人工智能背景下中職機械類教師的發展對策

牟向偉 趙遠航 唐瑗彬

摘要：技術革新催生時代變革，時代變革推動教育改革。人工智能時代傳統行業升級換代，使中職人才培養的目標發生轉變，倒逼中職教師專業能力提升。新時代中職教師面臨嚴重內外在職業危機，教育變革對其專業理念與師德、專業教學能力、專業育人能力、專業發展提出了更高的要求。因此，中職教師要做到轉變理念、融合創新、綜合育人、持續發展以適應人工智能時代對于教師專業發展的要求。

關鍵詞：人工智能;中職教師;危機與策略;機械專業

中圖分類號：G715 ? 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1672-5727（2020）09-0017-06

人工智能背景下職業教育的變革體現出融合、創新、跨界、終身化的新特征[1]。2019年4月1日，教育部、財政部印發《關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》，文件明確提出要將信息技術和智能技術深度融入到教育教學和管理服務的全過程中，意味著未來高職技能型人才培養方式發生轉變，未來的教師將會充分運用信息技術、智慧技術發展深化教育教學改革。隨著虛擬工廠、智慧課堂、AI助教等新興教育技術與手段引入中職課堂，人工智能、大數據、云計算等先進技術倒逼制造業轉型升級，中職教師的能力提升已成必然。在專業教學能力方面，中職教師應具備能夠培養符合產業發展所需的技能型人才的能力，應積極思考在智能教育信息化環境下如何做到高效的人機協作，最大程度地利用人工智能、大數據、物聯網等先進技術，實現教學質量提高。

機械化產品也正在向“智能一代”發展[2]。全國機械職業教育教學指導委員會預測，到2025年，全國智能制造機械行業技術技能人才需求總量將達到377.6萬人，僅中、高職需求量高達196.62萬人[3]。因此，作為培養機械專業復合型技能人才的中職機械類教師需要接軌行業實際需求，更迭新時代所需的教學能力，以滿足未來產業發展的需求。目前，已有學者開始探索人工智能時代教師所需的能力，但在職業教育領域的研究成果相對較少，尤其是特定的專業教師，如機械專業教師。基于此，分析人工智能時代中職教師的職業危機，以機械類教師為例考察時代變革對中職教師專業能力的要求，進而對我國中職機械類教師的未來發展提出合理建議。

一、人工智能時代中職教師的職業危機

（一）外在危機：AI助教對于教師傳統工作的取代

未來的AI助教是人工智能時代先進課堂教學體現的主要產物之一。北京師范大學的未來教育高精尖創新中心提出未來AI助教可能擔任的角色：精準教研中的互助同伴、體質健康監測與提升的保健醫生、可自動出題和自動批閱作業的助教等12個角色[4]。未來AI助教可以完成多元化的工作任務，例如，快速作業批改、個性化資源推送、海量學習資源等。人工智能替代了傳統教師絕大部分的工作，勢必對教師現有的能力帶來挑戰。

隨著智能制造機械行業的發展，相關職業崗位能力進一步升級，對復合型跨界人才需求加大。無論理論知識的掌握，還是在實踐操作技能的熟練程度上，人類教師都難以與具有超大數據庫和超強計算能力的AI助教相抗衡。工作性質從“制為中心”轉變為“智為中心”[5]，身份從“勞動者”轉變為“設計者”是未來中職機械類教師的重要轉變。目前，我國中職機械類專業所培養的學生仍以“勞動者”居多，很難勝任智能化機械設備的應用與開發工作。隨著人工智能時代的到來，AI助教及相應的智能技術會逐漸取代中職教師的基礎工作，要求中職機械類教師不斷尋求改變以適應技術的發展。

（二）內部危機：對教師職業能力的挑戰

智能時代要求中職機械類教師掌握跨學科的知識與技能，然而，高素質的復合型師資力量的匱乏無疑給復合型技能人才培養帶來了極大的阻礙。未來企業生產將以智能化機械設備為主，需掌握遠程虛擬仿真技術，現階段的中職機械類專業教學中卻少有結合虛擬仿真等模擬訓練。歸其原因主要有兩點，一是目前中職學校的教學設施條件還相對落后;二是中職教師缺乏運用信息技術開展虛擬仿真課程教學的能力。對于前者，加大投資或校企合作可逐步實現教學設施設備的更新，而后者的改善卻需要對職前和職后教師進行長期的培養和培訓。中職機械類教師如何跟上技術發展，掌握人工智能時代下的新技術，彌補自身職業能力“短板”，適應新時代教師專業發展要求，是擺在中職機械類教師面前的難題。

二、人工智能時代對中職教師專業能力的要求

分析人工智能時代中職教師能力的要素，有利于指導中職教師職前與職后培養方案的制定，為更有效地開展教師教育變革提供依據。本研究以教育部印發的《中等職業學校教師專業標準（試行）》《職業技術師范教育專業認證標準（第三級）》為依據，結合中職機械類專業教師的教學特點，從專業理念與師德、專業教學能力、專業育人能力、專業發展能力四個維度論述人工智能時代對中職機械類教師專業能力的演變。其中，專業理念與師德是維持中職教師對待學生和完成教育教學工作的信念與態度，具有一定的穩定性，是核心素養理念下中職教師能力的基本要求;專業教學能力是中職機械類教師為達到機械類專業教學目標、勝任教學活動所需的一種專業性能力，是區別其他專業教師的能力維度;專業育人能力是中職機械類教師有機結合機械專業教學進行同向同行的育人活動，具有全方位育人、全程育人意識，是中職教師通用能力維度，也是培養中職學生職業素養的基礎;專業發展能力是中職教師面對時代迅速發展應具備一種專業發展與終身學習的能力，技術的發展要求中職機械類教師比其他專業教師更強調此方面的能力。如圖1所示。

（一）專業理念與師德

第一，建構主義教材觀。智慧教育主張回歸建構主義理論的本質，對教材的編寫也應遵循學生認知的發展?，F階段的中職教師仍以固定式教材為主，使學生陷入思維固化狀態，不利于學生的個性化成長。人工智能時代的課堂教學由于教師的工作任務獲得了極大的技術支持，呼吁教師回歸教育的本質。對于職業教育教材的編寫要基于建構主義理論，基于數據分析技術，可以為每個學生量身定制個性化的學習教材，激發教材的潛質，其創新變革主要體現為活頁式、工作手冊式、立體式等新形態教材。

第二，以全體學生為中心。在國家大力推行翻轉課堂教學模式的熱潮下，已有部分教師將關注的重心向學生轉變，但卻由于技術以及教師能力等方面的制約，仍處于“以部分學生為中心”的窘境。在人工智能時代，基于智能信息技術的輔助，教師可以輕松了解每個學生的個人情況，制定出個性化的教學方案，此時人工智能技術驅動下的智慧課堂真正確立了“以學生為中心”的教學理念[6]，課堂變革由“教師中心”到“以部分學生為中心”再到“以全體學生中心”，正是人工智能賦能課堂的本質要求。

第三，人機協同與技術倫理?，F階段的信息技術與課堂教學仍處于一個分隔開的狀態，教師只掌握基礎的信息技術應用能力，技術僅達到支持課堂教學的作用，遠沒有實現與教學深度融合。人機協同教育能夠充分發揮AI助教與人類教師的不同優勢，促進學生的個性化成長[7]。以機械專業為例，其專業特色加深了與人工智能的情感，使人機協同教學效果增強。值得注意的是，當教師借助智能信息技術進行教學時，還應遵守技術倫理。人工智能、大數據、云計算等先進技術是把雙刃劍，不僅要考慮受益之處，還要提防可能引發的風險。在數據信息爆炸的時代，還應遵循技術倫理，保護學生及家長的數字身份、個人隱私[8]，為中職學生開展自主學習創造安全寬松的環境。

（二）專業教學能力

專業教學能力是教師將專業技術知識融入中職教學的能力，人工智能時代對中職機械類教師的專業教學能力提出了更高的要求。

第一，跨專業理論知識和能力。專業理論知識與能力是發展其他知識與能力的基礎，現階段的中職機械類專業教師，只掌握機械專業理論知識，普遍缺乏專業知識的綜合運用能力，呈現出重理論輕實踐的態勢。人工智能時代是一個復雜、多變的時代，要求機械專業教師具備復雜問題的解決能力。此外，社會對復合型技能人才的需求更突顯跨學科知識的重要性。因此，對于未來機械類人才的培養，不僅要懂機械專業，還要了解與崗位工作相關的跨學科知識。

第二，虛擬機械類設備實踐操作、模擬實訓指導能力。機械類設備實踐操作與維護、實訓指導能力是目前中職機械類教師的主要專業特色，也是區別于其他專業課教師的根本能力。然而，在真實情景下的機械專業實訓教學存在諸多弊端，例如，教師和學生需要時刻警惕高速運轉的機器可能引發的安全隱患;機械設備的維護增加了教師的工作負擔;學生實訓設備或儀器老舊等問題。作為未來進行實踐操作指導教學的主要場所，虛擬工廠的建設和使用可以有效解決上述問題。因此，為了勝任虛擬工廠的教學，中職機械類教師不僅要掌握真實情景下的機械類設備操作，更要以融合創新的方式將虛擬現實教學、虛擬仿真等技術與機械專業實訓靈活結合。

第三，智慧教學能力。教學能力是指教師為達到教學目標、順利從事教學活動所表現的一種行為特征，分為一般能力和特殊能力[9]。人工智能時代的突出特征是智慧化[10]，智慧化教學主要表現為：教學設計從統一變為個性化;教學實施從教師主導變為人機協作;教學評價從單一到多元。社會發展需要智慧型技能人才，中職教師也要相應地將泛化、單一教學能力轉變成培養智慧型人才所需的個性化、智慧教學能力[12]。首先，要掌握智慧教育知識。以機械專業教師為例，需要熟悉機械專業技能人才的成長規律以及思想品德和職業道德形成的過程，并掌握相關教育方法。機械專業學生畢業以后的工作崗位多為企業技術崗，還需要培養學生適應工作變化的心理與學習特點。其次，以人工智能、云計算、大數據、區塊鏈等為代表的智能信息技術正引發新一輪的教育變革[13]，基礎的信息技術應用能力在智能機械生產中已然不適用，基于個性化教學、多元化評價等教學方式的變革，智能信息技術應用能力必將成為機械專業復合型人才的必備能力之一。因此，中職機械類教師需要將智能信息技術融入教學當中，培養學生的智能信息技術應用能力。

（三）專業育人能力

人工智能時代的先進技術為理想化的個性化教學提供了可能。教師對學生的學情收集與判斷從基于經驗的主觀看法轉變為基于數據的客觀分析，弱化了唯成績論的思想，打破了傳統的固定式教學，促進了教育的公平。中職教師的育人能力需要發生以下轉變。

第一，個性化育人。育人能力是目前教師在教育教學過程中亟需提高的一項能力，教師知識性的教學角色，將會被人工智能所取代，教師的育人角色將越來越重要。目前，中職學生培養形式整齊劃一，規?；庸е聦W生只具備較強的應試能力，但過分強調知識技能的熟練反而泯滅了學生的個性和創造性等核心素養 [14]，使其缺乏在不同崗位上的適應能力。在以人工智能技術為代表的外部智力支持下，中職教師對學生培養的重心從“教書”轉移到“育人”，以學生個性發展的角度出發，關注和培養每一個個體的獨特性，讓中職學生的個性和創造性變得多元化，強化核心素養，從而適應未來社會的需求。

第二，個性化職業指導。人工智能時代的職業指導是基于學生的個性展開的，根據學生的個性特點和成長規律來對學生進行職業指導教育。中職機械類專業教師缺乏對學生個性特點的準確掌握和預測，統一性的職業指導導致機械類專業學生對未來目標崗位工作不清晰、不明確，難以在企業中找到適合自己的崗位?；谌斯ぶ悄艿认冗M技術，教師可以準確掌握學生的學習情況和個性特點，并做出相應的預測，為每位學生制定適合其發展的路線，幫助機械專業學生擺脫擇業迷茫。

（四）專業發展能力

專業發展能力是教師保持其專業知識和能力不斷提高的核心動力。這項能力在科學技術迅速發展的人工智能時代尤為重要，需要不斷提高教師的專業能力以應對快速發展的產業需求。

第一，國際視野。為拓寬中職教師的國際視野，學習發達國家和地區職業教育理念、教育教學方法手段和先進技術技能，教育部于2011年、2016年先后印發了《關于實施職業院校教師素質提高計劃的意見》，均提到鼓勵支持選派優秀教師到國（境）外進修。有研究者調查發現，雖然培訓的數量是超額完成的，但從教師素養提高上來看不盡人意。中職教師培訓的最終目的應是提高職業教育教學水平，對接產業的發展所需。以機械專業為例，其教學內容與社會科技進步息息相關，對于中職機械類教師的國外進修，不僅是簡單的學校觀摩，更應注重學校所對接與機械相關新興行業生產知識與技術的學習。

第二，合作與交流。人工智能時代的學校將不再是孤立的中心，基于人工智能、大數據、互聯網等先進技術能夠實現學校與家庭、學校與社會、學校與學校之間的信息互通。教師在日常工作中會更加頻繁的接觸到校外人員，因此，人工智能時代對中職教師的合作與交流能力提出了更高的要求。教師需要掌握合作與交流的技巧，在課堂教學中積極開展小組互助和合作學習，培育學生的團隊協作精神，形成學習共同體。例如，機械專業教師需要與機械行業的從業人員交流合作，實現企業與學校的對接;機械專業教師要與其他專業的教師共同合作完成一項研究等。

第三，創新教研能力。教研能力則是教師在教育實踐過程中結合學生實際問題的深入研究，是增強教師研究意識的主要能力。現階段中職教師教研能力普遍較低，然而，人工智能時代的知識體系與結構更新迭代，教師的教研能力要在學生立場的價值認同、教育教學的成事機制、專業發展的成人能力等方面體現出大視野，運用人工智能技術支持教研能力方式與內容的創新。2019年11月，教育部印發的《關于加強和改進新時代基礎教育教研工作的意見》提出，要因地制宜采用區域教研、網絡教研、綜合教研、主題教研以及教學展示、現場指導、項目研究等多種方式，提升教研工作的針對性、有效性和吸引力、創造力。基于多種新興信息技術與教育的深度融合，教師不僅要利用多種優質的教學資源，實現跨學科、跨學段的觀摩與學習，把其他學科、學段的經驗借鑒或融入自己的學科及學段的教學活動當中，還要利用教師虛擬社區，突破時空、地域、學科、學段和人員等各種限制，開展不同內容的在線教研活動[15]。

三、人工智能時代中職教師的發展策略

（一）轉變理念：人機協同實現個性化教學

摒棄“教師中心”的傳統觀念，以“學生為中心”進行教師角色創新，協同AI助教實現高效教學。一是從“教師”轉變為“導師”。教師的工作性質更偏向于傳授知識，而導師則脫離了簡單的“教書匠”身份，成為學生職業發展的引路人。二是從“教師”轉變為“朋友”。教師嚴肅的職業對于學生來說是一種壓力，為何不可以轉變身份，變成學生的合作伙伴。三是從“教師”變為“教練”。教師偏向于知識傳授，而教練更擅長技能培訓。人工智能時代，理論知識作用逐漸降低，而創新思維和實踐操作能力才是未來世界所倡導的。在知識信息爆炸的時代，教師更應該教學生生存的技能，而不是書本上的文字。四是從“教師”轉變為“踐行者”。人工智能時代才剛剛開始，在未來更深層次的階段需要不斷探索。因此，教師更應該秉承“先學后教”的理念，成為未來的先行實踐者。

中職機械類教師可以與AI助教更好地實現優勢互補、協同教學，以促進教學質量提高。一是要從根本上認識到人類與人工智能之間的區別，人具有情感，但機器沒有;人具有自主性，而機器不具備;人具有社會屬性，而AI助教沒有。二是要尋求教師、學生以及AI助教三位一體的新的關系圈，從而實現教育利益最大化，教育效果最優化。機械類教師在教育教學中具有豐富的實踐操作經驗，相較于其他專業類型的教師，機械類教師與AI助教有更加密切的聯系。三是要借助專業特色的優勢，樹立起人機協同的理念，將簡單、繁雜的工作交給機器人，而把更多的時間和精力投入到與本專業相關的教學規劃當中，從真正意義上達成包容性、公平性、針對性和終身性的教育。

（二）融合創新：以教學與技術融合為核心

基于人工智能、大數據、云計算、物聯網等先進技術，教師的教育教學形態將發生天翻地覆的變化，教學與技術的融合成為未來教學的必然趨勢。中職教師應充分借助新興智能信息技術的優勢，積極探索專業課教學與專業實踐相融合的教學新模式，真正實現從起步應用邁向融合創新。一是要將技術支撐教學轉變為技術融入教學，在課前，基于學情分析、虛擬社區等智能技術分析學生學情，切合專業特點設計個性化的教學方案;在課中，基于理實一體化教學所需，授課環境從理論教室和實踐操作車間轉移到了虛擬工廠。師生在同一個虛擬的車間環境開展虛擬仿真、虛擬現實教學，從傳統教學的抽象語言文字描述轉變為具體形象的虛擬仿真設備，讓學生看得更清楚，從而學得更清晰;在課后，借助個性化推送技術為不同學情的學生推送針對性的課后作業，再根據虛擬社區等線上服務中心，由教師、企業、學生、家長等不同人群對學生的作品進行多元化智能評價。

以中職機械專業為例。實現機械專業教學的融合創新，一是專業能力上要具備跨學科的知識與技能，提取交叉內容，制定交融目標，設計切合機械專業教學的交織流程和交互活動，全面提升學科教學素養以及跨學科創新思維。二是實踐操作能力上要融會貫通，熟練掌握真實機械設備，結合虛擬仿真等先進技術，在虛擬工廠中進行教學實踐。革新教學手段與方式。三是教學能力上重點提升智能技術運用能力，學習人工智能、深度學習、大數據、云計算等技術的相關知識，了解先進技術對職業教育的影響及作用，探索技術與教學的融合路徑。

（三）綜合育人：注重工學結合與德技并修

不忘初心，牢記“教書”是為了“育人”。教師向學生傳授知識的最終目的仍是培養學生，即實現從“教書”到“育人”的轉變。為了適應人工智能時代技術革新而引發的知識信息爆炸，職業教育更加強調學生綜合能力的培養，尤其是以技能培養為主的勞動和職業啟蒙教育。2019年11月，教育部印發的《關于加強和改進新時代中等職業學校德育工作的意見》提出，將勞動教育納入人才培養方案，從國家層面明確了中職學校工學結合、德技并修的育人機制。

中職教師要從專業發展的角度出發，基于社會變革對人才的培養需求進行育人。對于培養人工智能時代社會所需的復合型技能人才，一是要改變育人的目標，從應試能力培養轉變為適應社會和行業發展的能力，著力培養學生的專業精神、職業精神和工匠精神，培養敬業奉獻、誠實守信、精益求精、追求卓越、開拓創新等精神品格。二是要改變育人的方式，教師要著眼于學校文化、企業文化和教育活動的育人內涵和方法，實現對學生從整齊劃一的規?；庸さ交谂d趣愛好的個性化培養。三是要改變育人的內容，從傳統課堂單純的填鴨式知識灌輸轉變為新時代課堂多方面的能力培養。教師應更多教學生生活、教學生做人、教學生學習，在教育過程中融入德技雙修的理念，將知識學習、能力發展與品德養成相結合，實現從書本知識的教學轉變為全面發展的綜合育人。

（四）持續發展：以終身學習推動專業發展

在人工智能時代，教育全球化驅使國家與國家之間的文化交流也會愈發頻繁，終身學習成為中職教師專業發展的不竭動力。其中，彈性、自主探究式學習幫助中職教師消除了固定、被動接受式學習的弊端，為其專業發展創造了終身學習的條件。在外部學習方面，教師要強化合作與交流的能力，增強與政府、企業、教師、學生等密切合作與溝通，如根據政府頒布的政策文件改進教學實踐;通過企業對人才的需求轉變育人目標;發揮教師共同體，校企合作優勢共同開發研究教學與技術的創新等，通過合作與交流更好地服務教學，更好地為專業能力發展提供支撐。在內部學習方面，教師要提升教研能力。佐藤學認為偏重經驗積累的教師是“匠人”，善于反思判斷的教師是“專家”。

總之，新時代的教師必須是“學習行動的設計者”，除了積累經驗，更要反思經驗，總結提升。因此，中職教師教研能力的提升應更多地關注過程、方法、思維和情感，以強化獨立反思和學習力為重點，從經驗式教學轉變為理論分析式教學。其中，作為培養復合型技能人才的機械類教師，更應樹立終身學習與專業發展的理念，投身機械行業企業學習高精尖技術，了解機械專業的前沿知識，更新先進機械設備的實踐操作能力，以教學實踐為基礎進行反思研究，養成自主學習習慣，緊跟時代步伐。

參考文獻：

[1]董文娟，黃堯.人工智能背景下職業教育變革及模式建構[J].中國電化教育，2019（7）：1-7，45.

[2]周濟.智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J].中國機械工程，2015（17）：2273-2284.

[3]馬雪峰，陳曉明，許朝山.智能制造機械行業人才需求與職業院校專業設置匹配分析[J].中國職業技術教育，2020（11）：5-15.

[4]余勝泉.人工智能教師的未來角色[J].開放教育研究，2018（1）：16-28.

[5]王文靜，莊西真.人工智能視閾下職業教育的機遇、困厄與出路[J].中國職業技術教育，2018（22）：33-37.

[6]劉邦奇，吳曉如.智慧課堂：新理念新模式新實踐[M].北京：北京師范大學出版社，2019.

[7]汪時沖，方海光，張鴿，等.人工智能教育機器人支持下的新型“雙師課堂”研究——兼論“人機協同”教學設計與未來展望[J].遠程教育雜志，2019（2）：25-32

[8]邱仁宗，黃雯，翟曉梅.大數據技術的倫理問題[J].科學與社會，2014（1）：36-48.

[9]《教育大辭典》編撰委員會.教育大辭典[M].上海：上海教育出版社，1998.

[10]祝智庭，彭紅超，雷云鶴.智能教育：智慧教育的實踐路徑[J].開放教育研究，2018（4）：13-24，42.

[12]曹月新，張博偉.高校教師教學能力培養問題研究[J].東北師大學報（哲學社會科學版），2016（2）：208-213.

[13]胡欽太，劉麗清，鄭凱.工業革命4.0背景下的智慧教育新格局[J].中國電化教育，2019（3）：1-8.

[14]張華.論核心素養的內涵[J].全球教育展望，2016（4）：10-24.

[15]何克抗.21世紀以來的新興信息技術對教育深化改革的重大影響[J].電化教育研究，2019（3）：5-12.

（責任編輯：劉東菊）