“軟硬兼施，開放共享”畜牧獸醫(yī)類專業(yè)智慧學(xué)習(xí)空間的搭建與應(yīng)用

郭玉堃 陳龍保 魏通 朱金鳳

摘要：在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的時代背景下，社會對人才的需求不僅是擁有專業(yè)技能，更注重人才的綜合素質(zhì)和學(xué)習(xí)能力。智慧學(xué)習(xí)空間是提升學(xué)生綜合素質(zhì)和專業(yè)技能的有效途徑。以寵物診療專業(yè)為例，采用虛實結(jié)合的方式搭建了以學(xué)生為中心的“軟硬兼施，開放共享”的智慧學(xué)習(xí)空間，為學(xué)生的學(xué)習(xí)、教師的教學(xué)、企業(yè)的招聘提供幫助。

關(guān)鍵詞：高職教育；智慧學(xué)習(xí)空間；寵物診療

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代使物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新興技術(shù)迅速發(fā)展，它對人們的生活、學(xué)習(xí)、工作等方面產(chǎn)生了深遠而持久的影響。尤其新冠疫情后，高職學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方法等都產(chǎn)生了巨大變革，但由于缺乏智慧學(xué)習(xí)空間等新興實訓(xùn)平臺，學(xué)生的實訓(xùn)課程效果在疫情期間難以達到預(yù)期。因此，如何利用新興技術(shù)促進高職教育發(fā)展是亟待解決的難題。

寵物診療的專業(yè)技術(shù)和專業(yè)設(shè)備更新迭代較快，而專業(yè)技能教育滯后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展，寵物實訓(xùn)存在風(fēng)險大、成本高的問題，利用新興技術(shù)促進職業(yè)教育向信息化、數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程、存儲學(xué)生學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為學(xué)生提供個性化服務(wù)，幫助學(xué)生進行精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。

一、智慧學(xué)習(xí)空間的設(shè)計思路

空間是物質(zhì)立體呈現(xiàn)的客觀形式，表現(xiàn)為物質(zhì)存在的廣延性和伸展性[1]，即主體在特定活動展開中所依賴的情況和條件[2]。學(xué)習(xí)空間是基于學(xué)習(xí)環(huán)境支持的客觀存在[3]，是用來為學(xué)習(xí)者提供知識獲取的學(xué)習(xí)場所，傳統(tǒng)意義上的學(xué)習(xí)空間主要包括教室、實訓(xùn)室等，而智慧學(xué)習(xí)空間是在信息技術(shù)的支持下規(guī)劃設(shè)計全新的學(xué)習(xí)環(huán)境。

智慧學(xué)習(xí)空間的規(guī)劃和設(shè)計以學(xué)生為中心，由單一化向多元化、由封閉向開放共享發(fā)展，其基本要素主要包括學(xué)生、教師、資源、互動、評價、技術(shù)。因此，高職教育面向社會需求培養(yǎng)應(yīng)用型高等技術(shù)人才，社會、企業(yè)的參與必不可少。

建設(shè)智慧學(xué)習(xí)空間要滿足主體要素多樣化的需求，保持動態(tài)調(diào)整和更新，以滿足學(xué)生日益增長的學(xué)習(xí)需要。利用大數(shù)據(jù)分析、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR等技術(shù)實現(xiàn)高職學(xué)生隨時隨地進行實踐、了解未來工作崗位、與企業(yè)精準(zhǔn)溝通等功能。智慧學(xué)習(xí)空間要能夠極大程度地拓展學(xué)生的認知邊界，消除信息共享阻礙，為學(xué)生提供一個終身學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯發(fā)展的平臺。

二、智慧學(xué)習(xí)空間的模型構(gòu)建

職業(yè)教育就是為了培養(yǎng)職業(yè)人，是以傳授某種特定職業(yè)所需的知識、技能和職業(yè)意識的教育[4]。一直以來，高等職業(yè)教育都以培養(yǎng)與社會工作崗位相匹配的技能型人才為目標(biāo)，學(xué)校側(cè)重學(xué)生的基礎(chǔ)知識技能、專業(yè)核心素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)能力的提高。隨著高等職業(yè)教育的發(fā)展，社會評價體系在高職中的地位愈發(fā)重要，主要評價標(biāo)準(zhǔn)為能否滿足未來崗位的需要。因此，新時代學(xué)生培養(yǎng)的核心應(yīng)當(dāng)是理論聯(lián)系實踐的能力。社會不斷進步，隨之而來的就是技術(shù)革新，因此，每位職業(yè)院校學(xué)生在了解和掌握必備知識與技能的同時，還要保持終身學(xué)習(xí)的意識，與時俱進，尤其是要能充分利用當(dāng)下新興的信息技術(shù)進行有效且智慧的學(xué)習(xí)[5]。

（一） 智慧學(xué)習(xí)空間模型要素

高等職業(yè)教育智慧學(xué)習(xí)空間的主體要素為學(xué)生、教師、學(xué)校、企業(yè)，客體要素為支撐技術(shù)、資源、活動、評價等[6]。

本文以學(xué)生主體為中心，通過對現(xiàn)有資源的改造升級、搭建虛擬實驗室等手段，構(gòu)建“軟硬兼施、開放共享”的智慧學(xué)習(xí)空間。高職院校寵物診療專業(yè)智慧學(xué)習(xí)空間模型如圖1所示。

1、硬件支撐。智慧學(xué)習(xí)空間應(yīng)同時支撐線下和線上的智慧學(xué)習(xí)，線下智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建需要硬件物理設(shè)備的支撐。以寵物診療專業(yè)為例，線下智慧學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建主要為智能實訓(xùn)室、智慧教室、虛擬實訓(xùn)室等。

智能實訓(xùn)室的建設(shè)需要硬件設(shè)備的支持，如攝像頭、傳感器、電腦、專業(yè)實驗儀器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等。智慧教室在現(xiàn)有信息化教室的基礎(chǔ)上進行升級，增加平板電腦、路由器、交換機、無線AP設(shè)備、智能交互平板、充電柜、智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實現(xiàn)智慧教室，其中智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主要為室內(nèi)溫度傳感器、室內(nèi)光線傳感器、濕度傳感器等。虛擬實訓(xùn)室是智慧學(xué)習(xí)空間搭建的重點，主要利用先進的AR/VR技術(shù)、3D建模等技術(shù)實現(xiàn)。以寵物診療專業(yè)為例，眾多實訓(xùn)課程的練習(xí)需要利用實體寵物進行學(xué)習(xí)，使用大量寵物會造成較大的經(jīng)濟消耗，也不符合倫理，同時還存在有學(xué)生難以對活體寵物進行手術(shù)實訓(xùn)練習(xí)等，不合理的寵物使用還會帶來安全等問題。因此，虛擬實訓(xùn)室的搭建對于畜牧獸醫(yī)類專業(yè)十分必要。虛擬實訓(xùn)室可一站式解決以上實訓(xùn)課程遇到的問題，通過使用3D建模、AR/VR等技術(shù)實現(xiàn)學(xué)生通過模擬寵物進行各種類型的實訓(xùn)。

2、軟件支撐。硬件支撐主要服務(wù)于線下智能學(xué)習(xí)。智慧學(xué)習(xí)空間的主要目的是讓學(xué)生能夠創(chuàng)造性、隨時性的學(xué)習(xí)，因此，智能學(xué)習(xí)空間離不開軟件系統(tǒng)的支持。智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要面向的使用者為學(xué)生、教師、學(xué)校、企業(yè)、社會等。針對不同的使用主體，智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以提供相對應(yīng)的功能，例如針對學(xué)生主體，系統(tǒng)可遠程連接虛擬實訓(xùn)室，提供學(xué)生遠程實訓(xùn)功能，提供學(xué)生在線交流、在線問答、線上自主學(xué)習(xí)、學(xué)生評價、個性化學(xué)習(xí)資源推送等；針對教師主體，系統(tǒng)可提供學(xué)生管理、資源管理、在線交流、教學(xué)評價等；針對企業(yè)主體，系統(tǒng)可提供資源管理、學(xué)生評價、在線交流、在線招聘等。

（二） 智慧學(xué)習(xí)空間服務(wù)目標(biāo)

智慧學(xué)習(xí)空間集合了各種課程資源、學(xué)習(xí)工具資源及智慧實操實訓(xùn)資源[7]。智慧學(xué)習(xí)空間能夠為教師和學(xué)生提供開放共享式的軟件支持。尤其是在當(dāng)今“互聯(lián)網(wǎng)+”熱潮之下，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等應(yīng)用擁有先進技術(shù)的支撐，被廣泛應(yīng)用的智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠自動更新學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)進度等動態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的即時學(xué)習(xí)記錄，分析每位學(xué)生不同的學(xué)習(xí)進度，識別學(xué)生個人特征，目的是為每位學(xué)生提供智能且個性的學(xué)習(xí)服務(wù)業(yè)務(wù)。

1、學(xué)生群體智慧學(xué)習(xí)。學(xué)生是智慧學(xué)習(xí)空間的服務(wù)中心，智慧空間為學(xué)生提供智慧學(xué)習(xí)服務(wù)。根據(jù)每位學(xué)生的興趣、愛好、學(xué)習(xí)進度等提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)素材。這種方式能夠滿足學(xué)生的個性化需求，能激發(fā)出學(xué)生創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的熱情。

一是“目標(biāo)性”精準(zhǔn)理論學(xué)習(xí)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”環(huán)境下，學(xué)習(xí)是可以隨時發(fā)生的事情，那么學(xué)生本身的學(xué)習(xí)自主性表現(xiàn)得更顯著，這意味著學(xué)生有權(quán)掌握自己的學(xué)習(xí)進度和選擇自己的學(xué)習(xí)材料。智慧學(xué)習(xí)空間就是以教育大數(shù)據(jù)為支撐，通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)打上獨特標(biāo)簽，構(gòu)建立體且真實的“學(xué)生畫像”，最終展開針對性服務(wù)，具有為學(xué)生推薦學(xué)習(xí)資源、分析學(xué)習(xí)過程、考核學(xué)習(xí)效果的功能，并提供學(xué)生交流平臺，更重要的是支持隨時隨地、以任何終端和任何方式進行泛在學(xué)習(xí)。

二是虛擬仿真與現(xiàn)實環(huán)境實訓(xùn)學(xué)習(xí)。實訓(xùn)是高職教育培養(yǎng)應(yīng)用型人才最關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)，而真實的教學(xué)環(huán)境往往面臨實訓(xùn)環(huán)境與實際需求不匹配、設(shè)備缺失或老舊、教師不能第一時間指導(dǎo)等問題。因此，實訓(xùn)是職業(yè)教育智慧學(xué)習(xí)的重點教學(xué)單元，針對社會職業(yè)的具體需求，智慧學(xué)習(xí)空間通過提供虛擬仿真環(huán)境模式，診斷學(xué)生在工作過程中面臨的問題，最終在學(xué)生需要幫助時提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和分析。

三是理論與實踐知識共享。在高職教育的實際教學(xué)中，師資力量不平衡的問題十分突出，“雙師型”教師尤其短缺。一方面，由于很多教師是從本科院校畢業(yè)后直接應(yīng)聘到職業(yè)院校開始工作，缺乏本專業(yè)一線的臨床實踐經(jīng)驗[8]。另一方面，一線工人的理論很難對學(xué)生進行有效的教學(xué)指導(dǎo)。

為了解決這些問題，高職教育智慧學(xué)習(xí)空間應(yīng)運而生，它通過搭建知識交流平臺，共享優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，可以很好地平衡教育資源兩級分化的問題。在智慧學(xué)習(xí)空間中，學(xué)生承擔(dān)了知識的消費者和創(chuàng)造者的雙重角色，講臺上的教師已不是知識輸出的唯一方式了，學(xué)生們相互分享和指導(dǎo)的效果可能更為卓越。例如，在寵物外產(chǎn)科學(xué)課程內(nèi)容上，個別學(xué)生在實訓(xùn)的手術(shù)過程中洞察出非常關(guān)鍵的操作細節(jié)，他可以實時把自己的發(fā)現(xiàn)通過線上資源分享給其他同學(xué)和老師，他提供的內(nèi)容也是另一種形式的學(xué)習(xí)資料。因此，智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)打破了紙質(zhì)書本等傳統(tǒng)的知識來源，為學(xué)生提供了知識共享的平臺。

2、教師群體智慧教學(xué)。近年來，在線學(xué)習(xí)蓬勃發(fā)展，但真正的在線課程完成率卻相當(dāng)?shù)?。這個教育階段的學(xué)生存在自控能力差、思考能力差、實踐能力差等問題，如果沒有老師的督促和觀察，恐怕智慧學(xué)習(xí)只會是紙上談兵。因此，高等職業(yè)教育智慧學(xué)習(xí)空間應(yīng)通過以下方式為教師提供智慧教學(xué)支持。

一是確保師生有效、自然的互動。智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以支持師生隨時隨地在線互動，可以促進師生之間的溝通交流，及時解決學(xué)生的問題，從而提高教學(xué)效率，并且可以消除傳統(tǒng)課堂的無聊感，增加課堂樂趣[9]。

二是智能學(xué)習(xí)的過程分析。智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)擁有巨大的數(shù)據(jù)中心庫，可以通過感知、統(tǒng)計、整理和分析學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中的多種數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供服務(wù)的同時進行學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的雙重管理。智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)還可以通過記錄學(xué)生在線學(xué)習(xí)時長、練習(xí)及作業(yè)答題、測驗與考試、分享互動信息等結(jié)果，自動跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，從而獲取學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的數(shù)據(jù)，形成多維度統(tǒng)計分析報告。

三是精準(zhǔn)個性化教學(xué)資源推送。信息化學(xué)習(xí)資源和工具是專業(yè)教師在備課和教學(xué)過程中的重點，智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以為教師提供全方位的教學(xué)服務(wù)，包括微視頻資源、學(xué)習(xí)工具、仿真環(huán)境、信息化課程等內(nèi)容。智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)里豐富多樣的學(xué)習(xí)資源與教師授課內(nèi)容的匹配融合可以大幅度提高教師備課和授課的效果。

3、企業(yè)群體智慧引導(dǎo)。高等院校的主要任務(wù)是為企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才，而隨著企業(yè)需求不斷變化，人才培養(yǎng)也必須與時俱進。因此，將企業(yè)主體引入智慧學(xué)習(xí)空間，讓企業(yè)參與人才培養(yǎng)過程有助于提升學(xué)生的專業(yè)技能和就業(yè)能力。

一是支持企業(yè)參與教學(xué)資源的規(guī)劃。智慧學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)支持企業(yè)布局教學(xué)資源，教學(xué)資源是整個教學(xué)過程中非常重要的部分，企業(yè)參與教師學(xué)習(xí)資源規(guī)劃，將企業(yè)職業(yè)培訓(xùn)資源加入學(xué)習(xí)資源庫，使學(xué)生在校職業(yè)教育期間有針對性地進行企業(yè)崗位專業(yè)知識學(xué)習(xí)，為學(xué)生獲得崗位專業(yè)知識提供幫助。

二是支持企業(yè)指導(dǎo)學(xué)生的實訓(xùn)。智慧學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)支持企業(yè)參與指導(dǎo)學(xué)生實訓(xùn)過程，高職院校培養(yǎng)的專業(yè)技術(shù)人才主要面向企業(yè)實訓(xùn)，實訓(xùn)是高職院校實用型人才培養(yǎng)的重要組成部分。目前，高職院校實踐培訓(xùn)課程與社會崗位需求不匹配。智慧學(xué)習(xí)空間引入企業(yè)提供實訓(xùn)課程規(guī)劃、學(xué)員實訓(xùn)成果審核、學(xué)員實訓(xùn)相關(guān)問題交流、學(xué)員實訓(xùn)能力考核等功能，學(xué)生在實訓(xùn)方面實現(xiàn)了以企業(yè)為導(dǎo)向，促進了高等職業(yè)院校培養(yǎng)更符合企業(yè)需求的人才。

三是支持企業(yè)在線招聘。智慧學(xué)習(xí)軟件系統(tǒng)支持企業(yè)在線招聘，高職院校學(xué)生培養(yǎng)要以就業(yè)為導(dǎo)向，同時企業(yè)急需專業(yè)技術(shù)型人才，雙方都需要一個交流平臺。智慧學(xué)習(xí)空間提供在線招聘平臺，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)期間了解企業(yè)招聘需求，可以幫助學(xué)生找到理想工作，同時也為企業(yè)招聘提供人才。

三、高職寵物診療專業(yè)智慧學(xué)習(xí)空間應(yīng)用場景

高職寵物診療專業(yè)的智慧學(xué)習(xí)空間可以支撐師生的智慧教學(xué)與智慧學(xué)習(xí)。系統(tǒng)有多樣化應(yīng)用場景，例如，智慧“課堂”支持教師組織的課堂教學(xué)活動，智慧“移動互聯(lián)學(xué)習(xí)”幫助學(xué)生通過智能手機、平板電腦等端口隨時隨地學(xué)習(xí)，智能“實訓(xùn)室”幫助學(xué)生進入虛擬或真實的實訓(xùn)環(huán)境，對整個學(xué)習(xí)過程進行實時監(jiān)控，便于精準(zhǔn)提供個性化服務(wù)。

（一） 智慧“課堂”

學(xué)生的專業(yè)知識大部分在課堂上獲得，因此，智慧學(xué)習(xí)空間首先要滿足智慧“課堂”的要求，能夠服務(wù)于教師和學(xué)生兩大主題要素。

1、支持教師課程內(nèi)容準(zhǔn)備。智慧學(xué)習(xí)空間可以在課程開始前接收課堂教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)，為教師客觀分析班級整體和學(xué)生個體兩部分的學(xué)習(xí)狀況，為教師準(zhǔn)備課堂教學(xué)內(nèi)容和組織課堂教學(xué)活動提供一定依據(jù)，系統(tǒng)會根據(jù)教師需求智能審核并推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源，為教師備課提供服務(wù)。

2、支持開展智慧學(xué)習(xí)活動。智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以提供工具支持師生多層次的學(xué)習(xí)活動，例如，提問出題、分組討論、研究活動、投票、點名、課堂小作業(yè)、投屏等多種形式的課堂互動。

3、學(xué)習(xí)情境感知。通過溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感應(yīng)器、紅外傳感器、攝像頭等學(xué)習(xí)情境感知設(shè)備，將每位學(xué)生個性學(xué)習(xí)過程的所有數(shù)據(jù)進行完整保存，為接下來學(xué)生的個性化智能推送提供材料支撐[10]。

4、學(xué)習(xí)過程的保存。保持學(xué)生學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)完整，為后續(xù)個性化智能推送提供數(shù)據(jù)庫。

（二） 智慧“移動互聯(lián)學(xué)習(xí)”

智慧學(xué)習(xí)空間提供基于云計算的服務(wù)，彌合現(xiàn)實與數(shù)據(jù)之間的差距。學(xué)生的學(xué)習(xí)檔案和學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)存儲在云端，學(xué)生可以隨時隨地進行訪問學(xué)習(xí)，不受終端等條件限制。學(xué)生使用手機掃描書本熱點即可自動下載學(xué)習(xí)資源、進入學(xué)習(xí)討論、進行虛擬實驗，極大地擴展了紙質(zhì)書本的覆蓋面，實現(xiàn)了線上線下資源的融合。智慧學(xué)習(xí)空間的最終目標(biāo)是幫助學(xué)生獲取知識和技能，并激發(fā)他們的創(chuàng)造力。與其他智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)不同，該系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和評估目標(biāo)受企業(yè)和行業(yè)需求的影響，因此，在資源和工具的配置上需要參考企業(yè)和行業(yè)的需求。

（三） 智慧“實訓(xùn)室”

培養(yǎng)學(xué)生獲得專業(yè)技術(shù)能力是職業(yè)教育課程人才培養(yǎng)的終極目標(biāo)，但“會”和“做”之間存在顯著差異。因此，在理論知識之外還為學(xué)生提供了實訓(xùn)基地，讓他們練就真本領(lǐng)，培養(yǎng)實踐技能。一是基于增強現(xiàn)實的學(xué)習(xí)環(huán)境，在學(xué)生日常真實學(xué)習(xí)過程中可以通過智慧學(xué)習(xí)系統(tǒng)實時獲得動手操作的細節(jié)指示、專業(yè)問題解答等幫助，充分實現(xiàn)知識線上和線下、理論和實踐的無縫銜接。二是完全模擬真實的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生可以在圖書館、宿舍甚至家中通過仿真學(xué)習(xí)環(huán)境進行虛擬學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。

小結(jié)

智慧學(xué)習(xí)空間以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)造型人才為目標(biāo)，智慧學(xué)習(xí)空間不是簡單的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)，而應(yīng)該是現(xiàn)實與虛擬、線下與線上的一個結(jié)合體。本文以寵物診療專業(yè)為例，構(gòu)建一個“軟硬兼施、開放共享”的智慧學(xué)習(xí)空間。智慧學(xué)習(xí)空間以學(xué)生為中心，以空間所需功能為出發(fā)點，改善現(xiàn)有學(xué)習(xí)環(huán)境，構(gòu)建一個軟硬件結(jié)合、多用戶參與、開放共享的智能學(xué)習(xí)空間。

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基金項目：2021年度河南省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目“畜牧獸醫(yī)類專業(yè)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新與實踐”，項目編號：2021SJGLX900。

作者簡介：郭玉堃（1990-），女，河南沈丘人，博士，講師，研究方向：教學(xué)改革與研究。

（責(zé)任編輯 董國珍）