基于5G+人工智能的高職教師能力提升途徑

摘要：隨著5G的快速部署及其人工智能產業的落地，兩者由下到上的自然結合，不僅催生了大量的崗位誕生，還對教育產生了深刻的影響。高職教師在這一輪的核心產業變革中，如何順應基于5G的大數據，云計算，人工智能的時代潮流，提升自己的專業能力，成為了亟待解決的問題。高職教師可通過各行業的專業調查報告，挖掘出5G+人工智能崗位的能力需求，然后通過線上優質的課程資源，校企合作等各種途徑，全方位提升自己的理論和實踐應用水平。

關鍵詞： 5G; 人工智能; 線上教學; 自適應學習

中圖分類號：TP319 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0162-02

Ways to Improve the Ability of Higher Vocational Teachers Based on 5G + AI

SHAN Feng-yun

（Wuhan City Polytechnic， Wuhan 430064， China）

Abstract：The combination of 5G and AI has not only spawned a large number of jobs， but also has a profound impact on education. In this round of core industry reform， how to adapt to the era trend of big data and AI based on 5G and improving their professional ability have become an urgent problem Through the professional reports of various industries， higher vocational teachers can dig out the ability needing of 5G + artificial intelligence posts， and then improve their theoretical and practical application level in an all-round way through online high-quality curriculum resources and school enterprise cooperation.

Key words：5G; artificial intelligence; online teaching; adaptive learning

1 引言

2020年是中國經濟的分水嶺，由于疫情加速了人工智能與5G的快速融合，從而催生了在線教育，自適應教育，智慧校園的快速發展。目前，人工智能主要依靠終端處理和云計算，受限于網絡傳輸能力速度慢，智能化程度不高。隨著5G的部署，會形成萬物互聯的生態，數據信息規模快速上升，加上5G的大帶寬，低時延和高可靠性等優勢，快速促進云計算的性能提升，從而更好的服務人工智能。相反，隨著移動通信網絡3G/4G/5G等多網融合，網絡復雜度和維護運營成本大幅升高。將人工智能技術應用于網絡運維，比如網絡資源管理，故障檢測與分析，網規網優，發揮網絡自動化的最大價值，終極目標是5G牽手人工智能，從而達到網絡自動化駕駛的目的。5G是萬物互聯的基礎，也是人工智能發展的新動力，而人工智能將促進5G網絡的智能化應用，是未來的發展重要方向。

2 人工智能研究現狀

目前，中國的5G技術和商用部署在全世界處于領先水平。在人工智能方面，美國在人工智能的基礎層，比如基礎理論的研究，機器學習，深度學習，知識圖譜等算法理論創新具有領先優勢，而中國人工智能在技術產業落地，具有場景和數據優勢。在政府最近幾年的工作報告中，都把人工智能，5G和工業物聯網作為中國數字化經濟轉型的新基建。

能否把握5G+人工智能作為新一輪的產業變革的核心驅動力，關鍵在于人工智能產業的人才隊伍建設。國家工業信息安全發展研究中心發布的《人工智能與制造業融合發展白皮書2020》顯示，目前中國人工智能人才缺口達30萬人。中國信息通信院發布的《5G社會影響》白皮書中預測，到2030年，我國各行業所缺的5G直接和相關的人才約800萬人。由國家主導，緊密圍繞企業實際用人需求，推進人工智能“產學研一體化”人才培養模式發展，精準培養產業所需人才，才是解決產業內人才問題的切實方法[1]。

2.1 高職教師能力提升途徑

目前，國內的人工智能專業首先布局在雙一流的高校及其研究生，旨在培養高層次的AI人才。隨著，5G+AI的逐步落地實施，部分本科院校新增了人工智能專業，旨在培養人工智能所需要的算法工程師。為了提前部署5G+AI賦能的各行各業所需的應用開發崗、實用技能崗人才儲備，部分職業學院與大型企業建立聯合實驗室，積極探索職業院校產教融合的新模式。

2.1.1 高職學生的職業能力需求

從《國家新一代人工智能標準體系建設指南》可以看出，人工智能關鍵通用技術標準主要圍繞機器學習、知識圖譜、類腦智能計算、量子智能計算、模式識別等方面，為人工智能應用提供通用技術支撐;關鍵領域技術標準主要圍繞自然語言處理、智能語音、計算機視覺、生物特征識別、虛擬現實/增強現實、人機交互等方面，為人工智能應用提供領域技術支撐[4]。由工信部發布的《人工智能產業人才發展報告（2019-2020年版）》可以得出，人工智能的崗位類型主要是算法研究崗、應用開發崗、實用技能崗和產品經理崗。高職學生少數可以從事應用開發崗，大多數從事實用技能崗。實用技能崗需具備的專業知識：熟悉并行計算基本原理及分布式計算框架，熟悉Hadoop、Spark等分布式開發環境;了解常用的各類開源框架、組件或中間件;熟悉TCP/IP協議，具備網絡環境問題排查經驗;熟悉常用數據庫，如MySQL、Oracle。工具技能為：具備一定的編程開發基礎，熟練掌握C/C++、Python、Java、Shell、MATLAB等編程語言;熟練掌握Linux系統的使用，具備豐富的Linux、Windows系統維護經驗;熟悉容器技術，如K8S，Docker等[1]。

2.1.2 5G+人工智能對教育的影響

人工智能+5G技術，對教育場景和教學模式發生深刻變革。5G+ VR/AR的結合，能夠全面提升學生的學習體驗。教師利用各種自適應學習的產品，可以精準分析學生當前的學習水平和狀態，并相應地調整后面的學習內容和路徑，幫助學生提升學習效率。基于人工智能算法的產品，由專家來構建能力體系，系統在此基礎上測量學生的學習方法，評估學習能力，預測學習進度和效果，從而將個性化教育貫徹實施到位。對于老師來說，人工智能產品的落地應用將把老師從重復的基礎性的教學工作任務當中解放出來，讓老師把更多的精力放在培養學生的創新能力等更有意義的方面。

2.1.3 教師技能提升

面對5G+AI給教育帶來的機遇和挑戰，高職教師應該提前籌謀，提升自己的綜合能力。高職教師的能力提升主要以學生具備的能力為核心，構建以產業需求為導向，企業、高校、科研院所協同合作的“產學研一體化”生態能力提升體系。具體從以下三個方面展開：一是教師通過自己的主觀能動性，提升自己的專業素養和育人素養;二是通過“產學研一體化”的生態體系，教師提升自己的綜合實踐能力。三是通過校方的頂層設計和引導，加入人工智能的資源池中，在交流與對外合作中，把握人工智能的大方向。

1）教師利用線上的優質資源提升自己的專業素養

人工智能時代，信息數據量呈指數級的上升，質量良莠不齊。移動互聯網和大數據讓泛在的學習環境已成為重要的學習形式。首先，教師要明確當前市場上的人才崗位的需求狀況，在保證學生就業及其課程難度適宜的雙重原則下，制定人工智能的課程計劃。其次，教師需要在互聯網上搜索優質的課程資源，提升自己的學習效率。當前互聯網上課程資源的質量參差不齊，教師可在一些權威機構上獲取適合自己的學習資源。慕課上匯聚了國內知名大學的一些精品課程，講解通俗易懂，適合入門級的學習;網易公開課上，收集了世界一流學府深受學生喜愛的人工智能基礎課程，教師從中可以學習世界名師的授課方式及其對知識不同的認知角度及其傳授方式。嗶哩嗶哩匯聚了社會上人工智能培訓機構最高水準的課程，實踐性操作性強，教師可從中提升自己的實踐水平。最后，教師要善用信息化的工具，配合一些人工智能產品，提升自己的教學效果。隨著5G和教育人工智能的深度融合，一些自適應學習平臺順勢落地。教師可利用自適應學習平臺，檢驗自己的教學效果，同時幫助學生查漏補缺;有些自適應學習平臺會嵌套實踐操作平臺，這樣會讓教學環境與學生練習環境完全一致，便于教師將精力集中在知識點的講解上。除了自適應學習平臺的利用，教師也可利用一些在線教學平臺，輔助自己的課堂教學。比如對口高職學生的職教云平臺，不僅可以將國家資源平臺導入到職教云，開展授課。教師還可以設置好綜合評估方法，將學生平時成績，課堂表現及其最后的期末成績，綜合出分，減輕教師的人工錄分、算分的工作負擔，教師可將更多的精力放在更有創造性的教學活動中。通過線上教學工具的綜合利用，既可以發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又要充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。

2）選擇合適的人工智能平臺提升自己的實踐水平

教師要選擇合適的人工智能平臺，促進自己對知識的理解和吸收。平臺選擇既不能太舊，也不能太前沿，考慮未來5年甚至10年的發展潛能。人工智能平臺需要提供從硬件，軟件，算法，模型等各個流程的協同工作，才能完成最后的上線工作。因此，人工智能平臺的需要通用性的組件和標準化的流程，這樣可以縮短開發流程，提升效率。考慮到中國的國情及其當前國內的開發生態，集中在AI的應用層，學習資源眾多，高職教師不需要過多的關注底層軟硬件的實現，而將精力主要放在應用層上面。目前國外的AI平臺有Google，IBM，亞馬遜，而國內的AI平臺有華為，百度，阿里，小米。考慮到中國關系及其一些技術封鎖的因子，及其支持本土企業發展的情懷，可選擇國內的華為AI平臺。華為自主開發的ModelArts人工智能開發平臺支持端，邊，云三種使用場景;老師可以在華為提供的云平臺上，利用ModelArts提供的多種通用簡單模板，教師僅需要數據準備和模型訓練之后，邊可部署使用，教師不需要了解人工智能專業知識和算法，僅需要準備好數據并完成標注完成后，進行自動訓練和部署使用[3]。其二，從華為本身的生態部署來看，為了助力高校人工智能領域人才培養及學科建設，華為通過昇騰師資培訓沙龍，面向廣大高校教師提供昇騰全棧全場景AI技術知識點培訓;華為本生開發了昇騰AI教學套件，這些套件為高校教師提供課程方案，包含深度學習基礎、昇騰AI處理器架構與編程、應用案例等。最后，教師可以參加一些AI技術大賽或者華為的AI社區，獲取解決問題的途徑。

目前數字化智慧校園大力展開，每個學校都有自己的合作廠家。教師可以以此為平臺，與相關企業的研發部門溝通聯系。也可以通過寒暑假企業鍛煉的機會，通過自己的人脈，建立學習機會。

3）高職教師可通過對外交流，提升自己的人工智能水平

考慮到高職院校的老師對人工智能的實踐水平要求比較高，教師可通過培訓或者對外交流，加強對前沿理論的學習，提升產業實踐的水平。考慮到我國人工智能的產業人才主要在京津冀地區、長三角地區，高校可從此地區引進一線實踐技術專家夯實師資隊伍，這樣在人工智能專家的帶領下，提升整個教學團隊的人工智能實踐水平。

3 結論

綜上所述，隨著5G的部署的加速，及其人工智能技術在教育場景的孕育到逐步落地，催生了教育領域的教學模式發生了巨大的變革。教師在這次科技革命中，要更新自己的學習模式及其教學觀念，利用線上的優質資源加上人工智能社區的群眾智慧，提升自己的理論及其實踐水平。同時，教師要時刻保持學習的態度，熟悉教育界的人工智能AI，助力自己的教學設計，得教育工作變得更加的立體化，形象化，個性化。5G+人工智能提供的泛在的學習環境，及其線上5G優秀精品課程的免費獲取，打破了時空的限制，教師和學生也可以采用合作學習的模式，共同探討學習。5G與人工智能的高度結合，會大大改善教學效率和教學效果，使個性化，智能化的學習需求得以滿足，豐富和優化了教育的資源結構。

參考文獻：

[1] 工信部.人工智能產業人才發展報告（2019—2020年版）[EB/OL].（2020-07-06）[2020-12-01]. http：//sjzyj.hefei.gov.cn/group5/M00/05/C1/wKgEIl8DzXqAJ9I7ABpGlM42hHQ545.pdf

[2] 劉洋.5G技術對高職人才培養模式的影響研究[J].科學咨詢（教育科研），2020（12）：46.

[3] 田奇，白小龍.ModelArts人工智能應用開發指南[M].北京：清華大學出版社，2020.

[4] 國家標準化管理委員會（2020）.國家新一代人工智能標準體系建設指南[EB/OL]. http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-08/09/content_55[…]

[5] 郭素雅.5G在教育信息化中的應用方案與實踐探索[J].中國現代教育裝備，2020（20）：14-16，19.

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[7] 張長生.職業院校信息化教學設計中的教師能力研究[J].湖北農機化，2019（3）：41.

[8] 邵娟，胡曉瑩.線上教育發展前景分析[J].黑龍江科學，2020，11（23）：143-145.

【通聯編輯：代影】

收稿日期：2020-03-19

基金項目：中華職教社關于《5G與人工智能、工業互聯網、智能家居與物聯網、智慧體育人才培養體系研究與實踐》大課題下面的子課題“提升職業院校5G與人工智能教師技能方向研究”（ZJS20200806）

作者簡介：單風云（1984—），女，湖北武漢人，中級職稱，碩士，主要研究方向為無線通信、人工智能。