趙朝輝
(南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院 人工智能學(xué)院,廣西 南寧 530008)
人工智能是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力,人工智能為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新動能,為服務(wù)社會發(fā)展帶來了新機(jī)遇。在此背景下,促進(jìn)人工智能與職業(yè)院校教育教學(xué)深度融合,形成職業(yè)教育智慧育人格局,落實(shí)教育部關(guān)于高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計(jì)劃,創(chuàng)新教育理念,完善教育體系,促進(jìn)適應(yīng)國際化經(jīng)濟(jì)與技術(shù)環(huán)境的人才培養(yǎng)模式的改革創(chuàng)新,是高校應(yīng)盡的職責(zé)。
近年來,隨著后互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,人工智能新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用市場正逐漸被“引爆”,將人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域,推動教育發(fā)生變革已成為共識。2017年,國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,工業(yè)和信息化部印發(fā)的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計(jì)劃(2018—2020年)》,都明確提出借助人工智能的溢出效應(yīng),推動人工智能產(chǎn)品與教育領(lǐng)域的集成應(yīng)用,以實(shí)現(xiàn)我國新一代人工智能發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。2018 年,教育部印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動計(jì)劃》,進(jìn)一步指出應(yīng)加快人工智能在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,超前研發(fā)布局,促進(jìn)人工智能與教育深度融合,完善教育體系,實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)模式改革、教學(xué)方法改革、教育治理能力提升。這一系列政策的出臺,標(biāo)志著建立職業(yè)教育智慧育人格局已成為當(dāng)前我國職業(yè)教育改革創(chuàng)新發(fā)展的重要議題。
人工智能與職業(yè)教育的深度融合不是“1+1=2”的簡單問題。信息技術(shù)日新月異,科技的跨越式進(jìn)步,倒逼經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級,對技術(shù)技能人才的需求層次發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。職業(yè)院校需要聚焦時(shí)代發(fā)展對人才培養(yǎng)的新需求,借助人工智能,從教育理念、教育結(jié)構(gòu)、人才培養(yǎng)模式等方面推動變革,以滿足社會對高技能人才的需求。
我國高校采用人工智能技術(shù)輔助智慧育人模式起步較晚、發(fā)展滯后,職業(yè)院校在管理育人過程中存在教學(xué)理念陳舊、教學(xué)模式固化、教學(xué)資源匱乏等問題,制約了職業(yè)教育發(fā)展變革的進(jìn)程。
隨著人工智能成為推動經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎,產(chǎn)業(yè)升級對教師的知識和能力提出新的要求。信息化2.0 時(shí)代的“雙師型”教師不僅要具備理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的能力,也需要具備深厚的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維的能力、終身學(xué)習(xí)的理念。而目前很多職業(yè)院校教師未能在人工智能時(shí)代背景下及時(shí)更新教育理念,對新事物、新知識的關(guān)注較少,進(jìn)而產(chǎn)生對人工智能與職業(yè)教育的融合理解不到位的情況。
隨著職業(yè)院校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,生源呈現(xiàn)多元化趨勢。學(xué)生在興趣愛好、思維發(fā)展水平、智力和知識結(jié)構(gòu)方面存在差異,這種差異直接導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)能力、優(yōu)勢智力領(lǐng)域的不同。而當(dāng)前職業(yè)院校在教學(xué)模式上呈現(xiàn)統(tǒng)一性、標(biāo)準(zhǔn)化的傾向,部分學(xué)校教學(xué)內(nèi)容陳舊、教學(xué)方法單一、評價(jià)體系僵化,難以挖掘?qū)W生潛能,難以為學(xué)生提供有針對性的課程和自我提升的有效途徑,不利于學(xué)生個(gè)性化發(fā)展。
隨著國家對信息化平臺建設(shè)的重視,學(xué)校信息技術(shù)條件與環(huán)境逐年改善。但因?yàn)楦髀殬I(yè)院校對信息化平臺的認(rèn)識存在差異,再加上建設(shè)應(yīng)用能力不足、教學(xué)資源匱乏等原因,造成建成的信息化平臺使用率低、數(shù)據(jù)采集失真、智能化程度低,無法順利開展線上線下混合式教學(xué),缺乏完善、便捷的泛在學(xué)習(xí)平臺。
人工智能技術(shù)的高速發(fā)展,促使傳統(tǒng)的職業(yè)院校在組織構(gòu)架、專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程、人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法等方面發(fā)生重大變革,職業(yè)院校應(yīng)充分運(yùn)用移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、VR/AR、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等新型技術(shù)重構(gòu)教學(xué)模式,以學(xué)生為中心,建立時(shí)時(shí)可學(xué)、處處可學(xué)的泛在學(xué)習(xí)平臺,服務(wù)國家產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略,為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級和技術(shù)創(chuàng)新提供智力支持和人才支撐。
職業(yè)教育是讓學(xué)習(xí)者獲得職業(yè)或生產(chǎn)勞動所需職業(yè)知識、職業(yè)技能和職業(yè)道德的教育,側(cè)重于對學(xué)生動手能力、實(shí)踐技能的培養(yǎng)。當(dāng)代著名教育學(xué)家辛普森等人于1972 年提出的動作技能目標(biāo)分類體系,對當(dāng)前職業(yè)教育的發(fā)展有一定參考借鑒作用。動作技能目標(biāo)分類體系將動作技能的目標(biāo)分為七個(gè)層次:知覺、定勢、指導(dǎo)下的反應(yīng)、機(jī)制、復(fù)雜的外顯反應(yīng)、適應(yīng)、創(chuàng)作。前5個(gè)階段:知覺+定勢+指導(dǎo)下的反應(yīng)+機(jī)制+復(fù)雜的外顯反應(yīng),指學(xué)習(xí)者可以通過感知、重復(fù)、模擬、嘗試、教師的評價(jià)或指導(dǎo),對某項(xiàng)操作技能達(dá)到熟練和精確的程度,是比較低階的技能目標(biāo)。而后2個(gè)階段:適應(yīng)+創(chuàng)作,指學(xué)習(xí)者已經(jīng)具備通過修正自己的行為模式滿足新的情境的需要,并能以新的行為模式適應(yīng)具體情境,超越了原先的學(xué)習(xí)內(nèi)容,在動作技能領(lǐng)域中提升分析力、理解力、創(chuàng)造力,是高階的技能目標(biāo)。傳統(tǒng)的教育方法更強(qiáng)調(diào)動作技能目標(biāo)的前5 個(gè)階段,強(qiáng)調(diào)知識的傳授和積累,忽視了學(xué)生在創(chuàng)新能力、開拓能力等高階技能上的培養(yǎng)。
“人工智能”這一概念最早于1956 年由麥卡賽等人提出,60 多年來,已成為一門廣泛的交叉和前沿科學(xué)。隨著20 世紀(jì)50 年代機(jī)器學(xué)習(xí)的提出、70 年代專家系統(tǒng)的問世、80 年代人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的發(fā)展,以及近年來大數(shù)據(jù)技術(shù)和深度學(xué)習(xí)研究的興起、理論算法的革新,人工智能的研究進(jìn)入黃金期[1]。2017 年3 月,“人工智能”首次被列入我國政府工作報(bào)告,政府從國家層面對人工智能的研究和轉(zhuǎn)化進(jìn)行了統(tǒng)籌規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì),人工智能逐步由科技研發(fā)走向行業(yè)應(yīng)用。隨著人工智能與產(chǎn)業(yè)的深度融合,簡單重復(fù)性的工作逐步被人工智能取代,部分職業(yè)與崗位消亡,新的崗位出現(xiàn),經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展推動技術(shù)技能人才的需求層次發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變[2]。2017 年,在《人工智能時(shí)代的教育革命》一書中,人工智能專家李開復(fù)指出:未來10 年,人類50%的工作都將被人工智能取代,涵蓋翻譯、保安、護(hù)士、記者等各行業(yè)領(lǐng)域[3]。從“標(biāo)準(zhǔn)化到非標(biāo)準(zhǔn)化”,促進(jìn)多元智能、創(chuàng)造力、溝通力和學(xué)習(xí)力的新型勞動力培養(yǎng)是智能時(shí)代教育教學(xué)改革的目標(biāo)。
人工智能與產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展,創(chuàng)造力、洞察力、溝通能力、學(xué)習(xí)力、信息素養(yǎng)、批判性思維等無法被機(jī)器取代的高階技能成為學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展必備的品格和關(guān)鍵能力。職業(yè)院校應(yīng)借助人工智能的技術(shù)優(yōu)勢,把握圖像識別、語音識別、人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)分析等前沿科技,與時(shí)俱進(jìn),創(chuàng)新教育教學(xué)方式,輸送更多適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的技能型人才,破解高技能人才供給不足的難題。
人工智能為職業(yè)院校的發(fā)展提供新機(jī)遇的同時(shí),也對職業(yè)院校人才培養(yǎng)質(zhì)量提出更高要求。職業(yè)教育需要重新剖析工作崗位特征、重建知識結(jié)構(gòu)體系,借助人工智能前沿技術(shù),創(chuàng)新辦學(xué)理念、優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)、變革人才培養(yǎng)模式,以培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展所需的創(chuàng)新型、實(shí)用型、技能型人才。
利用人工智能技術(shù),職業(yè)院校可建設(shè)“時(shí)時(shí)可學(xué)、處處可學(xué)”的泛在“智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺”。職業(yè)院校將職業(yè)規(guī)范與操作流程拆分為可操作、可量化、可傳授的知識點(diǎn)和技能點(diǎn),分析知識點(diǎn)、技能點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性,構(gòu)建知識與技能圖譜;利用大數(shù)據(jù)采集技術(shù),將學(xué)生教學(xué)過程數(shù)據(jù)化,統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的技能盲點(diǎn)、高出錯(cuò)率知識點(diǎn),分析學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格、思維習(xí)慣、認(rèn)知層次,形成學(xué)生的狀態(tài)特征畫像;通過分析處理學(xué)生的知識技能圖譜與狀態(tài)特征畫像,構(gòu)建以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)進(jìn)化圖譜,為學(xué)習(xí)者提供精準(zhǔn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑;教師亦可通過算法分析學(xué)生的學(xué)習(xí)特征、學(xué)習(xí)盲點(diǎn)與學(xué)習(xí)潛力,為學(xué)生提供有力的學(xué)習(xí)支持。
首先,“智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺”使學(xué)習(xí)不再局限于桌面、教室,學(xué)生可通過手持設(shè)備、可穿戴設(shè)備或其他常規(guī)、非常規(guī)的裝備,在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)無障礙地獲取所需的學(xué)習(xí)服務(wù),共享學(xué)習(xí)資源。該學(xué)習(xí)平臺將人工智能技術(shù)滲透到教學(xué)的核心環(huán)節(jié),提供大數(shù)據(jù)解決方案,精準(zhǔn)定位學(xué)生的薄弱項(xiàng),追根溯源。其次,該學(xué)習(xí)平臺不是封閉的、暫時(shí)性的學(xué)習(xí)系統(tǒng),是不斷進(jìn)化、持續(xù)發(fā)展的學(xué)習(xí)系統(tǒng),通過將學(xué)習(xí)過程科學(xué)化、精準(zhǔn)化,因材施教,讓智能課堂賦能所有學(xué)生,提升學(xué)生高階思維能力,實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率的最大化。再次,該學(xué)習(xí)平臺將學(xué)習(xí)方式從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變,從強(qiáng)制學(xué)習(xí)向自主學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,發(fā)揮每一個(gè)學(xué)生的潛能,提升其在未來職場上的職業(yè)競爭力。
2020年10月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《深化新時(shí)代教育評價(jià)改革總體方案》中明確提出應(yīng)充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù),推進(jìn)教育評價(jià)改革取得實(shí)質(zhì)性突破。通過使用機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、知識圖譜、自然語言處理等人工智能關(guān)鍵技術(shù),在職業(yè)教育評價(jià)中改進(jìn)結(jié)果評價(jià)、強(qiáng)化過程評價(jià)、探索增值評價(jià)、健全綜合評價(jià),促進(jìn)職業(yè)教育評價(jià)體系改革,實(shí)現(xiàn)評價(jià)辦法多元化、評價(jià)舉措科學(xué)化、評價(jià)制度體系化。借力人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),構(gòu)建職業(yè)教育質(zhì)量評估監(jiān)測體系,可以從以下幾個(gè)方面考慮。
1.建立更加細(xì)致精準(zhǔn)的過程評估體系
通過大數(shù)據(jù)采集、區(qū)塊鏈等技術(shù)手段,學(xué)生每學(xué)習(xí)一段視頻、每作一組題、每回答一個(gè)線上問題,系統(tǒng)都會對學(xué)生的技能能力值和綜合能力值不斷修正判斷,將學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)化成結(jié)構(gòu)化監(jiān)測數(shù)據(jù)。職業(yè)院校通過深度挖掘數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格、思維習(xí)慣、認(rèn)知層次,將定性與定量結(jié)合,得到客觀、精準(zhǔn)可信的過程診斷結(jié)果,有利于為學(xué)生提供有效的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案,也有利于為教師教學(xué)的反思提供及時(shí)有效的依據(jù)與參考。
2.建立更加科學(xué)公正的考試評價(jià)制度
解析職業(yè)規(guī)范與操作流程,形成知識與技能圖譜,在此基礎(chǔ)上建立與知識點(diǎn)、技能點(diǎn)對應(yīng)的專業(yè)題庫。在考試過程中,使用身份認(rèn)證、電子巡查、視頻監(jiān)查等技術(shù)手段,監(jiān)控識別考生的不當(dāng)行為,保證考試過程的公平公正[4]。使用人工智能評卷部分取代手工評卷,提高評卷的水平與質(zhì)量,減輕教師負(fù)擔(dān),提高工作實(shí)效。
3.建立更加全面系統(tǒng)的教師教學(xué)能力評價(jià)系統(tǒng)
收集學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù),得到過程診斷結(jié)果,不僅可用于評估學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),也可作為衡量教師教學(xué)能力的指標(biāo)。職業(yè)院校收集學(xué)生對教師的評價(jià)信息,利用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能技術(shù)對信息整理分類,識別清理無效的垃圾數(shù)據(jù),篩選有價(jià)值的評價(jià)信息,提供全面客觀的評議結(jié)果,作為考核教師教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù),為學(xué)校教學(xué)管理提供數(shù)據(jù)上的支持和幫助。
近年來,職業(yè)院校為了提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的技能人才,以學(xué)生進(jìn)廠實(shí)習(xí)、建立校企合作工作室和實(shí)訓(xùn)基地等方式與企業(yè)深度合作,有針對性地為企業(yè)培養(yǎng)人才,注重人才的實(shí)用性與實(shí)效性。但工作室、實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)受限于資源、經(jīng)費(fèi)的投入,受限于時(shí)間、地域、師資等客觀因素,遠(yuǎn)不能滿足職業(yè)院校人才培養(yǎng)的需要。以物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)為代表的人工智能技術(shù)的發(fā)展,為進(jìn)一步促進(jìn)教育公平、解決優(yōu)質(zhì)教育資源供需矛盾帶來轉(zhuǎn)機(jī)。
借助虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等人工智能技術(shù),職業(yè)院??山ㄔO(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室,實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界與虛擬空間的融合,推動線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式發(fā)展。在人工智能技術(shù)支撐下,可將平面的視覺效果轉(zhuǎn)化成三維視覺,實(shí)現(xiàn)全方位的場景模擬,營造逼真度更高、沉浸感更強(qiáng)的現(xiàn)場操作環(huán)境。虛擬實(shí)驗(yàn)室可為學(xué)生提供有針對性、千人千面的個(gè)性化教學(xué)方案,提供更安全、更多樣化、更復(fù)雜的實(shí)踐場景,提供更充分的生生互動和師生互動協(xié)同模式,提供更快捷、更準(zhǔn)確的反饋校驗(yàn)信息。通過現(xiàn)實(shí)的虛擬環(huán)境的置換,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為學(xué)生創(chuàng)新思維訓(xùn)練提供豐富便捷的多維知識給養(yǎng)空間[5]。近年來,隨著模擬與仿真軟件技術(shù)的成熟,虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在教育領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值不斷凸顯。如浙江中控軟件技術(shù)有限公司提供的supSIM 智慧仿真培訓(xùn)系統(tǒng),應(yīng)用于煉油、石化、化工、電力、冶金、建材、軍工、制藥等行業(yè),可針對不同級別的人員提供不同技能考核和鑒定方案,幫助裝置操作人員提供安全事故培訓(xùn)考核的虛擬場景,減少安全隱患,提高安全緊急響應(yīng)能力,為實(shí)際裝置的工藝流程、操作規(guī)程、控制方案提供測試、驗(yàn)證及研究平臺。虛擬實(shí)驗(yàn)室與實(shí)際操作高度貼合的仿真體驗(yàn),跨越時(shí)域限界,打破學(xué)生實(shí)踐場所的局限,節(jié)約現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源,有效緩解教育優(yōu)質(zhì)資源供需失衡產(chǎn)生的矛盾。
2018 年,教育部印發(fā)的《教育信息化2.0 行動計(jì)劃》指出,隨著信息技術(shù)特別是人工智能技術(shù)的發(fā)展,當(dāng)前教師信息化教學(xué)創(chuàng)新能力不足,信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合不夠。信息技術(shù)特別是人工智能與職業(yè)教育的深度融入,促使教與學(xué)方式的改變,對職業(yè)院校教師的信息化教學(xué)能力提出更高的要求。
在人工智能時(shí)代背景下,學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人的興趣、特點(diǎn)及潛能選擇適合的項(xiàng)目參與學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn),進(jìn)行差異化學(xué)習(xí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于主體地位,教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者,是學(xué)生學(xué)習(xí)的領(lǐng)航員,是培養(yǎng)學(xué)生高階思維能力、創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)師[6]。教師應(yīng)具備更高、更全面的能力素養(yǎng)和專業(yè)知能,應(yīng)用信息技術(shù)手段解決教學(xué)中遇到問題的能力成為教師必備的基本素質(zhì)。在學(xué)生方面,教師可借助大數(shù)據(jù)分析工具跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)過程,分析了解學(xué)生學(xué)習(xí)狀況,準(zhǔn)確把握學(xué)生的特點(diǎn)、能力、水平,制定個(gè)性化教學(xué)方案,開展線上線下混合教學(xué)。在課程方面,教師可通過數(shù)字技術(shù),搜索數(shù)字教學(xué)資源,整合利用教學(xué)實(shí)施的知識碎片,科學(xué)合理地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),創(chuàng)新教學(xué)方法,虛擬仿真多視角立體呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,研發(fā)精品課程。在教學(xué)方面,教師可利用大數(shù)據(jù)采集、分析技術(shù),獲取教學(xué)反饋,進(jìn)行教學(xué)評估與教學(xué)反思,改進(jìn)教育教學(xué)工作。在個(gè)人發(fā)展方面,教師應(yīng)適應(yīng)人工智能時(shí)代帶來的挑戰(zhàn),具有終身學(xué)習(xí)的意識,通過企業(yè)實(shí)踐、研修訪學(xué)等方式不斷提升專業(yè)實(shí)踐能力,以適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)變革對教師能力的要求。
人工智能時(shí)代加快了職業(yè)院校教育教學(xué)改革進(jìn)程。將職業(yè)教育與人工智能深度融合,運(yùn)用信息技術(shù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力、跨越時(shí)域限界、呈現(xiàn)手段豐富等特點(diǎn),有助于促進(jìn)育人方法、學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。學(xué)校的育人環(huán)境從封閉的校園拓展到開放的泛在“智適應(yīng)”學(xué)習(xí)環(huán)境,實(shí)踐場所從傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室延伸到虛擬實(shí)驗(yàn)室全方位的場景模擬;從單一的考核評價(jià)升級到全過程、多角度的評價(jià)體系;教師的工作方式從繁重的教學(xué)事務(wù)向智能化、高效化發(fā)展。職業(yè)教育與人工智能新技術(shù)的融合,為培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的復(fù)合型技術(shù)技能人才提供了新動能。