虚实融合环境下的实训教学调查

由于职业教育领域实训教学环境的复杂性与多样性，对实训教学环境的理解不能停留在字面上，必须借助现场情境加深理解。本研究在较长的时间跨度内，在浙江省开展了有针对性的调查，从多个角度进行实证分析，为理解与研究实训教学环境与实训教学奠定基础。

实训教学环境调查展开的路径为实训教学活动调研—实训教学环境调查—实训设备（系统）调查。

1.基于实训教学活动的调研

浙江省金华市自2006年开始开展全景式专业课教学调研活动，这一活动经过系统设计，其主要特点是跨度长、范围大、专门化。^[4]从时间上看（金华市系列教学调研轮次分布如图2-1所示），这一形式的调研活动自2006年至今有十余年，而且将一直持续下去。其中的一轮调查专门针对实训教学，从十个方面对区域范围内的实训教学活动进行了分析，获得了大量的第一手资料。调查发现，实训教学的环境正发生着巨大的变化，同时实训教学中也还存在着许多的问题。^[5]

图2-1　金华市系列教学调研轮次分布

在课堂观察的栏目中，教学条件直接与实训教学环境相关，从专业骨干教师的观察视角做出判断与统计。从教学条件的分析（实训活动场所类别与占比、实训环境布局形式、实训教学设施设备状况、实训室工位配备情况如图2-2至图2-5所示）可以发现，近年来，随着各地对职业教育投入的增加，实训教学环境发生了巨大的变化。

图2-2　实训活动场所类别与占比

通过对实训教学活动中教学环境的现场观察可以发现以下四个方面的事实：

第一，实训教学活动一般在专门的教学环境中进行，即在专用的实训室或是专门的理实一体化教室内进行。这种情况所占比例高达74%。

第二，实训环境的布局在向企业的生产或服务的环境贴近。虽然完全真实的实训环境较少，但是部分仿真或有一定仿真体现的达到了75%。这是教学环境建设的一个重要的方向，这一趋势与实训环境虚实融合的发展趋势吻合。

图2-3　实训环境布局形式　仿真—模仿企业生产或服务环境的真实程度

图2-4　实训教学设施设备状况

第三，实训教学环境中的设备与设施专门化。学校普遍采用专门性的实训设备，这些设备的先进程度相较以前有了较大的提高，观察者认为“先进”或“较先进”的达到一半左右，而认为“落后”的只有很少的一部分。

第四，实训的工位条件有了明显的提升，基本能满足实训教学活动开展的要求。

图2-5　实训室工位配备情况

实训教学活动调查中发现实训教学环境的变化趋势为，先进的技术设备不断进入实训教学领域，教学场所模拟生产与服务的情境，出现了各种虚实融合的设备与环境类型，实训教学环境领域成为一个变化极快、极明显的领域。

2.基于实训教学环境的专门调查

本研究共选择具有一定代表意义的21个实训教学环境开展调查，邀请了浙江师范大学职业技术教育学部分硕士生参与。这些实训教学环境分属于高校（高职）、技工学校与中职，包括现代制造业与现代服务业的主要大类。所选的实训教学环境如表2-1所示。

表2-1　所选不同类型的实训教学环境

续表

注：1.“*”表示作者与所邀请的硕士生均观察过的实训教学环境，“**”表示实训室为作者单独观察过的实训室。个别实训教学环境不属于职业教育领域，但是可以起到与职业教育实训教学环境进行比较的作用。
2.因没有明确定义“虚实融合”，环境类型先以较宽泛的“虚实结合”来代替。

本次调查有以下多个方面的发现：

（1）虚实结合是实训教学环境的主要类型。

研究发现，上述21个实训教学环境中，每一个环境都会在一定的程度上对工作与生产进行模拟，但是完全真实的现场环境并不多，一般的实训教学环境中均存在虚与实两个方面，参加调查的硕士生在尝试分类时认为，这属于“虚实结合”的类型。有的环境根据经验可被认为是“虚实融合”的，但是在这次调查中，并不能明确地区分“虚实结合”与“虚实融合”，故仅采用较宽泛的“虚实结合”。

（2）实训教学环境的布置方式与实训目的直接相关。

与一般的教学环境不同，实训教学环境往往是一个空间的组合体，其功能的划分与实训的目的直接相关。

从调查的实训教学环境看，这一空间的组合有三种形式，如图2-6所示。

第一种组合形式是同一空间内分区，如分成教学区、操作区、材料区等，这些区间在教学活动中承担不同的功能，但是在物理空间上只做简单的分割。

第二种组合形式是，不同的功能区间相对封闭与隔离，但是在物理空间上相距很近。例如，将实训教学环境分成教学间、操作间及设备间等。对于一些对环境要求比较高的实训，如生化类实训，这样的隔离是必要的。

图2-6　实训教学环境的三种空间组合形式

第三种组合形式是空间上隔离，但要素间相联。例如，通过数据线以及网络把教学区、生产现场和研发中心紧密地联系在一起，使之成为一个教学环境的整体。有的实训室更是与企业的车间相关联，可以实时引入生产的场景等。这样的实训教学环境体现了物联的理念，近年来有不断发展的趋势，值得特别关注。

（3）实训教学环境是动态变化的。

在访谈与观察当中，作者发现，即便是狭义的实训教学环境也是动态的。这种动态性与环境本身内在的层阶性组合在一起，构成了一个有机的整体。也就是说，实训教学环境与一般的教学环境一样，是随着学习活动的展开而动态生成与变化的，这一结果与钟志贤（2005）认为的学习环境包括“物质空间+活动空间+心理空间”相吻合。^[6]

这个动态展开的过程大致包括三种形态，如图2-7所示。

图2-7　实训教学环境的动态展开过程

第一种形态是物理与空间的环境。这一环境是相对不变的，包括内含的物质性资源及相互之间的空间关系。

第二种形态是情景的环境。这种情景的环境是对原来相对不变的环境进行的一定的改造，例如，学习者或教师进入实训场所后，带来了一些新的学习的资源，改变了学习设备的空间布置等。

第三种形态是瞬态的环境。这种环境是随着教学的展开瞬态形成的，在这种情况下，环境要素真正对教学产生了影响，如教师对学习者的态度、企业人员的进入及真实场景的引入对学习者心理产生影响，等。

调查还发现，企业人员进入实训场所观看学习者的学习，会对学习者产生重大的影响。一旦这样的“观看”形成一种制度，就会成为一种呈现相对稳态的教学微环境。

（4）实训教学环境内部的要素更为复杂。(www.xing528.com)

在观察分析的过程中，硕士生们很自然地把实训教学环境内部的要素分为有形要素与无形要素。

从观察与访谈记录的情况看，实训教学环境内部的有形要素大致可以分成四个类别：①一般性物品，如桌椅等（通用型，教学支持度低）；②与学习活动相关的物品，特别是学习性设备与专业性设备（专业性，教学支持度高）；③与“教”相关的物品，如多媒体设备、教学资源等；④其他，如标语、流程图、奖状等，这些东西往往与企业的文化、校园的文化相关，是企业文化与校园文化的承载物。

内部的无形要素是以组织制度、人际心理以及社会文化等方式表现出来的，这些无形的东西多用一定的有形的“标志物”来表示，如管理制度、企业文化的看板等。同时，无形要素的作用更为复杂，在实训的场所张贴“7S”管理^[7]的条例，与企业化的管理在实训室的真正实施是两回事，而让学习者最终习得良好的职业习惯更非简单的教育能够达到的。教学环境对人的影响可能就是通过无形的东西影响有形的东西，有形的东西承载无形的东西这样的一个反复的过程实现的。

（5）实训教学对于教学环境的依赖性更大。

对传统文化课教学环境（普通教室）与常见的钳工实训室进行比较就可以发现，在普通教室中的有形因素一一撤除之后，教学依然可能实施；相反，在实训教学中，只要撤除了钳工台，或是少了一样工具，实训教学就可能无法进行。可见，实训教学环境往往是实训教学开展的必要条件，实训教学环境建设的重要性就不言而喻了。

对于实训教学环境中的要素可以通过另一个维度进行划分，其一是支撑性要素，如实训的设备、工具等，没有这一要素，实训教学就无法开展；其二是支持性要素，如多媒体等展示性设备，可以帮助教学更好地开展；其三是强化性要素，如企业制度与文化、人际关系等。

作者通过进一步分析发现，实训教学的本质就是学习者利用工具作用于工作对象，进行模拟性的生产与服务。学习者要直接与这些工具、设备相互作用，并在这种相互作用中获得感受，形成技能与经验，因此，实训教学环境的先进性直接决定实训教学的效果，这是实训教学环境不同于一般教学环境的地方。

（6）学习者与实训教学环境之间存在互动。

学习者与环境中的各种因素存在多种互动的可能性，在与环境因素的互动中产生学习的效果。在这个过程中，存在两种现象。一是学习者会对环境进行自发的改造与改进，如在环境中放一些自己喜欢的物品，给自己以积极的心理暗示等。不少学习者会在课桌或自己的专用设备上写一句鼓励自己的话，这就是对环境的局部改造。二是学习者会成为环境的一部分。在实训教学中，分组合作学习是一种普遍的形式，采用该形式时，小组内成员之间的人际关系较大程度上决定着学习的效果，因此，学习者本身也可成为真正起作用的环境的重要组成部分。

学习者与环境的互动就形式而言可以分成三种。

第一种是直接式，主要是指身体器官的直接接触。这是实训教学中学习者与环境互动的一个重要特点，反映了实训教学的本质，即实训教学要培养的是“做”的能力，这种能力与身体的功能发挥有关。在实训教学中，身体器官直接接触的主要是工具、设备、生产材料等。在反复的操作练习中，学习者的身体与这些工具、设备等形成了协同的关系，也就习得了熟练的技能。

第二种是间接式，主要反映了学习者与教学资源间的关系。学习者与教学资源之间一般是间接接触的。实训教学中还有一种现象特别值得注意，即虚拟接触，利用仿真软件进行车削加工等即属于这类接触。在实训教学环境中，目前已出现比较多的虚实融合的教学设备，如学习者直接接触机器的一部分，通过计算机技术接触到加工的核心部分，从而达到模拟学习并获得相对真实体验的目的。

第三种是浸润式，主要指的是环境中的抽象的部分、无形的部分对学习者产生的影响。学习者处于其中，能感受到这部分对学习氛围以及心理的影响。这一部分的互动是复杂的，但是其往往与学习兴趣以及动机等更深层的学习品质形成相关，因此更应加以细致研究。

上述三种形式的互动以接触的方式来划分，但是无论是哪种形式的互动，都会在学习者身上产生反应，也就是产生感觉，这种感觉包括身体的与心理的两个方面，是学习产出的根本来源。

3.对实训设备（系统）的调查

近年来，一些专业性的公司开始进入职业教育领域，开发与推广实训产品。以浙江省为例，浙江天煌科技实业有限公司（天煌教仪）与亚龙智能装备集团股份有限公司是两家具有代表性的公司。

本研究对天煌教仪近年来的产品结构进行了分析，以期加深对实训教学环境发展的理解，并为解释实训教学活动提供帮助。^[8]

1）产品类别

以该公司2013年的产品目录为依据，其开发的教学产品分类情况如表2-2所示。

表2-2　天煌教仪2013年教学产品分类

由表2-2可以看出，“职教实训”系列及教学产品数量最大，由此可知，职业教育实训器具与装备的开发使用已成为一个热点。

2）开发理念

企业开发产品一定是基于自己的理念，这种理念会受到教育理论发展的影响，特别是会受到职业教育理论以及教育技术理论发展的影响，因此，从企业的理念以及理念的变化可以找到产品背后隐含的技术与价值观的印记。

天煌教仪开发职业教育实训装备的理念一共有十条，去除其中口号性的宣传以及说明性的文字，可以发现其开发的意图为以下几个方面：

（1）实训与企业的发展同步，系统化培养学习者专业技能；

（2）以工作过程为导向，开发典型工作任务，开展技能、任务、项目、岗位一体化实训教学；

（3）按照考工要求，研发模块化培训考核装备；

（4）深度提炼企业技术，开发体现新技术、新工艺、新材料、新设备的一流实训设备；

（5）研发典型工厂生产模型，构建数字化实训工厂。

除此之外，天煌教仪还开发专业大赛设备及综合实训环境等。

3）开发热点

实训设备开发的热点与理念之间存在一定的关系，与技术的发展有关，同时也与产品的需求及职业教育发展的需求有关。

通过对天煌教仪产品目录进行分析，作者发现其产品的开发热点为以下三个方向：

（1）指向实训考核。大量产品的名称是“实训考核装备”，这类产品是实际生产装备的改进或是模拟，集成了其他的软件技术，可以用于实训、考核、鉴定，特别是最近几年来，广泛用于国家级、省级技能比赛，并成为比赛的专用产品，这对其快速进入职业教育的实训课堂具有促进作用。

（2）运用数字化技术，即专门开发虚拟仿真软件系列，用于模拟各种条件下的生产与加工过程，实现低成本的教学。

（3）侧重综合实训平台，即经过设计的实训教学环境，往往是虚实融合的，近年来已开始采用物联等关键性技术开发综合实训平台。

4）产品功能特征

对天煌教仪产品的功能描述进行分析，可以概括出以下几个方面的特征：

（1）专门设计。这类产品是经过专门设计（设计的依据一般是行业工种或是岗位的技术特点以及要掌握的核心技能）同时结合技能鉴定要求形成的一种特殊类型的产品，它与实际的生产设备之间存在模拟的关系。

（2）适度集成。这一特征是指可以同时对多种主流产品进行模拟加工，加工出的产品一般由实体性的机械装置与软件性的资源组成，反映某一工种领域的关键技术与技能特点，多具有虚实融合的特征。

（3）典型任务。这一特征是指产品支持生成典型的工作任务，可以利用它进行项目化的教学。以THWHZT-1A/1B型加工中心装调维修实训系统为例，它可以帮助生成以下典型任务：①机械装配与调整；②电气安装和线路连接；③数控加工中心的机电联调；④数控加工中心故障诊断与排除；⑤数控加工中心几何精度检测；⑥数控加工中心操作、编程与试件加工；⑦数控机床的保养与维护。

（4）多种用途。正是因为该类产品具有虚实融合的特征，与实际的产品相比，它具有更加广泛的用途，一般可以用于教学中的技能训练、技能鉴定及考核比赛等。

5）存在的问题

通过对产品使用者进行调查了解，作者发现，目前来看，该类产品主要存在以下三方面的问题：

第一是它不能代替真实设备下的实训与学习，这一结果已得到多方面的证实，不论其设计的科学程度及产品达到的技术水准如何，它只能在一定程度上支持学习，不能完全代替真实环境下的学习。

第二是价格昂贵，特别是在以比赛为驱动手段的前提下，对学校的教学有一定的捆绑作用。

第三是过度训练的情况下存在抑制学习者形成真实能力的风险。针对技能比赛选手以及指导教师的调查发现，长时间在比赛专用设备上训练的选手，即便取得了全国大奖，也不具备真实设备环境下的突出操作能力。

这些问题提示我们，一些模拟性的设备（虚实融合）在支持教学方面很可能存在时点问题。