基于VR课程特色与AI赋能的“4333”具身育人模式
党的二十届三中全会进一步提出的“必须深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”再次为高等教育的改革与发展指明了方向。在高等教育数字化转型与高质量发展的时代背景下,江西科技师范大学教育技术学专业以“4333”模式为核心,通过VR课程特色化与AI技术深度赋能,构建了具身化、开放式人才培养体系,为新时代教育信息技术教师培养提供了可复制、可推广的实践范式。未来将持续聚焦智能技术前沿,推动教育技术学专业服务教育现代化战略。
一、背景与概况
(一)学科定位
江西科技师范大学教育技术学专业以服务教育强国战略为导向,聚焦“AI+教育”与“VR+教育”双轮驱动,培养兼具教育情怀、技术能力与创新思维的卓越教育信息化人才。本专业立足江西,辐射全国,致力于构建“以学生为中心、以能力为导向、以创新为驱动”的育人体系,积极探索信息技术与教育教学深度融合的新模式、新路径,为新时代教育改革发展提供人才支撑和智力支持。
教育技术学专业创办于2002年,2019年被评为省级一流建设专业;共有教师28人,副高及以上职称的教师14人,具有博士、硕士学位教师18人,“双师型”教师9名,6位教师参加过国内、外访问学者进修,多名中青年教师入选国务院特殊津贴人才、中宣部文化名家暨“四个一批”人才、江西省青年井冈学者、江西省高等学校中青年学科带头人、江西省中青年骨干教师。近年来,获批教育部协同育人项目7项;省级精品课程3门、省级资源共享课程2门、省级一流课程4门。
(二)核心挑战
传统人才培养模式受离身认知理论影响,存在“知识灌输化、能力训练碎片化、协同育人封闭化”等问题,导致学生实践能力不足、产教融合薄弱。
1.知识灌输化
理论与实践脱节,学生实践能力不足。传统教育技术学专业人才培养模式过于强调理论知识的学习,将学生视为知识的被动接受者,忽视了实践能力的培养。课程设置以理论讲授为主,缺乏与教育实践紧密结合的案例教学、项目式学习等环节,导致学生难以将理论知识应用于实际问题解决。校外实习基地建设滞后,与中小学、教育科技企业等合作不够深入,学生缺乏真实的教育实践环境和项目实战经验。
2.能力训练碎片化
技能培养缺乏整合,难以形成核心竞争力。传统教学模式将教育技术能力分解为孤立的技术技能,缺乏对教育技术能力的整体性认识和系统性训练。传统教学模式过于注重技能的训练,忽视了对学生创新思维和问题解决能力的培养。学生缺乏批判性思维和创造性思维,难以适应教育信息化快速发展的需求,难以成为推动教育变革的创新力量。在教育技术快速发展的背景下,学生往往只能被动接受新技术,而缺乏主动探索和创新的能力,无法在教育信息化领域发挥引领作用。
3.协同育人封闭化
产教融合薄弱,人才培养与社会需求脱节。传统人才培养模式以高校为主体,与中小学、教育科技企业等社会力量协同育人机制不健全,难以将行业最新技术、发展趋势和人才需求及时融入人才培养过程。校企合作不深入,校外实践基地建设滞后,学生缺乏接触真实行业环境和项目实战的机会。学生在校期间很少有机会参与教育科技企业的实际项目,无法了解行业最新动态和技术发展趋势。传统评价机制过于注重学生的学业成绩,忽视了对学生实践能力、创新能力和社会适应能力的评价,难以全面反映人才培养质量,也难以引导人才培养模式改革。
(三)改革举措
自2014年起,江西科技师范大学教育技术学专业依托具身认知理论,针对传统人才培养模式存在的核心挑战,构建了“四方浸润、三相赋能、三段进阶、三维开放”的“4333”人才培养模式(如图1),深度融合VR技术与AI赋能,推动教育技术学专业从“离身”向“具身”转型,取得了显著成效。
图1 “4333”人才培养模式
这一模式以“学生为中心、能力为导向、创新为驱动”,通过多元化的育人方式、智能化的教学手段、系统化的实践训练和开放化的协同机制,全面提升了学生的教育情怀、技术能力和创新思维,培养了一批能够适应教育信息化发展需求的卓越人才。同时,该模式在课程建设、教学改革、实践创新和社会服务等方面形成了鲜明特色,为新时代教育技术学专业人才培养提供了可复制、可推广的经验,为教育信息化发展贡献了智慧和力量。
二、主要做法与创新点
学院以生为本、开放创新,构建了以优势学科支撑一流人才培养,拔尖创新人才与优势大类人才培养相互促进、相互耦合的有效机制,以VR特色课程结合AI技术的优势资源支撑拔尖创新人才培养,设计了“四方浸润、三相赋能、三段进阶、三维开放”的人才培养模式,带动模式、资源、平台、项目、课程的全要素协同和迭代升级。
(一)“四方浸润”师德培育:从认知到行动的具身化实践
针对师德教育遮蔽身体主体,基于具身认知理论,以专业、课程、基地和社会为阵地,设计“四方浸润”师德养成范式。构建通过“思政引领+文化濡染+榜样示范+实践体验”四维浸润的师德养成体系(如图2),通过VR技术创设具身化道德情境,运用AI技术实现师德行为的量化追踪,形成"具身体验-情感共鸣-行为塑造-品格淬炼"的师德发展闭环。
图2 四维浸润的师德养成体系
1.思政助推,提高师德认知。将师德教育有机融入思政课程和课程思政中。开发“红色教育虚拟场景”,通过沉浸式体验强化教育情怀。依托虚拟仿真平台自主研发,以《摄影技术与技巧》等“课程思政”示范课程建设项目为抓手,引导学生主动探索师德知识,将井冈山精神、八一南昌起义等思政元素转化为可交互的沉浸式场景,体验红色革命文化的教育伦理真谛。分学科专业组建红色文化课程群,设置红色文化对应视频资源分配,依据历史进度整理虚拟场景逻辑链,实现师德教育有机融入思政课程和课程思政中。以一批VR/AR学生创新创业训练项目为例,是数字技术赋能高校红色基因传承教育的最新典范。
2.文化濡染,陶冶师德情感。融合师德培育与师范文化范围,包括建设文化墙和参观方志敏纪念馆,举办主题教育活动,展开名师讲座。利用《虚拟现实技术课程》要求学生实践VR技术构建校史虚拟博物馆,设计师德主题VR互动展区,增强文化认同感。依据情境学习理论,构建"虚拟-现实"交融的文化育人体系。运用人工智能技术,设计校史虚拟博物馆的智能化导览系统,通过自然语言处理实现个性化讲解与互动问答。在虚拟展区设计中,融入师德主题的交互式体验模块,如"教育名家虚拟讲堂""师德典范互动展墙"等,通过具身化参与感受师德文化的深厚底蕴。这种具身化的文化体验机制,不仅增强了对师德文化的认同感,还通过情感共鸣促进了师德情感的深度内化。
3.榜样引领,形成师德意志。通过虚拟现实技术开发引入校友VR访谈系统,将优秀校友的教学经验与职业感悟转化为可交互的具身化学习资源。通过与榜样的深度交互,不仅能够获得职业发展的经验指导,还能在具身化的对话中感受教育情怀的传递。在教学设计上,采用"情境模拟-角色扮演-反思提升"的循环模式,引导将榜样的精神力量转化为自身的职业信念。同时,基于自我决定理论,设计个性化的互动内容推荐机制,根据职业发展阶段与兴趣偏好,动态调整虚拟榜样的分享主题,确保榜样引领的针对性与实效性。专业有多名毕业生被评为“最美乡村教师”、教学能手、优秀教师、骨干教师,交互分享教学经验,激发职业使命感。
4.实践体验,引导师德行为。引导学生运用VR技术为乡村学校设计沉浸式教学资源,提升社会责任意识。通过虚拟现实技术,支持学生为乡村学校设计沉浸式教学资源"虚拟科学实验课""历史场景还原课"等。在教学设计上,采用"需求分析-资源设计-应用反馈"的闭环模式,使学生在解决真实教育问题的过程中,培养社会责任意识与教育创新能力。同时,引导学生在虚拟资源开发中不断优化教学设计能力与师德行为表现。专业自发组织学生“红帽子宣讲团”活动、暑期“三下乡”社会实践团,均取得良好成效。
(二)“三相赋能”深度学习:AI与VR驱动的教学革新
就学生专业知识学习剥离身体体验、理论基础不牢的问题,团队积极推进智能技术与课堂教学的深度融合。将智能技术与课堂教学深度融合,通过“优化课程内容+创设具身情境+教学评价改革”的“三相赋能”学习框架(如图3),赋能专业知识深度学习。
图3 “三相赋能”学习框架
1.课程内容优化
基于教育数字化转型需求,本专业系统构建"技术赋能-场景创新-能力进阶"三位一体的课程体系,重点打造"VR教育应用开发""元宇宙教学场景设计"等核心课程,并编著《虚拟现实技术》省级精品教材,形成"课程-教材-实践"联动的具身化教学闭环。打造虚实共生的知识建构领域,实现课程体系创新,构建多维立体的知识载体系统,突破教材建设,形成产教协同的能力培养机制,提升教学成效。联合智能赋能的课程重构与能力培养,在"教学系统设计"课程中深度整合人工智能技术,构建"数据驱动-智能优化-具身实践"的AI融合教学模式,系统培养学生运用智能工具开展教学设计的能力。
2.情境创设升级
基于教育技术学专业特色,构建"虚拟实践-智能诊断-精准育人"三位一体的教学能力培养体系。依托AI技术创建跨学科虚拟教研社区,支持学生通过VR设备开展沉浸式教学设计与协作研讨,突破传统实训的时空限制。开发AI赋能的"微格教学智能评价系统",整合教学行为捕捉与多模态数据分析技术,实时解析师生互动、课堂组织等核心教学能力指标,生成涵盖技能短板、改进策略的资源推送方案。
3.评价体系重构
创新"虚实双循环"培养路径,在虚拟场域中,学生通过智能模拟多元学情开展教学演练,系统自动生成可视化能力图谱。在现实场景中,结合AI诊断报告进行针对性强化训练,该模式将具身认知理论与智能技术深度融合,形成"数据驱动-反思迭代-能力跃迁"的成长闭环。
(三)“三段进阶”能力培养:VR贯穿的实践闭环
就学生专业能力训练脱离现实,实践教学环节贯通性不强的问题,形成了“三段进阶”能力培养提升路径(如图4),推进学生在专业基础能力、专业教学能力以及综合实践能力提升过程贯通理论与实践。
图4 “三段进阶”能力培养提升路径
1.基础技能阶段
聚焦教育技术核心能力培养,在基础技能阶段,通过“VR摄影摄像实训”“教育游戏开发”课程夯实技术应用能力,通过"VR摄影摄像实训"课程构建虚实结合的拍摄技能体系,指导学生掌握全景影像采集、虚拟场景布光等技术。通过"教育游戏开发"课程采用项目驱动模式,围绕教学设计原理开发交互式教育游戏。
2.教学能力阶段
构建"VR+AI"智能实训体系,依托"VR师范技能仿真系统"1:1还原多元教学场景,支持师生互动、课堂管理等全环节模拟。系统集成AI语音分析模块,实时检测教学语速、提问逻辑、反馈时效等语言指标,生成规范性评估报告。通过"模拟-诊断-优化"循环训练,形成智能技术支持的教学能力发展新范式。
3.综合实践阶段
深化产教融合,联合江西科骏实业等12家行业领军企业,共建"VR+教育"产业学院。以"中小学VR科普资源开发"等项目为载体,组织学生完成需求调研、课程设计、技术开发及落地应用全流程实践。成果已在江西省中小学实际应用,学生岗位胜任力达标,形成教育技术赋能基础教育的新型典范。
(四)“三维开放”协同机制:校企联动与资源整合
就学生培养缺乏开放的教育生成机制、多主体协同育人效能不高的问题,打造“三维开放”协同育人机制。“三维开放”通过校内、校际和对社会开放,实现优质教育资源整合。
1.校内开放
以学科交叉融合为导向,整合教育技术学、计算机科学与技术等多学科资源,跨学科共建“VR+教育”实验室,联合计算机科学与技术专业开发智能教育工具。鼓励跨学科、跨专业选课,鼓励不同学科学生合作交流,形成多学科教师共同指导的开放系统。通过建立跨学科课程选修机制,打破专业壁垒,构建教育设计、技术开发、应用研究的知识体系,支持学生组建多学科团队完成复杂教育技术项目。形成多学科教师协同指导模式,融合教育学认知规律与计算机技术创新逻辑,在课程设计、项目攻关、成果转化等环节实现跨领域智慧碰撞,构建开放共享、动态演进的教育技术研发生态系统。
2.校际开放
与北京大学等高校合作开发VR教学资源共享平台,通过共建共享平台,推动“虚拟教研室”联通联动,实现优质课程资源、教学工具与研究成果的跨域流动。平台构建“标准共建-资源共享-学分互认”的数字化治理体系,支持多模态教学资源智能推荐、协同编辑与动态优化,形成覆盖教学设计、开发、应用全流程的云端协作网络。同步推进“虚拟教研室”建设,依托混合现实技术开展跨区域集体备课、教学反思与行动研究,打破时空壁垒构建教研共同体。在人才培养维度,建立“目标共商-课程共构-师资共培”的联动机制,通过跨校课程互选、双导师联合指导、项目化学习协作等路径,推进人才培养方案共研、课程共建、跨区域联合培养模式。
3.社会开放
与国家虚拟仿真基地联合申报教育部协同育人项目,整合高校理论优势与产业技术资源,开发虚实融合的教师教育创新模式。聚焦智能教育产品研发与教育场景创新,组建跨学科攻关团队开展教育大数据分析、自适应学习系统等核心技术研究,与行业企业共建“AI教育应用研发中心”。通过分布式虚拟实训、智能诊断反馈等功能模块,孵化“VR乡村教师培训系统”等成果,助力乡村教师专业发展。
三、工作成效
(一)人才培养质量显著提升。
人才培养模式实现了具身认知转向,人才培养成果突出。校内师生受益面宽,人才培养质量显著提高自2017年以来,本成果应用于教育技术学专业共7届学生。学生对专业教学满意度从72%提升到96%。团队指导学生完成创新实践课题47项,创新创业训练项目7项,软著4项,在教育部认定的学科竞赛中累计获得国家级奖项47项,省级奖项95项,在中国国际大学生创新大赛中获国赛银奖1项、省赛银奖1项,中国“互联网+”大学生创新创业大赛获国赛银奖1项、省赛铜奖1项,江西省“挑战杯”江西省大学生创业大赛铜奖1项,全国三维数字化创新设计大赛国家三等奖1项,在中国大学生计算机大赛中累计获省级一等奖8项,二等奖20项,三等奖10项。共14名学生获得了VR从业资格证书,毕业生就业率超92%,企业满意度达95%。多位毕业生成为骨干教师、王牌摄影栏目制作人、主讲人、摄影培训讲师,创办了文化传播、科技公司。
(二)学科与专业建设突破
教育技术学专业建成国家级虚拟仿真实验教学中心、南昌VR感知交互重点实验室等平台,获批江西省一流建设专业、江西省“十三五”“双一流”建设建设学科、江西省“十四五”“双一流”建设建设学科。
获 奖 时 间 | 奖项名称 | 获 奖 等 级 | 授 奖 部 门 |
2017 | 江西省“十三五”“双一流”建设 学科(教育学) | 省级 | 江西省教育厅 |
2022 | 江西省“十四五”“双一流”建设 学科(教育学) | 省级 | 江西省教育厅 |
2022 | 教育部虚拟教研室《职业学校双师型教师教学发展研究虚拟教研室》 | 国家级 | 教育部 |
2021 | 江西省一流建设专业 | 省级 | 江西省教育厅 |
2020 | 南昌市VR交互重点实验室 | 市级 | 南昌市科技局 |
师资队伍建设秉承“结构优化、学科交叉、协同创新”原则,形成领军学者+骨干教师+行业导师的人才梯队,教师团队拥有国务院津贴1人,中宣部宣传思想文化青年英才1人,通过实施学科带头人引领计划,组建多学科融合的创新团队,构建跨领域协同教研机制。师资队伍具身教学理念更新,标志性创新教学成果不断突破。主持完成科研课题16项,其中国家级3项(含国家社会科学基金项目、教育部重点项目),省级13项(含教改重点3项),主编实践育人教材《虚拟现实技术与应用》《现代教育技术》等10余本,《虚拟现实技术与应用》等6门课程入选省级精品课程,发表实践育人相关教研论文20余篇。取得专利软著5项,教师竞赛获奖18项,其中国家级4项,省级9项,其中在全国高校教师教学元宇宙数字化技术创新大赛国家一等奖。此外教师团队结合教育技术学的专业特色,在VR和AI技术应用方面加强师资队伍梯度建设,打造合理的师资团队,强化教师团队协同创新能力,教师团队获教学成果奖6项,其中国家级1项,省级5项。开展省级以上质量工程项目11项。
时 间 | 课 题 名 称 | 课 题 等 级 | 项 目 分 类 |
2022 | 人才培养视域下高校本科专业招生大类设置研究 | 国家级 | 国家社会科学基金教育学一般项目 |
2024 | 扩优提质背景下乡村小规模学校在地化教育体系构建研究 | 教育部重点项目 | 全国社科规划课题 |
2024 | 应用型拔尖创新人才选拔的机理与路径研究 | 教育部青年基金项目 | 全国人文社科课题 |
2024 | 具身认知视域下VR教育游戏赋能学习生态搭建—以初中生物课程为例 | 省级 | 江西省基础教育课题 |
2019 | AR教育游戏支持下的学习者学习行为投入测度与提升研究 | 省级 | 江西省高校人文课题 |
2022 | 游戏化学习环境中的学习投入度影响因素研究(22YB130) | 省级 | 江西省教育科学规划 |
2020 | 具身认知视域下的VR教育游戏在高校健康教育中的应用研究 | 省级 | 江西省教育科学规划 |
2017 | “互联网+”背景下基于自带设备(BYOD)的课堂教学模式创新研究 | 省级 | 江西省教改课题 |
2018 | 江西省职业院校技能大赛规范化管理研究 | 省级 | 江西省重点教改 课题 |
2019 | 基于STEAM的教育游戏课程的设计与应用—以《游戏技术基础》课程为例 | 省级 | 江西省教改课题 |
2019 | “互联网+”背景下本科生双创工作室模式的探索与实践 | 省级 | 江西省重点教改课题 |
2019 | 大数据环境下大学生泛在学习系统设计与应用研究—以教育技术学专业为例(JXJG-19-10-19) | 省级 | 江西省教改课题 |
2021 | 师范类专业认证背景下人才培养方案重构研究-以教育技术学专业为例(JXJG-19-10-24) | 省级 | 江西省教改课题 |
2021 | VR技术促进产教融合视域下的职教课程资源建设(JXJG-21-10-18) | 省级 | 江西省教改课题 |
2022 | 江西省大学生科技创新与职业技能竞赛规范化管理研究(JXJG-20-10-3) | 省级 | 江西省重点教改课题 |
2022 | 科技竞赛视角下大学生创新能力培养策略研究 | 省级 | 江西省教改课题 |
(三)教学设施设备建设明显改善
南昌VR感知交互重点实验室、虚拟教研室(国家级)等多个省级及以上科研平台建设完善并投入使用。
VR研创实验室、中小学虚拟资源开发实验室、动作捕捉实验室、教育游戏制作实验室等建设完善,实验(实训)教学环境得到明显改善。
(四)社会辐射与行业影响
实践教材《虚拟现实技术与应用》被10余所高校采用,VR教学资源惠及百万师生。
与江西科骏实业合作研发的“VR中小学科学实验平台”入选教育部产学合作协同育人项目。
四、未来展望
(一)深化“VR+AI”融合创新
未来,专业将重点开发基于AI技术的自适应VR学习系统,利用智能算法分析学生的学习行为、认知水平和兴趣偏好,动态调整VR学习内容和难度,构建智能化、个性化的学习环境。在“VR教育应用开发”课程中,学生将体验自适应VR学习系统,系统能够根据学生的学习进度和理解能力,自动推荐适合的学习资源和任务,帮助学生高效学习。
探索元宇宙环境中“人机协同”教学模式,在元宇宙中构建虚拟教室、实验室和教研空间,支持师生通过虚拟化身进行实时互动和协作。通过开发虚拟助教,承担答疑、作业批改和学习进度跟踪等任务,教师则专注于高阶思维培养和个性化指导。在“元宇宙教学场景设计”课程中,学生将参与虚拟课堂的设计与实施,体验人机协同教学的优势。
(二)拓展产教融合生态
联合头部企业共建“教育元宇宙产业研究院”,参与行业标准制定与场景孵化。专业将联合头部企业共建“教育元宇宙产业研究院”,推动教育元宇宙技术的研发与应用,参与行业标准制定,孵化创新场景。与国内领先科技企业,如腾讯、华为等合作,开展教育元宇宙关键技术研究,如虚拟场景构建、人机交互技术等,并参与行业标准制定,推动技术规范化发展。与腾讯合作开发虚拟课堂平台,支持大规模在线互动教学;与华为合作研发VR教学资源开发工具,降低技术门槛。在此基础上,孵化创新应用场景,如虚拟课堂、虚拟实验室、虚拟教研平台等,推动教育技术成果转化。通过与企业合作开发教育元宇宙产品,如VR教学资源、智能教学工具等,并将成果应用于中小学校、职业院校和企业培训中,验证其效果并优化迭代,实现教育技术与教育实践的深度融合。与江西科骏实业合作开发“中小学VR科普资源”,已在多所学校推广应用,受到师生好评。
(三)强化国际化学科建设
与美国肯塔基大学等高校开展VR教育联合研究,推动课程资源国际化输出。专业将与美国肯塔基大学等高校开展VR教育联合研究,推动课程资源国际化输出。通过国际合作项目,引进国际前沿课程“全球教育技术趋势”“国际教育比较”等,拓宽学生的国际视野。与美国肯塔基大学合作开设“VR教育应用”国际课程,邀请国外专家授课,学生通过在线平台参与学习。建设国际VR教学资源共享平台,推动优质教育资源的全球共享,支持学生参与国际学术会议、海外实习和交流项目,提升跨文化沟通能力。组织学生参加国际教育技术大会(ISTE),展示VR教学资源开发成果,与国际同行交流经验。
(四)攻坚职教痛点
针对乡村教育需求,研发低门槛VR/AI教学工具,助力教育均衡发展。通过开发适合乡村学校的VR教学资源,如虚拟科学实验、虚拟历史场景等,解决乡村教育资源匮乏的问题。开发“虚拟科学实验课”,乡村学生通过VR设备即可进行高成本的实验操作,提升学习兴趣和效果。开发“VR乡村教师培训系统”,通过虚拟仿真技术为乡村教师提供教学技能培训和教学资源支持。乡村教师通过VR设备模拟课堂教学,系统实时反馈教学行为数据,帮助教师改进教学技能。探索VR技术在特殊教育中的应用,为特殊教育学生创设沉浸式学习环境,提供个性化的学习支持和情感陪伴。与特殊教育学校合作,开发适合听障、视障学生的VR教学资源,提升特殊教育的包容性和有效性。