人工智能技術在高職院校“三教”改革中的探索

吳新華 劉 軍 劉久逢

（湖南化工職業技術學院 湖南·株洲 412000）

“職教20條”明確提出建立健全學校設置、師資隊伍、教學教材、信息化建設、安全設施等辦學標準，引領職業教育服務發展、促進就業創業。“三教改革”是進一步推動職業教育發展方式由注重規模擴張向質量提升轉變的必由之路，是新時代推進中國特色高水平高等職業學校和專業建設計劃（簡稱“雙高計劃”）的重點內容。

人工智能時代加快了職業院校組織結構與運行模式的變革進程，“三教”改革“智能化”特征愈加明顯。“智能教師”“智能教材”和“智能教法”的改變必然帶來教師角色、教學內容、學習方式、評價模式的深刻變化。培養擁有高度信息素養與多元角色轉換能力的智能教師；開發更多地智能、多樣、可視、動態、形象的“云活頁”教材和多功能的“電子學材”；整合各教學平臺資源，構建智慧校園，運用互聯網思維，建立線上線下高度融合的混合式智能教學模式，這種以人工智能為特征的“三教”改革是時代的特征，符合社會發展需求，也是真正落實“職教20條”一個重要方面。

1 研究背景

人工智能教育服務最早是在線教育服務，是最著名的適應性學習體系之一。隨著各種信息技術的發展，出現了各種基于云計算商業模式應用的云教育服務平臺。這些平臺借助電腦、手機、電視、平板等多終端實現了教師、學生、家長的輕松訪問，形成“學校―家庭―社會”三位一體的綠色網絡平臺。“三教”改革，是年初頒布的《國家職業教育改革實施方案》的重要創新之一，也是實現職業教育現代化的最重要落腳點。如何將人工智能技術有效融入到高職院校的“三教”改革中，是目前高職院校進行教學改革探討的一個重要內容。覃川提出人工智能是推動新一輪產業和科技革新的動力，也是對職業教育變革人才培養體系、加快轉型發展提出的新要求。周建松認為聚焦教師、教材、教法改革是探索推動高職教育實現“三個轉變”的具體路徑，提升人才培養質量，進一步夯實高職教育高質量發展的微觀基礎。柯文楊等認為通過教師教學能力的提升，極大的促進了課程建設水平顯著提升，課堂生態逐步優化，信息技術應用持續深化，楊朝探討了“互聯網+職業教育”線上線下混合式教學法，創新推行課堂革命、網絡課堂、企業課堂“三個課堂”教學模式。因此這三個方面的持續改進將成為新時代職業教育推動深化“三教”改革的重要抓手。

2 智能型混合式教學模式構建

2.1 智慧型校園環境

2.1.1 建設智慧型大數據教育中心

建設智慧校園，構建智慧型大數據教育中心，是實行智能型混合式教學模式的必備條件之一。建立智慧型大數據教育中心，借助RFID、攝像頭和傳感器等智能教具，隨時監視教學情況，全方位實時感知、動態控制和處理各個教學場景中的數據，并根據數據進行相關度挖掘和深度學習，為在線學習個體精準建模，為學習者提供符合自身特征的用戶畫像；為用戶匹配最優的資源，提供個性化學習服務推薦。從而可以有效診斷教學過程的各個環節，并且可以按照高職院校質量診斷標準對師資隊伍狀況、教育教學質量、社會服務水平等進行實時診斷、精準“畫像”，加快應用、改進、優化的螺旋上升進程，促進人才培養質量的全面提升。

2.1.2 創新智能化管理服務體系

加大物聯網建設力度，創新智能化管理服務體系。廣泛應用人臉識別系統、智能安防管理系統、能耗監測管理系統等，實現智能管理，智能控制，節能降耗，建設高效綠色校園，統一身份認證，共享數據服務，確保信息安全，為教育“一站式”管理、質量科學診斷、教學優化改進和治理科學決策提供可靠數據支撐；全面升級創新創業服務平臺、機器人語音服務系統等建設，提高實時響應工作效率，暢通質量反饋渠道，從入學到就業，全程服務每個學生的成長，形成“一站式”服務管理系統。

2.2 智能型教師團隊培育

在人工智能時代，教學過程中智能化信息技術高度應用，這必然要求教師具有終身學習、資源共享與應用的能力。教師的角色由傳統的知識傳授者向學習行為導向者轉變，教師需要根據智能平臺的大數據分析結果，開展相應的行為導向教學活動，并對整個師生教學過程進行合理評估，并制定相應的糾正措施并實施；對個性化“畫像”和推薦方案，進行過程監督和修正；開發與時俱進，高度符合社會需求和個性化需求的智能教材，培養具備高度信息化素養的智能型教師團隊是實施智能化教學過程的必備條件。

2.3 智能型教法改革

2.3.1 “1＋N”信息化教學模式應用

堅持將智能技術深度融入教學全過程，將“1＋N”信息化教學方法應用模式由試點全面推向常態化應用，“1”是指基于信息技術，“N”是項目化、任務驅動式、案例式、問題導向等基于行動導向的多元教學方法。改進教學方式、優化教學組織、提升課堂實效，組織一線教師基于行動導向教學原則，將信息技術有效應用融入項目化、案例式等多元教學方法中；借助信息技術優化教學設計，以智慧職教、藍墨云班課等教學平臺為載體，實現“課前—課中—課后”教學全過程的智能化，創新課堂組織方式和課堂管理模式；應用各智能教學平臺智能分析工具集，收集學習者行為指標及學習狀態指標，將學習過程量化評價，構建基于大數據分析的學習評價體系，實現信息技術與專業教學的深度融合；建立健全基于智慧校園的教師教學質量考核、實習實訓過程管理、教務管理服務及黨建特色學習平臺等應用系統；建立健全教育信息化可持續發展機制，構建網絡化、數字化、智能化、個性化、終身化的全方位教育教學新體系。

2.4 智能化教學資源建設

“雙高計劃”明確提出要求，在教法改革中，要充分利用大數據、移動互聯網等新一代信息技術改造課堂教學過程，廣泛開發慕課、微課、虛擬課堂等對外開放共享的智慧學習平臺。

2.4.1 校企合作編寫教材，確保教材內容與時俱進。

編寫教材的過程中，積極吸納企業人員加入教材編寫隊伍。以滿足企業崗位需求為導向，充分發揮企業人員與一線教師的專長，在深入了解崗位需求、全面掌握實操技能的基礎上，將新技術、新工藝、新規范融入教學，將行業企業技術標準、工藝規范、工程案例等引入課程教學內容，編寫出具有職業教育特色的教材，并通過修訂教材的形式實現教材內容的實時動態更新。

2.4.2 開發立體化智能教材

實現優質資源共享。隨著“互聯網+”時代的來臨，教育教學信息化是大勢所趨，職業教育教材建設也應與時俱進。職業院校要充分利用現代網絡信息技術，助推教學改革，配套開發信息化資源、案例和教學項目，建立動態化、立體化、數字化的教材和教學資源體系，使專業教材能夠隨著信息技術發展和產業升級情況，及時的更新調整。

2.4.3 開發個性化智能教材

基于“互聯網＋教育”背景下，將信息技術應用與教育教學改革深度融合，著眼于學生個性化成才，例如：可在所有專業課程廣泛推廣“1＋N”信息化教學方式方法，對不同生源進行分層培養，使教學內容更加生動形象，便于理解。整合國家教學資源庫課程資源，融合在線課程平臺，設計能夠滿足多樣化、個性化需求的微課或者慕課。

3 人工智能技術在“三教改革”中應用特點

人工智能技術主要基于最新的互聯網絡技術、通訊技術、多媒體等現代化信息技術，將知識要點以虛擬現實技術或者系統仿真技術等方式實現傳統的面授方式和網絡課程相結合，充分實現學生主動、獨立探究為主，教師輔助，引導合作的新型混合式教學模式。

3.1 信息化技術高度應用

在當今高度信息化時代，信息化教學手段基本方式主要有以下幾種，網絡或者移動平臺互助，校園學習平臺，虛擬仿真的應用，微課及其慕課等網絡資源的應用。人工智能技術是計算機科學的一個分支，它能根據實際需求，生產出一種新的與人類智能相似的方式做出反應的智能系統。這種新型技術的出現，將為有效組合這些零散的信息化教學資源，并與各種信息化教學方式高度融合成為可能。比如，我們可以在教學平臺中通過大數據分析，嵌入學習分析報告，并根據學生的個性提供學習建議，量身定做學習計劃。并根據學習情況及時調整教學內容和教學方式。要達到這一目標，教師就必須熟練掌握并應用各種類型的信息化技術手段，才能掌握每個學生的學習情況，并根據學習過程數據及時調整教學方案。

3.2 學生主體性更加突出

人工智能技術的應用，比如個性化學習電腦，仿真教室等各種智能教學工具的出現，已經迫使學生從以前的“被動”向“主動”學習行為方式的改變，傳統的填鴨式教學方式不攻自破。而人工智能的自我學習能力也正在改變知識客體的被動狀態，以“主動”的方式介入到主體學習知識的過程中。從而人工智能的出現將會在一定程度上弱化教師的主體地位。比如依賴于大數據的處理和高速復雜的運算能力，平臺可以提供更加個性化的學習方案，設計學習過程，主動引導學生學習相關知識點，從而成為學員的“第二老師”，甚至在知識的傳授上比專業教師表現更好。因此教師未來的任務可能更多的是學習過程行為組織、知識拓展及其情感輔導。

3.3 學習場景多樣性

從Alexa和谷歌地圖導航等語音助手，到Bing的對話搜索，人工智能已經成為許多人日常生活的一部分。傳統的混合式教學模式，主要是通過互聯網，采用“線上+線下”的教學方式，學校和家庭還一直是學習知識和技能的主要場所。隨著人工智能化的發展，VR等信息技術的出現，人類學習和認知能力提升的真實空間和場景將會被打破，機器虛擬出來的場景會替代真實的環境。在課堂上，通過虛擬現實會模擬出具體的知識場景和技能使用場景，讓難理解的知識具體化，形象化，幫助學生更好的理解和應用知識，通過大數據分析，可以幫助教師更好的掌握學生的學習動態，及時對學生進行個體化輔導，未來，學校場景和教師的介入都將被弱化，“混合式教學”模式將會進一步發展為“人—機—人”的協同模式。因此，學員的學習也極大的突破了時間和空間限制，便于學員們利用零碎的時間完成第二專業的學習或者其他方面的學習。