中等職業(yè)教育人工智能通識(shí)課程實(shí)踐研究

郭伊葭

引言

中職學(xué)校是為適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)技術(shù)人才的需求而設(shè)立的，其教育目標(biāo)是培養(yǎng)具有一定職業(yè)技能和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才。中職信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)自2020年首次加入了人工智能的教學(xué)內(nèi)容；2021年的職業(yè)教育專(zhuān)業(yè)目錄也充分體現(xiàn)了對(duì)接現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系、推進(jìn)數(shù)字化升級(jí)改造的特點(diǎn)，體現(xiàn)了職業(yè)教育全面進(jìn)行數(shù)字化內(nèi)涵改造的發(fā)展趨勢(shì)。中職學(xué)校開(kāi)設(shè)人工智能通識(shí)課程是國(guó)家培養(yǎng)高素質(zhì)人才的迫切需要。

自2018年9月開(kāi)始，廣州市在中小學(xué)階段開(kāi)展人工智能課程，高職和本科階段的信息技術(shù)課程中也加入了人工智能的內(nèi)容。中職學(xué)校雖然起步較晚，但重視程度高，進(jìn)展飛快。自2022年4月啟動(dòng)人工智能通識(shí)課程試點(diǎn)校項(xiàng)目以來(lái)，至今已有10余所學(xué)校加入了人工智能通識(shí)課程的教學(xué)實(shí)踐陣營(yíng)。筆者所在的學(xué)校自2021年9月在全校所有二年級(jí)學(xué)生中開(kāi)展人工智能通識(shí)課的教育教學(xué)工作，目前正在進(jìn)行第二年的實(shí)踐。本文將探討中職人工智能通識(shí)課程開(kāi)設(shè)的必要性、存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決方案和建議。

一、開(kāi)展中職人工智能通識(shí)課程的必要性

中職學(xué)生具備一定的人工智能素養(yǎng)和知識(shí)儲(chǔ)備，才能更好地適應(yīng)未來(lái)職場(chǎng)和生活的發(fā)展需求，開(kāi)設(shè)人工智能通識(shí)課程主要有以下四點(diǎn)必要性：

一是緊跟時(shí)代潮流。人工智能是當(dāng)前最熱門(mén)的領(lǐng)域之一，各行各業(yè)都在積極應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，中職生也需要學(xué)習(xí)和了解這些技術(shù)的基本概念、原理和應(yīng)用。

二是培養(yǎng)創(chuàng)新思維。人工智能需要?jiǎng)?chuàng)新思維和實(shí)踐能力的支持，通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能通識(shí)課程，中職生可以鍛煉自己的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力，以應(yīng)對(duì)未來(lái)職場(chǎng)的挑戰(zhàn)。

三是提高就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。掌握一定的人工智能知識(shí)和技能可以提高中職生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，越來(lái)越多的行業(yè)都需要具備人工智能技術(shù)能力的員工。

四是幫助未來(lái)職業(yè)規(guī)劃。人工智能已經(jīng)滲透到各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，了解和掌握這方面的知識(shí)可以幫助中職生更好地規(guī)劃未來(lái)職業(yè)方向，為職業(yè)發(fā)展做好準(zhǔn)備。

二、開(kāi)展中職人工智能通識(shí)課程存在的問(wèn)題

近兩年，廣州市中職學(xué)校陸續(xù)開(kāi)展了人工智能通識(shí)教育的探索，但現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，主要存在以下三個(gè)問(wèn)題：

一是缺乏合適的中職人工智能通識(shí)課教材。目前我國(guó)中職教育對(duì)人工智能的認(rèn)知還處于起步階段，學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)知還停留于個(gè)人感知的程度，僅有少數(shù)中職人工智能通識(shí)課教材，或者是中小學(xué)教材的復(fù)雜版本，或是用大學(xué)教材降維取代，缺乏職業(yè)教育的鮮明屬性。

二是缺乏人工智能教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境。由于人工智能技術(shù)的發(fā)展過(guò)于快速，市場(chǎng)上缺乏專(zhuān)業(yè)的人工智能教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)編程環(huán)境，同時(shí)因經(jīng)費(fèi)投入有限，中職人工智能通識(shí)課的開(kāi)展困難重重。

三是缺乏人工智能教育的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。中職教師普遍缺乏人工智能專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，而教育體系難以跟上步伐，導(dǎo)致教師培訓(xùn)不足。同時(shí)人工智能教育的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不明確，難以確定學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。

三、中職人工智能通識(shí)課程的教學(xué)實(shí)踐

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)形成“人工智能+產(chǎn)業(yè)”新發(fā)展格局，中職人工智能通識(shí)課程的設(shè)計(jì)應(yīng)在了解人工智能基礎(chǔ)原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，增加“人工智能+專(zhuān)業(yè)”的教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)拓展能力和市場(chǎng)適用能力，為社會(huì)發(fā)展、區(qū)域經(jīng)濟(jì)調(diào)整提供“人工智能+專(zhuān)業(yè)”的復(fù)合創(chuàng)新型人才。筆者結(jié)合所在學(xué)校的教育教學(xué)實(shí)踐，從教學(xué)時(shí)間安排、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)模式三個(gè)方面展開(kāi)闡述。

（一）中職人工智能通識(shí)課程開(kāi)設(shè)的時(shí)間

人工智能是中職信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)拓展模塊的教學(xué)內(nèi)容， 一共36學(xué)時(shí)，課程標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模塊部分還有8個(gè)課時(shí)的人工智能基礎(chǔ)知識(shí)，兩個(gè)部分加起來(lái)一共44學(xué)時(shí)。就筆者調(diào)查的情況看，目前在全體學(xué)生開(kāi)設(shè)36學(xué)時(shí)人工智能課程的中職學(xué)校僅有大約20%。人工智能通識(shí)課程在中職學(xué)校的開(kāi)展情況不太理想。

在2021學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，筆者提出按照專(zhuān)業(yè)類(lèi)別安排人工智能通識(shí)課程的方案。理工科類(lèi)專(zhuān)業(yè)建議安排在一年級(jí)第二學(xué)期，以每周兩節(jié)課開(kāi)展，學(xué)生在一年級(jí)完成信息技術(shù)基礎(chǔ)模塊和拓展模塊的所有內(nèi)容；因?yàn)槔砉ゎ?lèi)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)類(lèi)的課程的學(xué)習(xí)興趣濃厚、動(dòng)手能力相對(duì)較強(qiáng)，集中時(shí)間學(xué)習(xí)，對(duì)學(xué)生信息意識(shí)和計(jì)算思維的培養(yǎng)、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的提升都有很大的幫助，對(duì)學(xué)生二年級(jí)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)也有很大的促進(jìn)推動(dòng)作用。文科類(lèi)專(zhuān)業(yè)建議安排在中職階段二年級(jí)，分兩個(gè)學(xué)期開(kāi)展，一周一節(jié)課；目的是讓文科學(xué)生在整個(gè)在校學(xué)習(xí)的全過(guò)程中，貫穿信息技術(shù)基礎(chǔ)模塊和拓展模塊的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)文科生的理性思維和動(dòng)手能力，潛移默化間提升科學(xué)素養(yǎng)和計(jì)算思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生在實(shí)習(xí)階段能夠更快適用工作環(huán)境，進(jìn)入工作狀態(tài)（表1）。

（二）中職人工智能通識(shí)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

由于中職教育的職業(yè)屬性，筆者提出以“人工智能+專(zhuān)業(yè)”來(lái)設(shè)置教學(xué)內(nèi)容的思路。中職人工智能通識(shí)課程的總體設(shè)計(jì)思路是：在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，學(xué)生要具備人工智能的思維，了解創(chuàng)新的基本方法和人工智能解決問(wèn)題的基本要素，對(duì)人工智能的主要應(yīng)用技術(shù)有一定的了解，以此培養(yǎng)學(xué)生能將人工智能的求解方法遷移到具體問(wèn)題領(lǐng)域的能力。基于上述人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求和中職學(xué)生的學(xué)情分析及認(rèn)知特點(diǎn)，以人工智能的典型應(yīng)用為教學(xué)載體，采用模塊化教學(xué)策略，將典型案例進(jìn)行分解和改造，形成一個(gè)個(gè)教學(xué)任務(wù)，按照學(xué)中做、做中學(xué)的思路組織教學(xué)內(nèi)容，將理論和實(shí)踐統(tǒng)一起來(lái)，力求理實(shí)內(nèi)容的完美融合和銜接。通過(guò)組織集體備課，把復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為通俗易懂的案例，圍繞實(shí)用性和應(yīng)用性展開(kāi)教學(xué)設(shè)計(jì)，力求讓學(xué)生聽(tīng)得懂，用得上。

考慮到非計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)理論與原理理解不夠深入，算法基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)能力較弱，我們把人工智能基礎(chǔ)課程計(jì)劃分為基礎(chǔ)、應(yīng)用和程序語(yǔ)言三個(gè)模塊來(lái)推進(jìn)，每個(gè)模塊搭配對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。同時(shí)把教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)放在應(yīng)用模塊，通過(guò)與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的案例教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生具備人工智能技術(shù)基礎(chǔ)素養(yǎng)。以課程標(biāo)準(zhǔn)36學(xué)時(shí)為例，中職人工智能的教學(xué)內(nèi)容安排如圖1、表2所示。

當(dāng)前市場(chǎng)上大多數(shù)人工智能通識(shí)課程教材采用在本科教材基礎(chǔ)上降維或刪減內(nèi)容作為中職學(xué)校的教材，以傳統(tǒng)學(xué)科式且大量理論講授為主，缺乏中職學(xué)校需要的任務(wù)驅(qū)動(dòng)的項(xiàng)目化教學(xué)案例，無(wú)法滿(mǎn)足與專(zhuān)業(yè)結(jié)合的項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)的需求。針對(duì)這種情況，筆者就教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，設(shè)置了符合中職學(xué)生特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)內(nèi)容。

（三）中職人工智能通識(shí)課程的教學(xué)模式

人工智能作為典型的交叉學(xué)科課程，其應(yīng)用本質(zhì)是軟件定義和硬件進(jìn)行場(chǎng)景表達(dá)的過(guò)程，學(xué)習(xí)和實(shí)訓(xùn)的過(guò)程必須是軟硬件相結(jié)合，單純的軟件或者硬件都很難真正教會(huì)學(xué)生必要的用于工程項(xiàng)目的實(shí)戰(zhàn)技能，教學(xué)場(chǎng)景很難對(duì)接，教學(xué)效果更無(wú)法保證，培養(yǎng)的學(xué)生也無(wú)法適應(yīng)人工智能“云、邊、端”協(xié)同的發(fā)展趨勢(shì)。

在人工智能通識(shí)課程的教學(xué)工作中，我們教師團(tuán)隊(duì)深深感受到，一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)該課程教學(xué)的重大意義。針對(duì)零基礎(chǔ)的人工智能學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)一款低學(xué)習(xí)門(mén)檻、高技術(shù)含量的教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，打造理論與實(shí)操一體化的人工智能通識(shí)教育方案。通過(guò)結(jié)合各專(zhuān)業(yè)的典型應(yīng)用實(shí)踐場(chǎng)景與案例，為各個(gè)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生規(guī)劃與專(zhuān)業(yè)對(duì)應(yīng)匹配的就業(yè)方向；通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)合理的理實(shí)一體化的學(xué)習(xí)路線(xiàn)，讓學(xué)生有計(jì)劃有目標(biāo)地學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的技能，為未來(lái)就業(yè)打下扎實(shí)基礎(chǔ)；通過(guò)設(shè)計(jì)趣味拓展實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)跨界思維，成為有創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型的人工智能人才。平臺(tái)的搭建，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)深度學(xué)習(xí)場(chǎng)景應(yīng)用的發(fā)現(xiàn)、分析及解決問(wèn)題的綜合素質(zhì)，在運(yùn)用人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中提升創(chuàng)新實(shí)踐應(yīng)用能力，推動(dòng)“人工智能+專(zhuān)業(yè)”的人才培養(yǎng)生態(tài)建設(shè)。

針對(duì)筆者所在學(xué)校學(xué)生的具體情況，結(jié)合廣州市中職學(xué)校人工智能通識(shí)課程的開(kāi)展現(xiàn)狀，該課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研發(fā)和設(shè)計(jì)應(yīng)具有體驗(yàn)性、交互式、DIY式和前沿性（圖2）。

四、結(jié)論

本文對(duì)中職人工智能通識(shí)課程進(jìn)行了研究，分析了中職人工智能通識(shí)課程開(kāi)設(shè)的必要性和現(xiàn)狀，探討了中職人工智能通識(shí)課程開(kāi)設(shè)的意義和實(shí)施困難，并提出了可供借鑒的解決方案。從研究結(jié)果可以看出，中職人工智能課程的開(kāi)設(shè)對(duì)于提高中職學(xué)生的人工智能素養(yǎng)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義，是信息技術(shù)教育和學(xué)生培養(yǎng)的大勢(shì)所趨。

通過(guò)中職人工智能通識(shí)課程建設(shè)，探索“人工智能+專(zhuān)業(yè)”的協(xié)同發(fā)展，賦能傳統(tǒng)專(zhuān)業(yè)數(shù)字化升級(jí)改造，有助于推動(dòng)“人工智能+專(zhuān)業(yè)”的人才培養(yǎng)生態(tài)建設(shè)，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)建設(shè)發(fā)展，提高智能化人才培養(yǎng)質(zhì)量、拓展學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能，促進(jìn)學(xué)生高質(zhì)量就業(yè)。

責(zé)任編輯 魏家堅(jiān)