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新双高建设背景下,全息教室助力区域职教体系创新发展

2025-11-17

引言

随着教育部、财政部联合启动第二期“双高计划”(2025—2029年),中国职业教育迈入了以高质量发展为核心的新阶段。该计划明确指出,要“集中力量建设60左右高水平高职学校和160左右高水平专业群”,旨在深化育人方式、办学模式改革,培育发展新质生产力,为中国式现代化建设提供坚实的人才支撑。在这一宏伟蓝图下,数字化转型成为推动职业教育变革的关键驱动力。文件特别强调要“构建数字化教学新生态”,推动“专业群数字化改造和智能化升级”。

在这样的时代背景下,以5G、人工智能和全息投影技术为代表的新一代信息技术,为破解传统教学模式的瓶颈、构建未来学习环境提供了革命性的解决方案。5G全息教室,作为教育新基建的标志性成果,凭借其“全沉浸、全互动、裸眼3D”的技术特性,精准响应了新双高计划对教学创新和资源共享的迫切需求。它不仅能将抽象的知识具象化,更能打破物理空间的限制,实现跨区域的优质教育资源同步共享。本文旨在深入探讨5G全息教室如何在新双高计划的指引下,作为关键技术支撑,有效促进区域职业教育体系的协同创新与高质量发展。

一、时代号角:第二期双高计划对职业教育信息化的新要求

第二期“双高计划”不仅是第一轮建设的延续和深化,更是在新质生产力发展要求下,对职业教育未来形态的一次深刻重塑。其标准框架和改革任务中,对教育信息化的要求被提到了前所未有的战略高度,核心聚焦于“数字化、网络化、智能化”的深度融合。

首先,计划明确要求重塑教学空间与教学模式。 在《第二期“双高计划”标准框架》中,观测点16明确提出要“构建‘学校教室+虚拟课堂+企业车间’的教学空间”,这标志着未来的学习将不再局限于单一的物理教室,而是拓展至虚实结合、校企联动的多元化场景。同时,观测点23进一步要求“利用5G+、人工智能、大数据、数字孪生、虚拟现实、增强现实等数字技术,建设数字远程实训平台、虚拟仿真实训基地等”。这直接为5G全息教室等前沿技术的应用提供了政策依据,鼓励学校采用沉浸式、交互式的技术手段,打造“生动直观形象的新课堂”。

其次,计划强调构建全新的数字化教学新生态。 《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划(2025—2029年)的通知》中,将“构建数字化教学新生态”列为八大改革任务之一。文件要求“运用数字技术重塑教学空间”,并“探索基于生成式人工智能的互动式教学模式”。这预示着教学将从单向的知识灌输,转向师生共创、人机协同的智能交互模式。全息教室通过其强大的数据处理和实时交互能力,能够将教师的数字人形象、动态的3D模型与学生的学习行为数据相结合,为实现智能化、个性化的教学评价与反馈提供了可能。

最后,计划突出了服务区域协同发展的战略导向。 文件强调要服务国家区域发展战略,通过建设“市域产教联合体”和“行业产教融合共同体”,促进区域内教育资源的均衡配置和高效流动。观测点30指出,要“服务区域发展战略和乡村振兴战略,参与东西部协作计划……促进区域均衡发展”。传统的远程教育方式因互动性差、体验感弱,难以完全满足深度协作的需求。而5G全息教室通过提供“身临其境”的远程同步教学体验,能够有效破解时空限制,让发达地区的优质师资、先进技术和教学理念,无损地辐射至欠发达地区,为实现真正的教育公平和区域协同发展提供了强大的技术保障。

综上所述,第二期“双高计划”对职业教育信息化的要求,已从单一的技术应用升级为对整个教学体系的系统性重构。它呼唤一种能够打破空间壁垒、增强教学沉浸感、促进资源高效共享的创新解决方案,而5G全息教室正是顺应这一时代要求的核心技术引擎。

二、核心引擎:5G全息教室的技术架构与应用场景

5G全息教室是融合了5G通信、光学成像、人工智能和三维引擎等多种前沿技术的综合性解决方案。它通过**“采集-处理-传输-还原”的闭环流程,构建了一个虚实融合的全新教学场域,其核心价值在于实现了无需佩戴任何设备即可体验的裸眼3D沉浸式互动**。

技术架构

一个完整的5G全息教室系统主要由以下核心子系统构成:

全息图像采集系统:在授课端,通过多台高感光度摄像机对教师进行全维度影像扫描,实时捕捉其三维动态信息,生成立体模型。

图像处理系统:对采集到的图像进行实时渲染、边缘增强和光影处理,使其具备强烈的3D立体视觉特征,并进行高效编码压缩,以适应网络传输。

5G网络传输系统:利用5G网络高带宽、低延时的特性,将处理后的海量全息数据(通常要求百兆以上的平均传输速率和毫秒级的网络延时)实时、稳定地传输至远端教室。

全息图像还原系统:在远程接收端,通过特制的全息膜等光学材料,将接收到的数据1:1立体还原为授课教师的全息三维影像,实现逼真的“虚拟人”现场教学效果。

全息三维引擎系统:作为教学资源库,负责存储、管理和调用各类全息三维课件模型。教师可随时调取模型,并进行旋转、缩放、分解等交互操作。

典型应用场景

结合技术特性与教学需求,5G全息教室能够催生一系列颠覆性的应用场景:

场景一:复杂抽象知识的具象化教学在机械工程、汽车维修、生物医学等专业中,许多核心知识点(如发动机内部结构、人体经络穴位)难以通过二维图纸或视频进行直观展示。在全息教室中,教师可以一键调出1:1的发动机或人体全息模型,并将其悬浮于教室中央。如兰州交通大学在铁路运输专业的教学中,利用全息教室对复杂的高铁电气化系统进行逐层解构,让学生能清晰地观察每一个部件的构造与运行原理,极大地提升了学习的直观性和趣味性。

场景二:跨区域优质师资的零距离共享职业教育领域存在大量“大国工匠”和企业技能大师,但他们的宝贵经验往往难以广泛传播。通过全息教室,一位身处北京的专家,其全息影像可以被实时传输到位于西部地区的多个合作院校课堂中。远程学生看到的不再是屏幕上的平面影像,而是一个仿佛真人亲临、有立体感、有肢体语言的“全息教师”。学生可以直接向“全息教师”提问互动,获得与现场学生几乎无差别的沉浸式学习体验,有力地推动了优质教育资源的均衡化。

场景三:高危或高成本实训的虚拟化操作在化工、电力、医疗等领域,许多实训操作具有高风险、高成本或不可逆的特点。全息教室可以构建一个高度仿真的虚拟实训环境。例如,在北京中医药大学的应用中,学生可以在全息系统中观察虚拟的药材配伍过程,并与人体躯体的立体展示相结合,直观了解药物功效与经络运行的对应关系,既保证了安全,又可以无限次重复练习,显著提高了实训效率和效果。

场景四:区域性全息云校的构建与师资培养以一所“双高”院校为核心,可以联合区域内的多所中、高职院校,构建一个“全息云校”平台。如海南师范大学建设的区域全息云校试验项目,不仅用于日常教学,更成为培养未来创新型教师的摇篮。通过该平台,可以常态化开展跨校区的集体备课、教学观摩和师资培训,让先进的教学理念和技术应用能力在整个区域内快速普及,整体提升区域师资队伍的现代化水平。

三、协同之力:全息技术促进区域职教协同发展的实践论证

技术的真正力量不仅在于其本身的先进性,更在于其作为“连接器”和“倍增器”,打破壁垒、促进协同的强大能力。5G全息教室的价值超越了单一学校的教学创新,它为构建高效、紧密的区域职业教育协同发展体系提供了前所未有的数字化基础设施。

首先,全息技术打破地域壁垒,激活区域人才与智力资源。 第二期“双高计划”强调服务“京津冀协同发展”、“粤港澳大湾区建设”等国家战略。云视图研的全息教室在香港科技大学的实践,是这一理念的完美诠释。通过在广州和香港校区之间建立元宇宙远程教学互动平台,两地师生得以共享顶尖师资,实现了大湾区内部教育资源的无缝对接与高效流动。这不仅是技术的成功,更是对未来区域一体化教育模式的成功探索,为其他区域职教集团的深度协作提供了样板。

其次,全息技术赋能产教融合,实现校企协同育人的零时差 新双高计划要求深化产教融合,推动企业深度参与人才培养全过程。然而,企业专家往往因时间、地域限制,难以常态化进入校园。全息教室能够将企业的生产车间、研发中心与学校的课堂连接起来。企业总工程师可以在自己的办公室里,通过全息系统为千里之外的学生远程指导一个真实的生产项目;学生也可以在教室里,“亲身”观摩企业最新的工艺流程。这种“身临其境”的远程协同,使得校企合作不再停留在协议层面,而是真正实现了教学内容与产业前沿的同频共振。

最后,全息技术催生常态化交流机制,构建区域职教发展共同体。 传统的区域教研活动往往受制于差旅成本和时间安排,难以频繁举行。郑州西亚斯学院与山东某大学利用全息教室举行应用研讨会,并计划开展常态化交流,这展示了一种低成本、高效率的校际协作新范式。借助全息技术,区域内的院校可以定期开展“云端”教学比赛、专业建设研讨、课程标准共建等活动,形成一个充满活力的学术交流和创新网络,从而整体提升区域职业教育的办学水平和核心竞争力。

总而言之,5G全息教室不仅是一个创新的教学工具,更是一个强大的区域协同平台。它通过数字化手段,将分散的院校、企业和专家连接成一个有机的整体,为实现新双高计划所倡导的“市域产教联合体”和“行业产教融合共同体”的实质性运作,提供了坚实的技术底座。

结语

第二期“双高计划”的宏伟蓝图,为中国职业教育的未来发展指明了方向,即走向更高质量、更深融合、更强协同的创新之路。在这一进程中,以5G全息教室为代表的教育新基建,扮演着不可或缺的战略角色。

它不仅是对“构建数字化教学新生态”政策号召的直接响应,更是通过其沉浸式、交互式的独特优势,为解决当前职业教育面临的资源不均、实训困难、协同不畅等核心痛点,提供了切实可行的解决方案。从具象化抽象知识、实现高价值师资共享,到赋能区域产教深度融合,全息教室的实践应用已经证明了其在培育新质生产力、提升人才培养质量方面的巨大潜力。

面向未来,积极布局和应用5G全息教室,将是各职业院校抢抓新双高建设历史机遇、实现跨越式发展的关键一步。这不仅是对教学手段的革新,更是对教育理念和办学模式的深刻变革。我们有理由相信,随着技术的不断成熟和应用的持续深化,全息之光必将照亮中国职业教育的未来,为服务国家战略和区域经济社会发展,贡献出更加磅礴的力量。

参考资料

《教育部 财政部关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划(2025—2029年)的通知》

《第二期“双高计划”标准框架》

《云视图研5G全息裸眼3D智慧教室案例》