麻省理工学院、史丹佛大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支援[10]。2010 年，湖南省启动基于云计算构建了“世界大学城”网络学习平台、广东省构建了广东省职业教育服务云平台等，为职业教学提供了更多、更好的普适性教学服务和多元化教学资源。

（六）虚拟仿真技术的虚实结合机理

虚拟仿真技术是职业教育数字化发展的重要应用技术。利用虚拟仿真技术，职业学校可以与传统教学相结合，打造“沉浸式”的智慧教学场景，如智慧教室、全息成像学习环境等；另外，把虚拟仿真技术应用与实践教学当中，能够实现远程控制实训设备、虚拟化实训场景等，建设虚拟智慧学习工场，为学生提供多元化的实践学习方式。例如，渤海船舶职业学院与三个船舶生产企业联合，利用VR、AR、AI 技术建设虚实共生的船舶智能制造实训基地，分别是与山海关船舶重工有限责任公司建设船体和船动实体实训基地、与渤海船舶重工有限责任公司建设生产型焊接和船电实训基地、与安徽工布智造工业科技有限公司建设智能装配实训基地；同时在校内按照虚实共生的理念建设对应的船舶智能制造虚拟仿真实训基地，包括船体制造、智能焊接、船舶电气、船舶动力、智能装配5 个虚拟仿真实训中心和1 个安全生产体验中心[11]。

二、数字技术赋能职业教育高质量发展的应用探索

（一）智慧化教学的应用探索

在数字化时代，传统的教学方式面临巨大的冲击和挑战，数字技术给教学方式带来巨大变革。如何利用先进数字技术，遵循学生的学习特点，提供合适教学服务是职业教育面临的重要挑战。

数字技术在职业教育中是多种技术应用的集合。一方面，在课堂教学上，利用“人工智能+5G+虚拟仿真+云计算技术”，开发教学专用平台，实现课前推送预习知识、实时回答学生疑问、知识内容资源传送等功能；设计智能教育助手，模拟教师处理课程中简单、重复性事情，同时帮助学生开展个性化学习；开展网络学堂，构建线上和线下相结合的智慧课堂；开发游戏化教学，将游戏元素和游戏规则融合到课程教学当中，利用游戏的趣味性，激发学生的学习动机和探索精神，提高学生学习的有效性。另一方面，在实训课程上，与校企合作公司利用“人工智能+5G+虚拟仿真技术”共同建设智能化实训场地，模拟真实的实训环境，让学生能够在学校也能够体验工作环境、工作流程、工作规范。

（二）个性化学习的应用探索

个性化学习、沉浸式学习是数字化时代学生学习的重要方式，学生拥有更多的学习自主权，从传统以教师为中心的学习方式转变为以学生为中心；此外，学习方式越来越多元化，学习资源的获取更多地依靠网络形式。因此，上述学习方式的转变让大规模个性化学习成为可能，以“人工智能+5G+云课程+虚拟现实”为主的数字化教育方式，有可能改变巴甫洛夫等提出的“训练- 知识检验- 训练”的传统教育模式。因此，数字化时代下学校应加强智慧校园的建设、5G网络的建设以及提高学生拥有数字学习设备的比例，以实现学生的个性化学习和沉浸式学习。

（三）智能化评价的应用探索

人工智能技术、大数据技术等为学校智能化评价方式改革和发展提供了重要的技术支撑，为学生的考试和综合素质评价提供了更多客观量化的材料。一方面，利用人工智能技术设计的虚拟教师助手，能够帮助老师对线上课程实现自动评价，不仅可以减少教学的任务量，而且可以让评价更加客观公正和及时；另外，通过大数据技术可以跟踪学生的学习和成长情况，可以对学生开展综合性评价，转变依靠单一性学业水平评价，为学生提供适应性和个性化教学支持。另一方面，智能化的评价方式能够把评价结果直接反馈给老师、管理者、家长和学生，学生也可以针对反馈结果对自身学习进行调整。

智能化评价模型构建由三部分组成。第一部分是评价数据的获取，利用人工智能技术采集评价数据的获取，即把学生在学习过程中产生的各种数据进行采集，并对数据进行存储和预处理；第二部分是对收集到的数据进行分析和处理，然后利用大数据技术对学生的数据进行深入挖掘，形成学生的学习评价和综合素质评价；第三部分是对学生的评价进行可视化处理，并自动推送给老师、学生和家长。

（四）数字化管理的应用探索

在先进数字技术的赋能下，职业学校的教育管理会更加精细化和扁平化。大数据技术、云计算技术、5G 技术消除了部门之间的“信息孤岛”，推动数据共享和流动，促使职业学校管理智能化、透明化、自动化和快捷化，为学校决策的制定提供更好依据。

数字化教育管理首先要利用5G 技术、人工智能技术和视频技术，对学生课堂情况和老师的教学数据进行收集；利用大数据技术，把学校各部门的数据进行连通，打造畅通无阻的区域性数据信息库，实现数据信息能够随时随地上传、获取。其次，利用云计算技术对学校数据进行在线的清洗、整理和分析，并在网络上进行可视化展示；利用区块链技术，对学生、老师的档案进行在线的处理。最后，利用大数据技术和人工智能技术对学校全面数据进行分析，并定时推送至相关管理部门。

三、职业教育应对数字化发展的实践进路

（一）加强学校数字化建设

强化学校数字化建设是职业学校应对数字化时代发展的重要举措。首先，学校领导对数字化建设的重视，是建设数字化校园的前提；其次，制定符合学校发展需要的数字化战略，并将其列入学校的发展规划当中，从战略层面对学校数字化建设进行规划，以确定发展的目标和方向；最后，加强学校数字化基础设施建设，包括5G 信号网络铺设、智能设备安装等硬件设施以及学习监测系统、智慧课室系统、虚拟仿真模拟系统等软件设施的建设，是学校数字化发展的重要基石。

（二）提高教师的数字化能力

教师是学校教学数字化改革的参与主体，教师数字化能力的提高有助于最大化发挥数字设施的应有作用，也是开展高质量教学的重要保障。学校可以为教师提供数字技能进修班课程、开展相关的技术技能讲座，提高教师数字化意识和教学技能。另外，学校还可以让教师参与到智慧教室的设计、网络课程的开发等工作当中，让教师充分了解学校数字化建设的过程，提高教师数字化应用效能。

（三）增强学生数字化综合素质

高水平的数字化综合素质，有利于学生适应数字化的学习方式，更好地开展个性化学习。在数字化时代成长的学生，虽然对数字技术有了一定的了解，但是大部分学生不能很好地将其应用到学习当中。因此，学校应该开展相关的课程或素质教育，让学生对常用的数字技术有更为深入的了解和应用，让学生更加适应数字化教学模式，并利用数字化技术提高创新能力和水平。

（四）加强数字化建设的交流与合作

数字技术快速更新与发展的特点，让学校的数字化建设不能故步自封、闭门造车，而需要“走出去”，加强与周边学校、企业的合作交流。学校应经常组织学生参加与数字化建设相关的交流活动，紧跟技术发展趋势，学习数字技术在职业教育中的最新应用；同时，加强与先进数字企业的合作，邀请相关企业参与学校数字化建设，让学校数字化建设更为合理。

四、结语

数字技术赋能职业教育能够让学校的发展更加适应时代的发展，更能培养符合时代需求的高质量职业人才。数字技术给职业教育教学的发展带来巨大的挑战和机遇，把数字技术应用于教学当中，将会促使教学目标、教学模式、教学内容、课程结构等发生重要的变化；在教学管理中应用数字技术，将会进一步优化教学评估与诊断、教学监控、以及教学决策。学校的数字化转型建设是一项可持续化的战略项目，需要学校紧跟数字技术的发展而不断调整、创新。