电子“云实训”——技能信息化教学4.0
目前技能教学常以班级为单位开展，据不完全统计我市中职学校班级建制在40人左右。40名学生“争夺”1名教师的教学资源，再加上老套的教学手段，是目前技能教学产生信息交互低效、操作标准不一、教学资源不能按需分配、学生自主性弱、教学痕迹流失等诸多问题的根源。随着互联网技术和新能源技术为代表的第三次工业革命的大规模爆发，微博、微信、微视频、Pad、智能phone的大规模出现，信息传输、获取效率及数量得到了巨大的提升。我们应该借助这些现代化的教学手段来改造我们的实训环境、改变我们知识传递技能习得的方式，从根源上解决目前技能教学存在的问题。 一、“云实训”技能教学概念界定的三个主体 我校结合省资源库基地及数字校园建设的契机，搭建了一个“云实训”平台：包括一个现代化的实训操作平台、一个数字化教学资源库平台、一个现代化多媒体平台。这个平台具备了数字化教学资源整合、及时交互、教学数据统计、分析、共享等功能。技能教学在这样环境下实施，我们把它称之为“云实训”。“云实训”技能教学模式下技能教学的教学内容、教师、课堂这三个的主体将发生变化。 （一）“云实训”技能教学，数字化教学资源是教学内容的主体 “云实训”教学是以数字化教学资源作为教学内容。说到数字化教学资源，诸位谈论最多的是电子教案、电子学案、电子教材、教学课件、虚拟动画、操作视频等由教师或第三方制作的资源。而忽略了最有价值的教学资源其实是来自课堂本身、来自学生自身操作的一些视频、图片、文字、数据。这些资源如同一个个生命体不断的成长、进化，学生使用这些资源，如同体验教学，学生感受会更深、主动性会更强。 （二）“云实训”技能教学，三明治结构的三师是教学组织的主体 “云实训”技能教学模式下，借助“云实训”平台的功能，将原先实训课的1师增加到了3师，如图1所示：教师（底层）、数字化教学资源（夹心）、在线的行业专家（顶层）。这大大提高了师生比，优化了教师资源。同时用数字化资源作为教师学生结合自己掌握情况选用相应的资源，学习变得更自主，行业专家参与实训教学可以让教学更贴近企业标准和需求。学生从三个方面获取知识，如同享受“三明治”知识大餐。 
图1“三明治”结构的三师组成 （三）“云实训”技能教学，自助式的学习的学生是教学实践的主体 “云实训”技能教学模式下的课堂与目前的课堂形式有着很大的差别。目前实训课堂形式还是主要以教师讲授，配合一些教学课件、视频、学案等来开展，学生上课的目光都聚焦在教师周围，一个班的学生只有教师一个资源。“云实训”技能教学淡化了教师的主导作用，而增强了学生的主导地位，教师在课堂中提出问题和项目任务要求，学生在做中学，每一个知识点、技能点说明、视频都能在数字化资源库中寻得，每个学生都有自己的资源。 二、“云实训”技能教学环境搭建的三个平台 “云实训”技能教学得以实现，教学环境建设是关键，环境建设不是预算越高越好、设备越贵越好，而是要结合“云实训”技能教学所需要达到的功能来选型或者来开发。 （一）“云实训”硬件平台建设 硬件建设是“云实训”开展的设备保障。根据“云实训”平台的功能要求，我校开发了“云实训”硬件平台（图2-1，图2-2），并同时获得了国家实用新型发明专利，专利号为201320586340.8。硬件平台需包括电脑（智能终端）、视频监控设备、电子技能实训用仪器设备、网络设备。 
图2-1“云实训”硬件平台（学生桌） 
图2-2“云实训”硬件平台（教师桌） 图2-1、2-2中1.学生桌2.教师桌3.摄像头，4.显示器，5.信号发生器，6.交流电源，7.直流电源，8.电源分配器，9.数字式示波器，10.恒温焊台，11.高清摄像头，12.围板，13.散热孔。 电子技能实训仪器嵌装在教师桌和学生桌的桌面上，并与桌面齐平，电脑用来加载数字化资源库平台，学生桌电脑和教师桌电脑通过网络相连。实训桌上的摄像头可拍摄下教师桌和学生桌上的实验操作过程，学生通过电脑可清晰地观看到教师的操作过程，教师通过电脑也能清晰地观看到每张学生桌上的实验过程，实现教师和学生的一对一交流，总体硬件系统架构如下图2-3所示。 
图2-3“云实训”硬件系统架构 （二）“云实训”数字化教学资源库平台建设 “云实训”资源库平台如图2-4所示，是数字化资源的载体，是很好的把资源、硬件、教学结合在一起组成一个系统的关键，“云实训”模式下平台建设需注意以下五大块功能模块。 
图2-4“云实训”资源库平台 1、统一身份认证功能模块 统一管理学生登录情况，实现查询所有项目资源及自己以上过课的评价结果。 2、实训项目资源发布、上传/下载、修改功能模块 发布、上传、下载、修改数字化资源包括文本、图片、视频、数据等（需支持多种格式），让资源如同生命体能够成长进化。 3、实时视频图像传输功能模块 1）教师通过显示屏能够查看每个学生的操作情况，并且能够实时点看任意一个学生的独立摄像头视频数据，并可用于广播示范教学。同时根据需求在一定容量允许下有录制保存到资源库。 2）能够广播播放教师机上资源库内的视频 3）能够实时传输教师机上独立摄像头视频数据给学生机。 4、实时评价反馈功能模块 1）教师可以对学生操作过程中的各项指标进行评价，通过文字或者图形来体现，并能及时反馈到学生，评价内容以学生为单位汇总存档以便查看。 2）各类评价若以分数形式计算，那么系统可以设定教师评价、学生评价、系统自动评价等各种评价的分值所占百分比，并计算得出每个学生最后的评定，并且学生可以查看整个学期下来每一次每个部分的评价。 3）实时和非实时帮助系统，非实时帮助系统是对于一个教学项目而言，教学资源库中有项目相关的知识点及在完成项目过程中会出现的问题一一记录在内，学生可以针对自己的问题选择性查看。 5、数据结果统计分析汇总功能模块 1）以项目为单位的数据统计，每个项目结束后，系统可以对在预设及新建评价要求条件下（本堂课的教学目标完成情况），对本次课的评价结果做个统计分析，完成整个班同学各条评价要求完成情况的柱状分析图，存入系统，日后可查。 2）以学生为单位的数据统计，对于一个学生而言可以对其一段时间的学习情况（通过对评价结果的分析），汇出曲线图，以便看他的趋势，同时可以汇总该同学在实训室犯过的错误。 3）以班级、学校、地区为单位的数据统计，对于整个班的学习情况通过对每个学生平均成绩分析得出曲线图，以便看班级的趋势，用于评价教师的教学成效。 （三）“云实训”现代多媒体平台建设 为保证能有效开展“云实训”，配合硬件、资源库这两个平台使用，需要有一个现代的多媒体平台。平台包括无线同频器、电子白板、Pad、无线音箱系统、视频摄录系统。无线同频器的作用就是可以将手持式智能终端上面的画面传递到投影上，教师可以抓拍教学过程的每一个瞬间及时的反馈给所有的学生，电子白板的引入能够有效的在讲解过程中加入批注，并能很好的保存起来，存放到资源库平台中去。 三、“云实训”技能教学过程实施的三个要素 “云实训”技能教学以数字化资源为教学内容，教师提出工作任务，学生根据任务结合自身情况，使用相应的资源，从而达到教学目标。 （一）传统技能教学模式下的教学过程 目前技能研究从完整行为模式的六个环节，信息——方案、计划——决策——实施——检查——分析利用（评价反馈）。这六个环节组成的是一个闭环系统，前后都有联系，前者确定着后者，后者是前者的修正。 
图3-1完整行为过程的六个环节 （二）“云实训”技能教学下的教学过程 “云实训”教学是一种以“云实训”平台为载体，采用先进多媒体技术手段，将数字化教学资源作为教学内容，教师提出教学任务并对学生实训过程进行及时评价、反馈，学生根据学习任务及个性的需求选用相应的资源，并根据教师的反馈对操作进行修正，最终达到技能教学目标的技能教学模式。“云实训”平台。学生既是资源的使用者，又是资源的生产者，学生在资源成长体验式学习，这意味着基于教材的共性化教学将向基于资源的个性化教学转变。 
图3-2“云实训”技能教学过程 （三）“云实训”技能教学过程实施的要素 1、教学前数字化教学资源的准备是保障 要上好一堂课课前准备是保障，要上好一堂“云实训”课数字化教学资源准备是保障。数字化资源准备中最重要一点是技能点操作视频的准备，技能操作教学讲授远没有视频展示效果好，总体视频学习没有分技能点视频学习清晰。将技能教学项目拆分成几个关键的技能点，并将这些技能点操作视频拍摄成标准化视频。 2、教学中每个教学节点的畅通是关键 教师提出项目要求，讲授总体思路，学生按照要求，根据自己操作过程中所碰到的问题，选取、对照标准化的技能操作视频完成对应技能点的操作，最后每一个技能点将串成一个完整的技能项目整体，从而达到实训效果。 3、教学始末及时评价反馈是提升 教学需要借助“云实训”平台及时对学生每一个技能点的操作给予及时的评价和反馈，让学生第一时间知道自己操作是否符合要求。对每一个学生过程性评价的介入可以让学生的技能有更大的提升。 四、“云实训”技能教学意义的四个优化 “云实训”技能教学实施后将带来技能培养的四个优化：技能教学个性化、技能操作标准化、教学资源草根化、教学痕迹数字化。 （一）技能教学个性化，让教学更自主 学生学习的自主性很大程度来自于获取信息这一环节，如果获取信息过于枯燥或者有较大的难度，学生就会产生排斥心理，获取信息这一首要环节出了问题接下了的几个环节就无重说起了。“云实训”技能教学，优点在于教学资源的数字化，学生能够根据自己掌握情况利用资源平台的资源搜索和帮助提示功能，选取自己所需要的知识点、技能点经行学习、操作。这样能够很好的实现因材施教，让教学尊重学生的个性，让学生能更自主的学习。 （二）技能操作标准化，让教学更规范 前文讲到传统技能教学常见的问题是技能传授的规范不统一，10个教师10个样。“云实训”技能教学可以让学生通过自己操作视频和标准的技能教学视频相比较，找出其中的差异，逐步逼近标准化技能操作。平台中可以有企业工程师介入评价环节，用企业的标准来要求学生，让技能教学更符合行业要求。 （三）教学资源草根化，让教学更具体验 失败乃成功之母，人总是在不断的犯错误和纠正错误中成长。学生的技能教学也是一样，“云实训”技能教学，将学生操作错误以图片、视频、文字的形式记录下来变成了可能。教师通过对这样错误的汇总和反馈可以大大提高教学的针对性。学生对自己错误的查看和反思可以让他清晰的认识到自己哪里做的不足，对照标准的操作视频和文字，能够很好的治愈自己的错误。从而也实现了具有生命意义的数字化教学资源的积累和保存。 （四）教学痕迹数字化，让教学更具数据支持 线索是破案的关键，而在我们教学中我们可以把教学痕迹称作教学研究的关键。传统教学的教学痕迹主要就是学生完成的电路成品或实训报告，可以称作实物型教学痕迹，这样的教学痕迹存储和保存需要比较大的空间，而且查询非常麻烦。“云实训”技能教学，可以把教学痕迹以视频、图片、电子文档形式保存。 传统教学的评价数据往往以成绩册的形式被保存下来，技能操作过程中的步骤的评价，细节的评价往往都被忽略或者无法完成。“云实训”技能教学可以通过平台将学生的所有数据都记录下来，同时提供查询和数据分析，可以个体研究以及班级间的对照。  图4数据分析图样 五、“云实训”技能教学的展望 “云实训”技能教学对技能培养来说无疑是一剂良药，但这种模式目前还处于萌芽阶段，面临着许多挑战:如大面积的实训室改造，数字化资源的建设、数据云端建设、资源共享等等，这是一项系统工程。 随着省首批资源库建设基地建设项目的推进，省课程改革的深入，校本三明治教学的实践，对于“云实训”技能教学模式的成长和成熟无疑是强有力的推手。“云实训”技能教学有着自我成长和进化的能力，将同第三次产业革命一样终究会大规模的爆发，颠覆我们的现有的教学模式，将我们教学推向新的高度。 六、印证材料 华东师范大学徐国庆博士在我校美丽课堂——“云实训”课堂听完一次课的评价： 今年4月22日，应杭州市教研室邀请，我观摩了杭州市电子信息职业学校的一堂公开课。公开课是在电子技术应用专业举行的，课题名称为“三人表决器电路的安装与测试"。这堂公开课给了我们非常深刻的印象，当时一起参与观摩的浙江省职业教育教研员、杭州市职业教育教研员和其他中职学校的教师也连叹这是一堂具有“革命性”的课。或许我们的评价可以稍微保守点，因为一项改革的效果到底如何还是需要些时日进行检验的，但这堂课的确给了我们耳目一新的感觉，我既感到有必要让更多同行了解他们的这一改革创新，同时也深感一线教师中蕴藏着无穷的改革智慧，职业教育教学模式创新必须牢牢依靠他们。 这堂课的内容当然没有特别之处，属于该专业的基本教学内容，然而其授课所依托的平台和教学形式却较为独特，其改革性也正是体现在这两个方面。该堂课以实训为基本定位，着力训练学生的操作能力。实训通常是老师们认为比较好上的课，因为学生对实训课的兴趣较强，然而实训教学中存在的问题很多，这些问题如果不进行有效解决，实训教学的质量其实是不高的：（1）如何让学生在实训时有清晰的操作指南可依据？作为技能的初学者，详细、清晰的操作指南对他们来说非常重要，特别是当班级中学生比较多，教师难以给每位学生分配比较多的指导时间时，这份指南就显得更为重要，然而目前的实训指导书普遍内容比较粗，没有细化到动作层面，因而对技能操作的指导性并不强；（2）如何让学生在技能训练时能比较方便地查阅到所需要的操作指南，同时学习相关的理论知识？当需要阅读的资料比较庞大时，就要认真选择合适的呈现方式了；（3）如何实时监控、记录和指导每位学生的技能训练过程？我国职业教育质量要提高，必须解决学生多、教师少的情况下，对学生技能学习全面进行监控和指导的问题；（4）如何科学、准确地对技能训练情况实时地做出评价？及时反馈对提高技能训练效果极为重要，在学生多、教师少的情况下，如何对学生技能训练情况及时地给出量化评价，是教师们感到比较棘手的问题。 这堂公开课的价值，就在于较好地系统解决了上述问题，并且他们解决上述问题的方法可以迁移到其他许多专业:（1）为了解决操作指南缺乏的问题，教师们采用实训工单的形式，从操作步骤、操作对象、方法和评价标准等维度，图文并茂地对操作过程进行了详细描述。这份材料的重要性容易认识到，难点在于对全部技能训练点进行系统开发，以及对技能操作过程进行准确划分与描述。承担这门课程的老师们首先花大量精力完成了这些材料的开发，这就为教学效果凸显奠定了重要基础；（2）为了解决资料便于查阅和呈现的问题，同时也是为了一揽子解决问题3和问题4，老师们与相关公司合作，开发了学习资源系统。这个系统的独特之处在于界面非常简洁，内容非常实用，栏目完全是按照学与教的需要进行设计的，与目前许多教学资源库杂乱地呈现一大堆并无大多实用价值的材料形成了鲜明对比；（3）为了解决对每位学生的技能操作过程进行实时监控、记录和指导的问题，他们在每个实训工位前按照了摄像头，摄像头的工作是由学习系统进行控制的，在讲台上则安装了监控中心。这样，老师坐在讲台前面，便可轻松地掌握每位学生的技能操作情况，发现有操作问题时及时地予以提醒，问题严重时，教师会直接走到学生面前进行指导。这套系统还会同步录制每位学生的操作过程，这不仅为教师评价学生技能提供了可视依据，而且为我们分析、研究学生的技能学习过程积累了大数据。美国的课堂教学研究正在运用这一技术；（4）有了这样一个操作系统，有了很详细的技能评判标准，当学生技能操作发生错误时，教师便可一边纠正操作问题，一边点击按钮扣除对应指标的成绩，临下课时便可轻松地得到一张实训效果评价柱状图，直观地反映出技能训练的成果与不足，实现了实时评价和反馈。 这堂课固然可贵，包含了未来课堂的重要元素，然而更为可贵的还是这些教师。除了这堂课的创新外，他们在教学中其实还进行过其他许多改革和创新，有的发明申请了专利，产品受到了企业的高度关注。这些改革创新当然需要一些资金，但资金绝对不是进行改革创新的主要障碍，他们所投入的资金是绝大多数职业院校能够承担的。但是为什么在这所学校里能产生如此受关注的改革成果？我认为问题的关键在于改革的热情，对教学效果的关注，以及由此而激发出的智慧。这是我们在教学改革中真正需要的。 深入课堂第一线，我们还会发现其它许多优秀教学案例，这些案例照样会给我们带来极大震动，让我们深刻体验到教师身上创造力的巨大。然而也有许多教师，总是希望他人能给其教学提供直接可操作的模板，这样他不用动任何脑筋，就可上出一流的课；还有些老师，总是抱怨教改如何困难重重，新的理念在他的课堂上如何无法得到实施。我想这些成功的案例已清晰地告诉了我们，该用什么样的态度去对待热火朝天的课程、教学改革，在改革实践中如何处理理论学习、经验借鉴与自主创造之间的关系。 | 
