論人工智能時代職業教育教師教學能力的發展

修南

摘要：當前，世界各國以頒布政策文件的形式搶占人工智能發展的戰略高地，我國于2017年頒布《新一代人工智能發展規劃》，提出“智能教育”的發展目標。因而，人工智能戰略的制定對職業教育的發展起到了結構性變革的作用，具體體現在教學思維、教學內容、教學模式、人才培養和專業建設等方面。直面變革對職教教師能力的挑戰及在新的時代背景下帶來的發展機遇。通過變革職教教師教學能力的發展觀念、構建適應人工智能時代職教教師教學能力發展機制、更新適應人工智能時代職教教師教學能力發展的內容體系、確立人工智能時代教師教學能力發展，實現新時代下職教教師教學能力創新路徑的形成。

關鍵詞：人工智能：職業教育：教師教學能力：發展路徑

中圖分類號：G715? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1672-5727（2019）08-0010-06

人工智能的迅猛發展，推動了以互聯網、大數據為支撐的第四次工業革命。各國相繼出臺了一系列的政策措施，以搶占人工智能的戰略高地。美國白宮連續頒布了三份關于人工智能的政府報告，是世界上第一個將人工智能上升為國家戰略的國家;日本政府在2015年頒布了《日本機器人戰略：愿景、戰略、行動計劃》，宣布日本將全面推行人工智能機器人的革命;我國頒布了《新一代人工智能發展規劃》，構筑人工智能先發優勢，加快建設創新型國家和世界科技強國。因此，人工智能的發展具有重要的國家戰略意義。

人工智能的競爭，歸根到底是人才的競爭。2017年7月，教育部發布《教育部關于進一步推進職業教育信息化發展的指導意見》，該報告指出：為深入貫徹落實《教育信息化“十三五”規劃》，全面提升信息技術支撐和引領職業教育創新發展的能力，加快推進職業教育現代化，要重點提升職業教育信息化基礎能力;推動優質數字教育資源共建共享;深化教育教學模式創新;加快管理服務平臺建設與應用;提升師生和管理者信息素養;增強網絡與信息安全管控能力等六個重點建設的任務[1]。新的戰略部署，不僅改變了以往的人才培養方案，也改變了教師的教學思維、教學內容和教學模式等各個方面。因此，有必要讓基于人工智能的技術滲透到教師的能力培養過程中，成為教師的核心能力。

一、人工智能時代職業教育的結構性變革

一般認為，人工智能是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學[2]。2017年12月15日，第四界世界互聯網大會頒布了《中國互聯網發展報告2017》總論。該報告指出，在全球信息化技術發展的新一輪創新活躍期，云計算、大數據、物聯網、人工智能等新一代信息技術迭代加速，特別是人工智能作為一門融合計算機科學、統計學、腦神經科學和社會科學的前沿綜合性學科，將引領下一波世界革命新浪潮，引發各行各業的深度技術變革，帶動技術、數據、產業等方面的爆發式飛躍[3]。人工智能就是通過人們的研究與設計，模擬或者是替代人類的智能的過程，包括識別、分析、認知等，能夠輔助人類完成更多創造性、復雜性工作的系統。

從人工智能角度來理解職業教育在教學思維、教學內容、教育模式和人才培養和專業設置可能發生的變革，將其歸納為以下幾個方面。

首先，體現在人才培養方面。人工智能時代重視人的個性化發展。職業教育教學環境會呈現出多種形式的“學堂”，學堂與課堂最大的不同在于，學習者是學堂的建設者，是自己學程設計的主人，是課程資源的生產者[4]。也就是說，職業學校應給予學生最大程度的選擇權，決定自己未來的發展方向，而不是以往的訂單式培養一批人從事同一種工作。由于人才培養方案的轉變，職業學校的專業建設和課程設置也需要相應的改變。人工智能是由多學科的交叉形成的，基于此形成的STEAM課程不僅綜合了多種學科的知識，更是融合了不同學科所蘊含的實踐活動、精神內涵和價值觀，可以認為是一種多元學科文化的融合創新[5]。即課程設置上盡量選擇寬口徑，專業上采取通用的專業大類招生，滿足每一個學生實現自身發展的需求，體現其個性化發展的需要。

其次，在教學思維上。大數據是對包括圖像、文字、人的態度和行為、地理信息等的全面的混雜的和相關的分析。因而，以往講究隨機的精確的和因果關系的教學思維亟需轉變。還應該注意到，人工智能雖然已經能夠寫詩和創作歌曲了，但是，都是通過前人的經驗習得而來。換句話說，人工智能不能做到的就是創造性思維和情感的體驗。因此，職業學校的教師一定要時刻把握創造性思維與情緒的感染力。無論是在教學內容還是在教學形式和教學模式上，都要體現出創造性。教會學生發散思維和收斂性思維相結合，橫向思維和縱向思維并重，掌握解決問題的方法的同時還要有提出問題的能力，從不同的方面和不同的角度認識事物。

再次，在教學模式和教學形式上。人工智能技術包括計算機視覺、語音系統等方面，它可以實現學生與其對話交流和問題探討，形成了一批自適應程度強、“個性化學習”的線上線下相結合的網絡教育平臺。MOOCs、翻轉課堂等智能教育平臺促進了教學形式的多樣化。而基于人工智能而形成的虛擬現實技術（VR）和增強現實技術（AR）對于職業教育的技能訓練則凸顯了優勢，解決了一些職業院校沒有實訓場地的尷尬之境。它改變了場地、時間、設備等的限制，可使被培訓人員得到省時省力的優質培訓[6]。機器人遠程支教、智能學習反饋等等眾多教學模式都改變了傳統的教學模式，體現了人工智能時代下職業教育形式的多樣性。但是，職業院校的教師需要重新學習新設備和新技術，對教師的終身學習帶來了不小的挑戰。充分理解信息技術發展對于教學變革的實際意義，讓新技術的運用滲透到個體學習的整個過程中去，創設技術情境，并在新技術的適應性和應用能力方面，從“如何教”走向“如何學”，便成為了教師教學模式轉變的關鍵[7]。

最后，教學內容的適用性。人工智能最重要的技術之一是深度學習，是指從原始特征出發，自動學習高級特征組合，整個過程是端到端的，直接保證最終輸出是最優解[8]。也就是說，深度學習是通過類似于神經網絡的方式不斷地對新生事物進行優化與分析得到最有效的解決方案。對于職業教育而言，一成不變的教學內容亟待改變。職業院校應該更為注重培養學生的靈感、想象、頓悟和審美等深度學習所涉及不到或是很少涉及的領域，避免被人工智能所淘汰。與此同時，人工智能時代還是一個企業“用工荒”和“人才荒”與職業院校學生就業難矛盾沖突的時代。這也要求職業院校在教學內容的選擇上最大程度地滿足人工智能時代的需要，強調知識和技能的適用性和通用性。

綜上，當人工智能深刻改變生活與生產的諸多環節時，作為生產關系要素之一的勞動者的重要提供者——職業教育，不可避免將要積極思索如何應對人工智能時代的到來[9]。因此，人工智能時代背景下，職業教育具有人才培養個性化、創新性教學思維、教學模式多樣化和教學內容通用性等特點。

二、人工智能時代職教教師的教學能力：問題與機遇

清華大學的魯白教授在“人工智能與未來教育高等論壇”上指出，人工智能將會對教師和教學方法等形成沖擊，任何體現重復性的需要、有大量數據積淀的事情，都可以被人工智能取代[10]。我們要意識到，人工智能雖然在許多的任務上已經能夠和人類匹敵甚至是超過人類，但是其局限性還是較為明顯的。這為職業教育的發展帶來了機遇與挑戰，教師作為其中職業教育最為重要的一環，如何從自身能力上迎接人工智能的挑戰，則成為教師專業化發展的關鍵。

教學能力依據是教學工作過程，教學工作過程按照宏觀、中觀、微觀可以分為專業建設、課程開發、教學實施三個方面[11]。結合人工智能的特點，分析職業學校教師的教學能力遇到的問題以及機遇。

首先，從宏觀的專業建設來看。一方面，產業始終處于動態發展中，對人才規格、結構和質量的需求不斷變化，專業設立調整過程就是調整學校與社會需求關系的過程[12]。而部分職業院校在專業建設中的洞察力不足，不能適時或超前形成與產業對接的專業結構的調整與建設。另一方面，人工智能時代追求學生的個性化需要和個性化學習。職業院校為每一個學生制定不同的人才培養方案，配備相應的實訓設備和師資隊伍還存在一定的困難。導致教師無法根據學生和產業的需要調整、改進和充實專業培養目標。

職業教育的教師是制定培養目標的參與者，是課程體系、專業實踐環節、課程設置的實施者，是教學內容、教學設計的主導者。所以，教師既明確專業建設的實施狀況，又可以根據實際的教學效果調整專業設置中的各部分內容。人工智能技術之一的深度學習可以分析未來職業發展的走向，為教師參與專業建設提供了一定的理論依據。同時，人工智能改變了教學資源、教學平臺、教學模式和教學設施，為教師設計個性化人才培養方案和扁平化管理提供了可靠的抓手。

其次，從中觀層面的課程開發來看。課程開發過程與具體的內容還有一定的差距，尤其是人工智能時代，知識技能更迭速度加快。職教師資隊伍缺少人工智能技術下的工作經驗，課程開發質量難以保證。各院校的設備投資上也參差不齊，實訓課的開發上也面臨著不同程度的困難。還有，面對當前人工智能所帶來的教學模式多樣化、教學內容的通用性等特點，相應的課程內容等也應隨之改變。同時，個性化學習和非正式學習與共享開放的教育理念對課程開發也提出了較高的要求。

職教教師應該深刻了解人工智能的內涵以及強化學習和深層學習的能力，在課程開發的不同領域都占據著主導地位。在課程目標上，教師應隨時引進新技術新理念，在具體的情景化的教學環境中，同步甚至超前的將知識與技能教給學生。在課程實施上，教師綜合考慮教學資源和教學平臺，最大程度的促進個性化發展的需要。在課程評價上，教師可以通過人工智能調取每一個學生的實際情況，及時調整課程設計。所以，面對人工智能，教師是課程開發的主體，有利于學生將課程內容轉化為自己的知識，從而促進了人才培養。

最后，從教學實施的微觀層面來看。教師應具有制定教學目標、教學組織、教學策略、教學設計、教學評價以及教學改革的能力。在教學實施的各個過程中，教師面臨的最大問題就是對于人工智能的排斥，教師不自覺地摒棄人工智能技術采取傳統的教學實施過程。造成這種問題的原因在于，教師對于如何在教學領域運用新技術，以及新技術的運用對于課堂教學能產生什么樣的效應，了解依然不夠深[13]。

面對上述問題，人工智能在教學實施中有不可代替的優勢。深度學習、虛擬現實技術、增強現實技術有利于增強學生的現實感，尤其是以情境性和實操性較強的職業教育而言，身臨其境的方式往往比教師演示帶來的效果更好。因此，教師應充分利用人工智能，轉變教學實施形式。在教學目標、教學組織、教學策略等方面，以人工智能為依據，利用大數據分析教學實施過程中的不足，教師及時調整。同時，教師也要培養自己的創造性和創新性能力。

三、人工智能時代職業教育教師教學能力發展的路徑

人工智能對于職業教育而言意味著面對更大的挑戰，大量的重復性工作、工廠的流水線將被機械手臂取代。另一方面，人工智能促進了教學思維的先進性，職業教育辦學層次的高移以及機器思維的養成。如何利用這一把“雙刃劍”，下面從教師的發展理念、發展機制、內容體系和發展標準對教師的教學能力進行論述。

（一）變革職教教師的教學能力發展觀念

加快教師隊伍的調整，完善教師觀念的形成，是人工智能時代職教教師發展的關鍵。縱觀人工智能的發展歷程和趨勢，以及對職業教育的影響，將人工智能時代職教教師教學能力的發展觀念歸結為“創造”、“交流”和“愛”三個詞語。

創造是人工智能時代最難能可貴的一種能力，尤其在人工智能代替了人類的大量工作之后。創新工場董事長李開復曾斷言：任何思考超過五秒鐘的工作都將會被人工智能所代替。也就是說，任何重復性的工作都將會被取代。教師的教學觀念也不例外，教學思維的固化是岌岌可危的。為解決這種思維定勢，教師應逐步提升人工智能商數（Artificial Intelligence Quotient），高AIQ的人在多元智能、溝通力、行動力、創造力上表現得更為出色[14]。具體說來，教師要沉入人工智能技術中來，在實際運用中感知其變化，結合職教教師操作技能強的特點，完成對人工智能的同化，形成創造性思維和創造性技能。

毋庸置疑，交流也是教師教學觀念變革最大的部分之一。不僅包括教師與教師之間，教師與專家之間，教師與教育管理者之間，教師與學生之間面對面的溝通交流，還包括現實與虛擬之間交互的交流，跨地區和跨時區的溝通交流。人工智能時代賦予了這種交流的可能，教師要掌握線上線下相互協作的授課方式，掌握虛擬現實技術及增強現實技術。與此同時，教師要逐漸接受人機融合，即人機之間的交流。人機合作是未來的發展趨勢，人類做人類擅長的事情，機器做機器擅長的事情，人機協作將最大化發揮雙方的優勢，實現合作共贏。教師還應該做到多領域的交流，從自己所授專業出發，擴大自己的知識范圍，形成跨領域的和綜合性的復合型結構體系，實現自我價值的最大化發展。

第三個詞語就是“愛”。愛的能力是人工智能永遠無法代替的能力，人工智能終究是人類制造的機器。一方面，人工智能不具備同理心，無法洞察人的喜怒哀樂。另一方面，人工智能不能像教師一樣教導學生如何做人和怎樣塑造優良的品質。所以，在人工智能隨處可見的時代，學生更渴望得到的是溫暖的關心與愛護。教師不要吝嗇自己的感情，積極引導學生形成正確的人生觀、世界觀和價值觀。

（二）構建適應人工智能時代職教教師教學能力發展的機制

職教教師能夠實現教學能力觀念的轉變得益于有一套完善的發展機制。所謂教師專業發展的機制，就是教師運用經驗、反思、證據、數據、概念和理論等條件實現在教會學生學習、育人和服務等 專業目標的活動過程，也是運用教師精神、教師知識、教師能力等專業基礎的活動過程[15]。

人工智能時代需要構建一個大數據+經驗+反思+動力相結合的能力機制。

首先，人工智能時代是基于大數據建立起來的。因此，大數據指的是教師在教學工作中所獲得的自然數據，包括與學生的交流、教學實施、課程評價等諸多方面;還指教師在教學的研究數據，就是教師在不斷的研讀知識，思考技能訓練所得到的數據。人工智能通過對數據的分析提高教師的教學發展的能力，也為教師的經驗的積累起到了支撐的作用。

其次，從經驗角度來看，職業學校教師擁有專業知識的教學經驗和實際工廠的工作經驗。但是，在人工智能時代，這些經驗還不足以使教師能夠勝任教學工作。教師還需要有在人工智能企業實習和研發人工智能的經驗，同時，還要有大數據分析和深度學習算法學習的經驗。通過經驗的遷移能力，使教師成長為全面的人工智能背景下的教育工作者。并將教師親身經歷所掌握的經驗傳授給學生。

再次，從反思機制上看，教師需要從不同角度對自己的教學能力進行反思。具體而言，就是通過學生、同行、企業、教育管理者、人工智能專家和自我的反思，通過大數據分析教學能力中的不足。

最后，從動力機制而言，應分為外部激勵和內部動力機制。一方面，就國家的外部激勵方面而言，人才強國戰略和人工智能發展戰略都使教師能夠有所作為。我國政府和企業都在加大力度投入大量的資金推動人工智能的發展。國家在積極調整專業結構建設，建設人工智能相關專業，培養一批實用人才。政府開始簡政放權，使教師參與到專業建設、課程設置和教學管理中，教師可以全身心地投入到教學工作中，這些舉措都有利于提升教師的職業滿意度和幸福感。另一方面，教師應該規劃在人工智能背景下的發展目標，從長期、中期和短期三個不同的時間長度上明確每一時間段的目標，爭取外出培訓和企業進修的權力，積極參與教學競賽等活動加強自我發展。

（三）更新適應人工智能時代職教教師教學能力發展的內容體系

教育教學能力是教師在教育教學活動中形成的順利完成某項任務的能量和本領，包括準確把握教學重點和難點的能力、認識學生的能力、設計教學的能力、表達能力、教育教學組織管理能力、教育教學交往能力、反思能力、教育教學研究能力和創新能力等[16]。人工智能時代教師的教學能力主要就是指教師應用人工智能促進教學的能力。這種能力不是直接運用技術，而是通過技術重新組織教學設計的過程。

首先，教師應從大數據、云計算、深度學習技術入手，開發新的程序、算法和課程，重新規劃教學內容和教學模式。逐漸將MOOCs、翻轉課堂、個性化學習引入到教學模式中。單一的以工作過程為導向的課程模式或者是能力本位的教學模式不能滿足學生個性化發展的需要。教師應該主動參與到網絡課程的教學工作中，廣泛運用充分利用互聯網+的動態性、交互性、多媒體性來創設良好的課堂互動氛圍，鼓勵學生充分表達自己的觀點和理解，在相互交流、討論甚至爭辯中獲得新的理解和認識[17]。

其次，教師應該將傳授學生知識和技能轉向傳授學生終身學習的能力。教師角色也從學校中的教師變成終身制的“師傅”，形成開放的連續的教育功能體系，促進學生學習能力的發展。

最后，教師職業素養的變化。人工智能+教育的技術手段包括：語音識別、智能判卷、自動翻譯等，會代替教師完成大部分工作。因而，需要教師將大量的時間放在創新創造技能和情感溝通能力的養成。所謂創新就是指將新的理念和方法付諸實踐，完成人工智能所不能實現且具有一定的創新意義的活動。所謂情感溝通主要指對學生的指導、對教師隊伍提出建議等。

（四）確立人工智能時代教師教學能力發展的標準

教師的教學能力標準應建立在政府、人工智能專家團隊、企業和職業學校四方協調的監督作用下實施。

首先，在政府主導下。國家應該將評價標準的制定權交給人工智能專家和企業，應該充分發揮政府這只有形的手。避免人工智能所帶來的公平性和歧視的作用，確保教師的教學能力能夠得到量化，起到督促的作用。

其次，應以人工智能團隊建議為基礎，為建立動態的教學評價標準提供技術支持。隨著教師的教學能力的提升，需要改變傳統的教學評估形式，建立實時的教學評估。比如，利用人工智能，從眼球追蹤、面部表情的監控等，及時收集教師教學過程中的數據。評價方法采取形成性評價，根據學生的實際情況反饋教師的教學能力。

再次，行業應該是建立教學評價標準的主體。因為通過教師教學能力培養的人才是為企業服務的。所以，企業應該起到主體的作用，各省內部要盡快建立大數據的平臺，對各個地區教師的教學能力進行監控，為職業教育教學的教學能力評價提供一定的數據支撐。同時，各省市應對評價標準進行交流，已達到最有效的方案。企業也要組織相應的領域專家，結合各領域的大型企業人工智能領域的專家對個職業學校的實際情況進行評價。得到其綜合發展的報告，并提出相應的建議。

最后，職業院校是實施標準的執行者。評價的內容不以教師的學術背景為依據，而是在教學過程中所達到的效果為標準。職業院校實施評價的目的在于激勵教師改進教學中的問題，讓教師有更寬松的環境、更愉悅的心情、更持久的教學改進動力。

綜上所述，對教師教學能力觀念的變化、教學能力機制的調整、教學內容的變更和教學評價標準的重新確立，更有利于推動人工智能+教育的前進步伐，找到人工智能與職校教師教學能力發展的契合點，從而培養一批有技術技能的新生代技術人員，為實現人工智能強國發揮積極的作用。

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（責任編輯：張維佳）