珠宝鉴定智能教具的设计与应用
时间：2023-01-29 18:10:03 来源：天一资源网 本文已影响 人 
赖俊涛，徐思海，张丽娟
（1.黎明职业大学 轻工学院，福建 泉州 362000；
2.深圳市飞博尔科技有限公司，广东 深圳 518000）
《珠宝鉴定》是宝玉石鉴定与加工专业核心课程，珠宝鉴定是珠宝质检岗位核心技能。其课程知识要点要求为：通过熟练掌握各类珠宝鉴定仪器鉴别52种天然珠宝，以及区分天然品及仿制品[1]。由于珠宝种类多样，优化处理方式日新月异，教学内容呈现出“多、散、难、实践性强”等特点，学习难度较大。
为了帮助学生更好掌握知识内容，各兄弟院校教师提出围绕“实践教学”改革教学思路。罗洁等改变传统讲授为主的授课方式，采用以自主练习、多媒体讲授与小组讨论多种教学形式改革[2]。赵俪提出增设课时、设置实训周专题训练，课外带领学生参观珠宝集散地市场；
完善实训室建设及师资建设等[3]。张林建议通过“课证融合”与“课赛融合”提升学生学习积极性[4]。部分院校尝试各类信息化教学手段探索，何志方老师提出基于“三个合一、两个结合、一个目标”的精品在线课程建设要求[5]。李孔亮指出未来珠宝信息化建设可在全国教学资源库建设、网络直播间与网店、课后虚拟鉴宝APP、3D 打印与虚拟成像技术等综合应用[6]。但是网络课堂与线下翻转课堂中缺乏智能教具应用，已无法满足“00 后”学习体验及现代信息化教学要求；
且以往信息化教学改革过于强调理论知识线上课程资源建设，忽略了实践环节新技术运用及针对性的“学中做，做中学”教学设计，普遍存在“堆积式”网络教学资源，加剧学生理论学习压力，难掌握实践应用，降低了教学成效。
为解决以上问题，提出以“学生为主体、教具为知识媒介、教师为主导”的三大要素设计，用于珠宝鉴定的智能教具设计思路及教学应用方案。采用信息化手段让学生“理实一体”自学探索，教师根据动态反馈学情，实现分类教学设计，针对性指导，知识重难点击破。
教具是传播知识的载体，通过模拟、观察、实践和反馈等一系列操作，助力于学生理解相应知识点及良好学习习惯的学习工具[7]。传统珠宝鉴定教学中常见的教具为：晶体木块模型、珠宝样本、珠宝鉴定仪器等，其缺点为：（1）智能化程度度低（2）公共展示效果差（3）信息化技术应用不足（4）无法教学反馈。
（一）珠宝智能教具的设计思路
珠宝智能教具设计目的为应用多种信息化教学技术，使学生“学中做”：具备探索新知识新技能，“做中学”：掌握创新与实践能力。按照呈现效果分为两种模式（1）直观验证模式，即已知某种珠宝特征在指定鉴定仪器中便捷性公开展示，此类教具设计可在传统鉴定仪器教具的基础上增加电器元件[8]；
（2）探索归纳模式，即监测学生对未知珠宝样本鉴定学习轨迹与判定思路，此类教具设计应基于网络信息的软硬件综合研发。
（二）系列珠宝鉴定智能教具的功能
现阶段智能教具有两方面来源（1）已公开的信息技术手段，例如“智慧职教”线上平台、思维导图。（2）自研设备与软件开发。例如黎明职业大学与深圳市飞博尔珠宝科技有限公司开展“产教研”合作，开展NFC 智能珠宝样本管理系统研发，便于教师日常教学使用。
1.直观验证智能教具
（1）电子元件加装：展示型偏光镜、显微镜配件
针对镜下观察珠宝样本现象的鉴定仪器，可在原光学鉴定设备基础上增加高清摄像头及传感器，如图1所示。实现镜下观察特征投屏，并通过局部二次放大、截图、录像等手段有效提升了珠宝样本展示效果，如图2所示，方便教师向学员动态演示及讲解鉴定操作过程。
（2）成像系统改造：电子台式分光镜
针对二色镜、分光镜等观察光波色彩鉴定仪器，保留光学硬件装置原理，采用内嵌式感应器与智能系统终端成像，既保障了原设备的鉴定使用技巧，又强化了成像显现效果，如图3所示。
（3）软硬件研发：NFC 珠宝样本标签与教学APP
将原纸质文本或二维码形式的珠宝样本标签修改为基于NFC（近场通讯技术）的电子标签，配合学生实训终端APP 可实现：样本信息全面展示；
围绕教学单元内容及考核要求，阶段性选择样本信息展示；
自动核对答案等功能。
2.探索归纳服务教具
（1）在线精品课程
黎明职业大学依托“职业教育宝玉石鉴定与加工专业教学资源库”，以智慧职教平台线上打造《珠宝鉴定》省级精品在线课程并完成结题，课程内容突出以国家职业标准为导向，岗位专题训练为特色，围绕国家标准GB/T 16553-2017 珠宝玉石鉴定要求及“1+X”考核标准，以校企合作、岗位实操环节教学资源为重要补充，打造“做中学，学中做”线上教学互动平台。
（2）思维导图
借助思维导图工具可实现便捷梳理及查询知识要点，具备插入图片、PPT、备注、关联等功能，便于学生归纳珠宝鉴定思路脉络，适用于动态化知识要点补充。
（3）NFC珠宝样本管理系统
NFC 珠宝样本管理系统针对珠宝鉴定实训教学研发，其学生使用终端为教学APP，后台系统可协助教师选择针对性珠宝样本，按照动态学情分阶段授课，并反馈学生学习情况，如图4所示。
（一）SC理念教学设计理念
《珠宝鉴定》课程旨在通过珠宝质检岗位技能实训，培养学生自主观察与综合判断宝石种类及处理方法的能力。以往“网课+实践”混合式教学由于缺乏智能教具，仍严重依赖教师讲述、1 对1指导，不仅教学效率低且自主学习效果差。借助智能教具综合应用，贯彻SC（学生为中心）的教学设计理念，分别从课前课后学习、课堂上的讨论与交流、课堂的实践、教学评估[9]四大环节融入教学环节。
（二）智能教具在教学重难点的应用
《珠宝鉴定》由于宝石类别多样且优化处理、合成鉴别难度大，知识内容具备“多、散、难、实践性强”特点。教学内容为市场热销宝石为典型案例，知识点辐射其他宝石品类，灵活应用多种智能教具：对观察现象解释，完成知识重点突破，监测强化自主练习，实现知识巩固。如表1所示。
表1 《珠宝鉴定》教学重难点与智能教具应用
（三）教学环节中智能教具应用
1.课前学习
课前学习采用基于智慧职教平台的精品在线课程。课前三部曲：（1）以视频及图片、PPT 资源形式展示宝石的红宝石历史与经典文物、宝石产地与当地文化，激发学生对宝石的人文兴趣。（2）设置讨论帖：当代产品（品牌爆款、拍卖会、展品、微商商品）设计与价值评估，引发学生感知评价热点与应用认知。（3）“以练代学”：红色宝石鉴定知识素材与预习小测，为后续实践课程逐层铺垫。
2.课上讨论与交流
教学第一阶段为验证性实验，重点在于对各类鉴定依据的观察。由教师借助直观验证智能教具展示红宝石鉴定仪器使用流程与技巧，学生可通过屏幕了解镜下实操全过程及注意事项，教师演示结束后进行分组练习，小组相互督导与验证。针对常见错误操作及差异性的观察效果，以选择题形式激发全班讨论与交流，并将投票结果发送至智慧职教平台。由教师结合智慧职教“课程素材”进行解释与说明，并再次借助典型珠宝样本进行直观验证智能教具展示。引导学生针对难点、易错点快速阅读。逐个掌握红宝石核心鉴定依据后，小组讨论绘制思维导图初稿，从而掌握红宝石单品类鉴别方法。
3.实践环节
教学第二至三阶段为自主测试与判断实验，采用“做中学，学中做”教学设计，需借助大量针对性的珠宝样本快速训练及自查分析。在此过程中采用智能教具为NFC 智能珠宝样本管理系统的教学终端APP，如图5所示。配套NFC 珠宝标签使用可实现快速样本收发记录、快速自动改卷及错题收藏，解放教师繁冗改卷及学生等待时间，提高了学习效率。
实训期间设置（1）PK赛：每次实训环节按照APP成绩评价，分为”优秀、中等、继续加大努力”三个级别，便于学生动态了解自身学习水平与实训环节紧迫感。（2）闯关赛：借助NFC智能标签，珠宝样本可设置从易至难，本轮学习优异学生可进阶学习难度。
4.课后：数据信息反馈
（1）NFC智能珠宝样本管理系统中“学情分析”功能帮助教师分别从单项检测错题情况、学员成绩分析、珠宝样本错题三个维度进行分析，并归类相似错题类型学员，便于教师下节课针对性专题训练。
（2）智慧职教作业：经过课程实践，学生及时总结错题原因、教师指导经验，课程后小组讨论完善思维导图绘制并上传，帮助教师对学生单项宝石知识系统进行补充及纠错。
5.教学评价
教学评价分为学生及教师两部分，其中学生评价包括智慧职教学习任务点完成情况、教学闯关成绩、日常出勤率、小组讨论学生互评等。
借助“教学质量管理平台”微信小程序对教师的教学质量评价包括同行评价、学生评价、教学督导三个方面组成。此外教师可分别从课程总体评价、智能教具使用评价、智慧职教平台使用评价、课程及实践环节设计向学生发放调研问卷，为改善教学方法提供建议[10]。
珠宝鉴定传统教学模式已不再适应新时代、新学情的教学要求。从“做中学，学中做”教学要求出发，设计智能教具功能及教学应用场景。引入“以学生为中心”教育理念，针对课前、课中演练与交流、实践环节、教学评价教学环节分别采用智慧职教、思维导图、自研直观验证智能教具及NFC智能珠宝样本管理系统等综合智能教具应用，完善了《珠宝鉴定》混合式教学模式，提升学生自主学习能力与独立研究思维，调动学习积极性，提升专业技能。
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