人工智能視域下職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)構(gòu)成要素與發(fā)展建議

陳林濤，薛俊祥，唐瑗彬，牟向偉

（廣西師范大學(xué)，廣西 桂林 541004）

職業(yè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型伴隨人工智能技術(shù)的進(jìn)化與迭代，人工智能技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的應(yīng)用將對職業(yè)院校師資隊伍發(fā)展與專業(yè)建設(shè)產(chǎn)生重大影響，教師的教育理念、教學(xué)方式和發(fā)展動向都將圍繞教育數(shù)字化方向進(jìn)行革新，未來職業(yè)教育將進(jìn)入與人工智能技術(shù)相融合的數(shù)字化發(fā)展階段[1]。2021 年由中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會印發(fā)的《提升全民數(shù)字素養(yǎng)與技能行動綱要》中明確指出：“開展數(shù)字技能職業(yè)教育培訓(xùn)體系建設(shè)時，應(yīng)加強職業(yè)院校數(shù)字技能類人才培養(yǎng)，動態(tài)更新職業(yè)教育專業(yè)目錄，推進(jìn)專業(yè)升級和數(shù)字化改造，優(yōu)化完善課程設(shè)置，建設(shè)高水平數(shù)字技能職業(yè)教育教師隊伍。”[2]數(shù)字技術(shù)在職業(yè)教育領(lǐng)域的全方位滲透使其發(fā)展向智慧運行樣態(tài)推進(jìn)，教師作為職業(yè)教育數(shù)字化發(fā)展的關(guān)鍵紐帶，其數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展水平已成為衡量教學(xué)能力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。

人工智能技術(shù)帶動了大批新興智能制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，眾多高精尖技術(shù)產(chǎn)品逐漸占領(lǐng)自動化生產(chǎn)市場，產(chǎn)業(yè)發(fā)展同時也帶來市場對于理工科應(yīng)用技能型人才的需求[3]。當(dāng)前眾多職業(yè)院校設(shè)置了智能制造工程、工業(yè)機(jī)器人等新工科專業(yè)，其與傳統(tǒng)機(jī)械工程、電子信息等專業(yè)不同，其課程內(nèi)容主要是涉及人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析以及工業(yè)自動化等領(lǐng)域，專業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)多學(xué)科跨界交叉、技術(shù)高度融合的特點。職業(yè)院校工科類教師專業(yè)實踐與數(shù)字技術(shù)發(fā)展結(jié)合緊密，時代的發(fā)展對職業(yè)院校工科類教師的數(shù)字素養(yǎng)提出了新要求，除了需具備使用數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的能力，還應(yīng)具備依托人工智能技術(shù)開展實操實訓(xùn)的專業(yè)能力。為推進(jìn)人工智能技術(shù)與工科類教師隊伍建設(shè)的深度融合、有效提升教師數(shù)字素養(yǎng)，本研究通過分析職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)核心要素組成，并提出人工智能視域下職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展建議，以期推動職業(yè)院校工科類教師數(shù)字化教學(xué)能力提升與職業(yè)院校工科專業(yè)發(fā)展。

1 職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)的核心要素組成

職業(yè)教育工科專業(yè)建設(shè)是推進(jìn)新時代科教興國建設(shè)的重要抓手，職業(yè)院校工科類教師作為職業(yè)教育新工科發(fā)展的領(lǐng)軍群體，需要增強自身專業(yè)本領(lǐng)和提升數(shù)字化教學(xué)的基本素養(yǎng)[4-5]。因此，在國家倡導(dǎo)利用人工智能賦能教師專業(yè)發(fā)展的趨勢下，數(shù)字素養(yǎng)成為新時代職業(yè)院校工科類教師必須具備的重要職業(yè)素養(yǎng)，通過梳理政策視角下的職教教師數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展歷程，可進(jìn)一步解析相關(guān)的核心政策意圖，明確工科類教師數(shù)字素養(yǎng)的核心要素組成。

1.1 政策視角下我國教師的數(shù)字素養(yǎng)

2019 年，印發(fā)《2019 年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》中指出“職業(yè)教育信息化發(fā)展需推動大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用，辦好全國職業(yè)院校技能大賽教學(xué)能力比賽、全國中小學(xué)生電腦制作等應(yīng)用交流與推廣活動，開展職業(yè)院校學(xué)生信息化職業(yè)能力提升項目，開展職業(yè)院校數(shù)字資源應(yīng)用共享項目和職業(yè)崗位核心能力精品課資源建設(shè)項目，匯聚一批職業(yè)院校和企業(yè)的優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源，引導(dǎo)職業(yè)院校形成教育信息化應(yīng)用模式。”[6]2021 年，中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會印發(fā)《“十四五”國家信息化規(guī)劃》提出“構(gòu)建釋放數(shù)字生產(chǎn)力的創(chuàng)新發(fā)展體系，需深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，構(gòu)建以技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新雙輪驅(qū)動、充分釋放數(shù)字生產(chǎn)力的創(chuàng)新發(fā)展體系；加快建設(shè)中國教育專用網(wǎng)絡(luò)和促進(jìn)教師使用“互聯(lián)網(wǎng)+ 教育”大平臺，構(gòu)建泛在的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，支撐各類創(chuàng)新型教學(xué)的常態(tài)化應(yīng)用，推動優(yōu)質(zhì)教育資源開放共享[7]。”2022年，中央網(wǎng)信辦等四部門印發(fā)的《2022 年提升全民數(shù)字素養(yǎng)與技能工作要點》在“推進(jìn)職業(yè)教育與繼續(xù)教育數(shù)字化升級”板塊中提出：“職業(yè)教育數(shù)字化升級過程中，需加強職業(yè)教育信息管理平臺升級優(yōu)化和互聯(lián)互通，提供優(yōu)質(zhì)資源和信息服務(wù)，以新一代信息技術(shù)為重點，加強師生數(shù)字素養(yǎng)教育，深化職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓(xùn)基地培育項目建設(shè)。”[8]

對職業(yè)院校教師數(shù)字素養(yǎng)相關(guān)政策文件分析，可為職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)的構(gòu)成要素劃分提供啟示。數(shù)字時代對教師數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展要求會隨技術(shù)水平提升漸向縱深發(fā)展，并呈現(xiàn)在“觀念革新、教學(xué)方法應(yīng)用以及智慧賦能”三個方向，其中觀念革新是數(shù)字信息技術(shù)賦能教學(xué)在思想認(rèn)知上的拓展以及教師在課堂上的角色定位；教學(xué)方法應(yīng)用著重點是結(jié)合前沿數(shù)字化教學(xué)方法，將其應(yīng)用于課堂的實施過程，強調(diào)教學(xué)方法與教學(xué)過程有機(jī)融合；智慧賦能是教師應(yīng)用人工智能技術(shù)開展教學(xué)診斷和資源推送以及學(xué)習(xí)輔導(dǎo)的過程，要求教師在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下實現(xiàn)“人機(jī)共教+ 人機(jī)共育”的教學(xué)過程。

1.2 《教師數(shù)字素養(yǎng)》框架下的工科類教師數(shù)字素養(yǎng)維度劃分

2022 年教育部發(fā)布《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確了教師數(shù)字素養(yǎng)的核心內(nèi)涵和指標(biāo)框架，其為教育管理部門、學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)在發(fā)展教師數(shù)字素養(yǎng)方面提供指導(dǎo)，也為建設(shè)教師數(shù)字素養(yǎng)培訓(xùn)資源、開展監(jiān)測評價提供依據(jù)[9]。《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)框架主要包括“數(shù)字化意識、數(shù)字技術(shù)知識與技能、數(shù)字化應(yīng)用、數(shù)字社會責(zé)任和專業(yè)發(fā)展”5 個一級維度，且每一級維度下設(shè)2級維度和3 級維度，共包括13 個二級維度和33 個三級維度[10]。

結(jié)合教育數(shù)字化發(fā)展背景對職業(yè)院校工科專業(yè)的學(xué)科特點開展分析，從課程體系內(nèi)容、教學(xué)實施形式以及教學(xué)資源平臺的建設(shè)三方面進(jìn)行論述。首先，對于課程體系內(nèi)容，職業(yè)院校工科專業(yè)課程具有理論基礎(chǔ)與工程實踐并重的特點，專業(yè)發(fā)展具備多學(xué)科跨界交叉、技術(shù)高度融合的特點，知識點分散于控制理論、計算機(jī)技術(shù)等其他若干學(xué)科專業(yè)方向，教學(xué)實踐過程中以實踐創(chuàng)新能力提升為目標(biāo)，培養(yǎng)能勝任現(xiàn)代智能制造業(yè)崗位的復(fù)合式理工科技能型人才；其次，針對教學(xué)實施形式，職業(yè)院校工科專業(yè)的課堂實施大多是依托于操作設(shè)備與虛擬仿真平臺開展信息化教學(xué)，總體發(fā)展趨勢是推動虛擬現(xiàn)實仿真、人工智能技術(shù)等現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)在工科專業(yè)教育教學(xué)中的全方位應(yīng)用；最后，對于是教學(xué)資源平臺建設(shè)，數(shù)字化教學(xué)時代下要求職業(yè)院校工科類教師能依托人工智能教學(xué)平臺，擬定的人才培養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)規(guī)劃所需知識內(nèi)容，打破不同專業(yè)課程間的邊界，實現(xiàn)專業(yè)課程中理虛實一體化知識內(nèi)容的相互融合，建設(shè)智能教學(xué)支持?jǐn)?shù)字化環(huán)境的工科類課程資源平臺，實現(xiàn)數(shù)字時代下職業(yè)教育工科專業(yè)素質(zhì)人才的知識體系搭建。

基于前期研究分析可知，《教師數(shù)字素養(yǎng)》框架的組成維度概念表述可指導(dǎo)職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)核心要素的歸納。如圖1 所示，參照《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的維度概念表述并結(jié)合職業(yè)院校工科專業(yè)學(xué)科發(fā)展趨勢，將教師數(shù)字素養(yǎng)維度衍化為人機(jī)協(xié)同教學(xué)意識、理虛實技術(shù)應(yīng)用、理實一體數(shù)字化課堂教學(xué)實踐、人機(jī)交互倫理道德、數(shù)字專業(yè)發(fā)展。

圖1 職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)維度演化圖

1.2.1 人機(jī)協(xié)同教學(xué)意識

數(shù)字化意識指客觀存在的數(shù)字化相關(guān)活動在教師頭腦中的能動反映，是教師在數(shù)字時代有效開展教育教學(xué)和持續(xù)發(fā)展的前提[11]。目前，職業(yè)院校工科類專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)課堂是以人工智能教學(xué)機(jī)器設(shè)備實體為運轉(zhuǎn)中心進(jìn)行，課堂上人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備系列教學(xué)產(chǎn)品所扮演的角色不僅僅是教學(xué)輔助工具，更重要的是智能制造領(lǐng)域的尖端教學(xué)產(chǎn)品向職業(yè)院校學(xué)科課程知識體系的精華濃縮過程。因此，職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)中的數(shù)字化意識提高可將其延伸為具備一種人機(jī)協(xié)同教學(xué)意識。職業(yè)院校工科類教師人機(jī)協(xié)同教學(xué)意識體現(xiàn)在兩方面。一方面，教師應(yīng)明晰人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備作為數(shù)字信息技術(shù)集合體的教育內(nèi)涵特征以及所發(fā)揮的作用，并有效應(yīng)用人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備在課堂上所具備的教育協(xié)作功能，來推動工科專業(yè)學(xué)科整體的產(chǎn)教深化進(jìn)程。另一方面，教師要理解人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備作為系統(tǒng)工程項目的教學(xué)“潛在性”，充分發(fā)揮人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備在教育領(lǐng)域的交互性、開放性以及可擴(kuò)展性等特點，確保其在智能制造專業(yè)課程體系中針對不同學(xué)科要素之間的橫向交互與縱向貫通。其中，橫向交互體現(xiàn)在人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備的教育應(yīng)用需要計算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)支撐，教育主體特征展示需機(jī)械設(shè)計專業(yè)知識進(jìn)行匹配等。縱向貫通是在進(jìn)行人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備開展實操時，不按部就班地把步驟教給學(xué)生，而是引導(dǎo)學(xué)生將其作為一個系統(tǒng)工程項目衍射到職業(yè)教育工科專業(yè)的整體課程體系；結(jié)合理論知識與實操演示，探究人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備運行的系統(tǒng)內(nèi)部規(guī)律并將其內(nèi)化為實訓(xùn)內(nèi)容的重要部分。

1.2.2 理虛實技術(shù)應(yīng)用

理虛實技術(shù)應(yīng)用是指職業(yè)院校工科類教師在開展日常信息化教育教學(xué)活動，掌握基本的數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)知識的同時，能有效將工科專業(yè)學(xué)科相關(guān)的數(shù)字化虛擬仿真設(shè)備應(yīng)用于教學(xué)中，將其作為工科專業(yè)理虛實一體化課堂建設(shè)的助推器[12]。理虛實技術(shù)應(yīng)用維度是工科類教師實現(xiàn)數(shù)字技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的基本要求之一，教師在講解理論的同時需讓學(xué)生增強感性認(rèn)識，依托數(shù)字化平臺結(jié)合軟件虛擬技術(shù)，通過教師自我開發(fā)相關(guān)教學(xué)資源或網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，對人工智能教學(xué)項目進(jìn)行模擬，增加學(xué)生對實際場景的直觀感受。人工智能視域下要求職業(yè)院校工科類教師教學(xué)實踐過程中，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的仿真系統(tǒng)、動畫技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)身臨其境的教學(xué)情境，讓學(xué)生切身感受人工智能實訓(xùn)設(shè)備組裝、調(diào)試和維修等工藝，以此提高實訓(xùn)教學(xué)的成效。此外，教師還應(yīng)注重將課程體系的數(shù)字化課程教材、電子課件、虛擬實驗平臺及新媒體教學(xué)技術(shù)的合理統(tǒng)籌使用，利用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)將課內(nèi)講解與課外學(xué)習(xí)融合，教師在教學(xué)過程中能培養(yǎng)學(xué)生人工智能實訓(xùn)設(shè)備編程思路與實操能力。

1.2.3 理實一體數(shù)字化課堂教學(xué)實踐

《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)字化應(yīng)用是教師應(yīng)用數(shù)字技術(shù)資源開展教育教學(xué)活動的能力，服務(wù)于教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施、學(xué)業(yè)評價與協(xié)同育人等教學(xué)全流程。面向職業(yè)院校工科專業(yè)的教學(xué)，應(yīng)使用以人機(jī)協(xié)同交互為核心作為理實一體智慧課堂的教學(xué)策略[13]。理實一體數(shù)字化課堂教學(xué)實踐可改變傳統(tǒng)教學(xué)中的部分工科實訓(xùn)類課程單一編程教學(xué)模式，當(dāng)前職業(yè)院校工科專業(yè)實操教學(xué)大多以實驗平臺操作編程和單一驗證性實驗為主，導(dǎo)致學(xué)生過度追求實驗結(jié)果，課程結(jié)束后學(xué)生未能理解人工智能教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備內(nèi)部規(guī)律。教師借助人機(jī)交互數(shù)字化教學(xué)手段，可將人工智能教學(xué)實訓(xùn)內(nèi)容的原理、模型組裝等理論內(nèi)容與實操相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生由淺入深掌握實訓(xùn)技術(shù)要領(lǐng)。依托智能技術(shù)和數(shù)字化教學(xué)產(chǎn)品附帶的先進(jìn)云端設(shè)備覆蓋從課前到課后的教學(xué)環(huán)節(jié)，將契合學(xué)生的未來發(fā)展作為智慧課堂的功能延展。教師在開展理實一體數(shù)字化課堂教學(xué)實踐時，不能只關(guān)注人工智能教學(xué)產(chǎn)品與學(xué)生個體學(xué)習(xí)行為的關(guān)系，而應(yīng)通過數(shù)字化教學(xué)實踐促進(jìn)個體對智能視域下世界發(fā)展的深刻理解，注重內(nèi)部規(guī)律探索，從而提高學(xué)生對人工智能視域下職業(yè)世界和生活世界的認(rèn)知能力。

1.2.4 人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德

為降低人工智能技術(shù)帶來影響，在技術(shù)進(jìn)步的同時，需妥善處理人與機(jī)器之間的倫理問題。《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)字社會責(zé)任是指教師在數(shù)字化活動中的道德修養(yǎng)和行為規(guī)范方面的責(zé)任，也是教師開展公平包容、綠色發(fā)展、開放合作的數(shù)字教育的根本保障。人工智能數(shù)字化教學(xué)時代下，針對于職業(yè)院校工科類教師的數(shù)字素養(yǎng)提高，數(shù)字社會責(zé)任可演化為人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德。智能化教學(xué)產(chǎn)品是人類大腦思維的模擬化產(chǎn)物，人類歸根到底還是機(jī)器人的創(chuàng)造者，隨人工智能在教育領(lǐng)域的發(fā)展程度加深，信息交流隱蔽性、開放性以及監(jiān)督艱難性等逐漸顯現(xiàn)[14]。人工智能視域下職業(yè)院校工科類教師開展實訓(xùn)教學(xué)時，容易出現(xiàn)人機(jī)交互中倫理道德問題，教師在使用智能化教學(xué)設(shè)備進(jìn)行教學(xué)時所涉及的倫理道德素養(yǎng)問題需引起重視。因此，人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德應(yīng)作為教師數(shù)字素養(yǎng)的維度之一。

1.2.5 數(shù)字專業(yè)發(fā)展

數(shù)字專業(yè)發(fā)展素養(yǎng)是指教師應(yīng)用數(shù)字化手段提高自身專業(yè)領(lǐng)域的知識，拓展專業(yè)領(lǐng)域的教師數(shù)字化產(chǎn)品應(yīng)用水平，并將其發(fā)展為持續(xù)性的終身數(shù)字學(xué)習(xí)的能力[15]。人工智能技術(shù)正逐漸融入課堂教育場景中，主要功能包括對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)和教師教學(xué)等提供智能分析、診斷和干預(yù)等。人工智能視域下職業(yè)院校工科類教師是教育教學(xué)、科研創(chuàng)新、技術(shù)服務(wù)于一體的全能型教師，從全能型教師專業(yè)發(fā)展角度看，提倡借助人工智能技術(shù)可促使教師教研活動從傳統(tǒng)教研向基于人機(jī)協(xié)同的精準(zhǔn)教研方向轉(zhuǎn)變。在教學(xué)場景中，人工智能技術(shù)可對教學(xué)過程中產(chǎn)生的多模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而生成診斷與分析報告，分析結(jié)果可作為一種教師數(shù)字專業(yè)發(fā)展的“證據(jù)”資源，支持教師進(jìn)行人機(jī)協(xié)同的精準(zhǔn)教學(xué)，促進(jìn)其數(shù)字專業(yè)能力的發(fā)展。

2 職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)的維度解析

結(jié)合人工智能賦能專業(yè)發(fā)展前景與職業(yè)教育工科專業(yè)發(fā)展的教育教學(xué)現(xiàn)狀，對數(shù)字素養(yǎng)核心要素開展解析，如表1 所示。

由表1 可知，第一，職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)提升中人機(jī)協(xié)同教學(xué)意識維度要求工科類教師能理解人工智能技術(shù)地位與作用，包括實訓(xùn)教學(xué)過程使用網(wǎng)絡(luò)信息通信技術(shù)實時監(jiān)控學(xué)習(xí)進(jìn)度以及運用各類型智能化教學(xué)產(chǎn)品的動態(tài)形象圖示進(jìn)行師生互動、生生互動，此外工科類教師還需從意識層面接受與理清人工智能技術(shù)在教學(xué)組織與實施中的關(guān)鍵作用；第二，理虛實技術(shù)應(yīng)用維度要求職業(yè)院校工科類教師在熟知人工智能技術(shù)與教育教學(xué)的基本交互方式的基礎(chǔ)上，學(xué)會應(yīng)用人工智能技術(shù)分支中的虛擬仿真技術(shù)將其應(yīng)用并演化于學(xué)校課堂教學(xué)與社會聯(lián)合教育中；第三，開展理實一體數(shù)字化課堂教學(xué)實踐時，從人工智能賦能教師數(shù)字素養(yǎng)角度，要求職業(yè)院校工科類教師通過人工智能教學(xué)產(chǎn)品的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、數(shù)字評估等手段深度分析與充分挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)需求，幫助其在實踐操作中獲得對于理論知識的多層次、多維度體驗，促使學(xué)生在理實一體數(shù)字化課堂的自主與樂學(xué)中完成“學(xué)會”“會學(xué)”的雙重目標(biāo)[16]；第四，人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德的維度要求教師能充分認(rèn)識到人機(jī)交互過程中存在的倫理道德問題進(jìn)而革新教學(xué)方法，注意實訓(xùn)教學(xué)過程中人工智能教學(xué)設(shè)備使用的法律法規(guī)、產(chǎn)品知識產(chǎn)權(quán)以及安全保護(hù)原則等。第五，數(shù)字專業(yè)發(fā)展作為職業(yè)院校工科類數(shù)字素養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，教師應(yīng)掌握應(yīng)用人工智能技術(shù)有效開展教育資源探索、科研創(chuàng)新以及跨界合作，包括大數(shù)據(jù)分析獲取專業(yè)前沿知識、利用人工智能技術(shù)創(chuàng)新學(xué)科交叉融合的課堂教學(xué)模式等。

3 職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展建議

根據(jù)職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)的構(gòu)成與學(xué)科專業(yè)特點，將人工智能賦能職業(yè)院校工學(xué)類教師數(shù)字素養(yǎng)提升的內(nèi)容進(jìn)行要點提取與舉例，從而進(jìn)一步提出提升其數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展建議（如圖2）。

圖2 職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)提升的發(fā)展建議

3.1 開展智能制造企業(yè)觀摩學(xué)習(xí)與課堂應(yīng)用培訓(xùn)，提升教師人機(jī)協(xié)同意識

外部環(huán)境影響與教師親身實踐參與可有效帶動教師的人機(jī)協(xié)同意識水平提高。職業(yè)院校可安排教師進(jìn)入人機(jī)協(xié)同化水平較高且專業(yè)對口的智能制造生產(chǎn)企業(yè)學(xué)習(xí)，切實感受人機(jī)協(xié)同帶動企業(yè)高效運營的全過程，明白人工智能的蓬勃發(fā)展勢頭以及智能化設(shè)備給專業(yè)發(fā)展帶來的影響[17]。通過觀摩學(xué)習(xí)，潛移默化地培養(yǎng)其人機(jī)協(xié)同解決實際問題的意識，為將人機(jī)協(xié)同的企業(yè)生產(chǎn)意識轉(zhuǎn)化為面向課堂的人機(jī)協(xié)同教學(xué)意識，職業(yè)院校可開展針對教學(xué)型智能設(shè)備應(yīng)用以及其他人工智能輔助教學(xué)方法的培訓(xùn)，這樣可有效建立人工智能應(yīng)用課堂教師技能培訓(xùn)機(jī)制，制定面向職業(yè)院校不同工科專業(yè)的學(xué)科特點的系統(tǒng)培訓(xùn)內(nèi)容。教師重點參與以教學(xué)型人工智能設(shè)備為主的人工智能融入實際課堂教學(xué)的培訓(xùn)，企業(yè)與學(xué)校共同參與培訓(xùn)考核結(jié)果的判定，對不同工科專業(yè)、學(xué)歷以及教齡的教師定制不同的考核內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)，讓參與學(xué)習(xí)的各個層級的教師學(xué)有所成。通過企業(yè)觀摩和專項培訓(xùn)，促使教師根據(jù)企業(yè)需求有效對接專業(yè)的企業(yè)應(yīng)用需求標(biāo)準(zhǔn)，并將其納入以教學(xué)型人工智能設(shè)備為主的輔助教學(xué)手段的專業(yè)課程實施中，最終實現(xiàn)職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)認(rèn)知層面中的人機(jī)協(xié)同“基本意識”向人機(jī)協(xié)同“教學(xué)意識”升華，培養(yǎng)出具備專業(yè)技能實操與課堂教學(xué)應(yīng)用的職業(yè)院校工科類“雙師型”教師。

3.2 設(shè)立校內(nèi)人工智能教學(xué)研發(fā)中心，助力教師參與理虛實教學(xué)產(chǎn)品創(chuàng)新

數(shù)字化時代下職業(yè)教育具備開放性特征，職業(yè)院校應(yīng)積極設(shè)立針對工科專業(yè)的教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)中心，建立學(xué)校與教學(xué)應(yīng)用智能化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)之間良好的合作機(jī)制，教師作為研發(fā)人員參與產(chǎn)品的設(shè)計與測試等工作，是提升職業(yè)院校工科類教師數(shù)字素養(yǎng)中理虛實應(yīng)用技術(shù)水平的有效途徑[18]。職業(yè)院校應(yīng)根據(jù)現(xiàn)代智能教學(xué)應(yīng)用需求類型與學(xué)校專業(yè)辦學(xué)特點建設(shè)校內(nèi)人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)中心，有效整合學(xué)校工科專業(yè)建設(shè)資源，形成一套切實可行的運行管理體系。職業(yè)院校人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)中心的服務(wù)宗旨是圍繞不同工科專業(yè)的教學(xué)理虛實技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新，通過選定一批與工科專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)相符合的技術(shù)創(chuàng)新項目，依托項目建立從技術(shù)研究、產(chǎn)業(yè)化實施到實訓(xùn)教學(xué)映射的研究鏈，通過“雙向選擇+技術(shù)對接”的協(xié)議簽訂形式同教學(xué)應(yīng)用智能化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)開展合作并提供技術(shù)服務(wù)，同時職業(yè)院校人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)中心也可作為專項平臺為合作企業(yè)、地區(qū)院校提供人員進(jìn)修和培訓(xùn)等服務(wù)。職業(yè)院校人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)中心的有效運營需要依托于結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品創(chuàng)新項目推進(jìn)團(tuán)隊，團(tuán)隊成員應(yīng)包括數(shù)字技術(shù)特聘崗位中的企業(yè)產(chǎn)品工程師、職業(yè)院校工科類專業(yè)的骨干教師以及專業(yè)實習(xí)學(xué)生群體組成；其中，骨干教師在團(tuán)隊中發(fā)揮著核心聯(lián)動作用，除配合數(shù)字技術(shù)特聘崗位中的工程師參與工科專業(yè)對口理虛實教學(xué)產(chǎn)品的創(chuàng)新推進(jìn)工作，并將前沿理虛實智能化教育技術(shù)產(chǎn)品內(nèi)化于專業(yè)實習(xí)學(xué)生群體的實訓(xùn)項目教學(xué)。人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品研發(fā)中心也可作為學(xué)校的專業(yè)特色宣傳窗口面向其他地區(qū)學(xué)校進(jìn)行對外開放交流，工科類專任教師作為講解員負(fù)責(zé)對外宣傳最新研究成果與企業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用推廣。

3.3 依托特定工作情境推進(jìn)教學(xué)，促進(jìn)理實數(shù)字化課堂教學(xué)實踐能力提升

提高教師理實一體數(shù)字化應(yīng)用水平關(guān)鍵是促進(jìn)信息技術(shù)、人工智能、教育教學(xué)三者的融通。借助大數(shù)據(jù)分析、人工智能技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)動服務(wù)于職業(yè)院校工科專業(yè)的情境化教學(xué)中，促進(jìn)工科專業(yè)知識內(nèi)容的多元化展示，借助與專業(yè)對口的企業(yè)典型應(yīng)用案例為課堂設(shè)置特定教學(xué)情景，推進(jìn)教學(xué)流程設(shè)計與實施[19]。該過程相比于傳統(tǒng)教學(xué)方式，教師可通過借助人工智能技術(shù)創(chuàng)建特定工作情境，為學(xué)生帶來多維度的學(xué)習(xí)觀感，讓學(xué)生在課堂上產(chǎn)生對于技術(shù)發(fā)展的想象力、人機(jī)互動的情感以及實踐操作的創(chuàng)造力等。通過創(chuàng)建特定工作情境推進(jìn)教學(xué)流程的實施，其課程內(nèi)容的更新也將注重將基礎(chǔ)理論、先進(jìn)技術(shù)和實驗操作相結(jié)合，打破傳統(tǒng)教師講課、學(xué)生聽課的課堂形式，實現(xiàn)教師與學(xué)生互動教學(xué)的共同探索，創(chuàng)新師生平等溝通、學(xué)生互助合作的教學(xué)模式。以職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)為例，在進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人編程與操作教學(xué)時，教學(xué)重點是機(jī)械手路徑優(yōu)選和程序編寫，培養(yǎng)學(xué)生在編程與操作工業(yè)機(jī)器人時的數(shù)學(xué)思維以及邏輯規(guī)劃能力。依托人工智能技術(shù)，借助師生關(guān)系、智能工業(yè)機(jī)器人、外部環(huán)境以及虛擬世界四者的融通關(guān)系，創(chuàng)設(shè)不同的教學(xué)情境進(jìn)行例題詳解，如機(jī)械手路徑規(guī)劃知識點除路徑草圖繪制，還可將實際路線規(guī)劃放入工廠流水線實際工況中進(jìn)行情境化案例解題，在培養(yǎng)職業(yè)院校學(xué)生“一題多解”的思維邏輯同時，也可有效提高職業(yè)院校工業(yè)機(jī)器人教師的情境化教學(xué)勝任力。

3.4 完善彈性化評價與治理機(jī)制，構(gòu)建恰當(dāng)?shù)恼n堂教學(xué)人機(jī)融合倫理關(guān)系

人機(jī)融合智能教學(xué)是未來職業(yè)院校工科專業(yè)學(xué)科教學(xué)的發(fā)展方向，其作用是充分發(fā)揮教師和人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品各自優(yōu)勢，為職業(yè)院校工科專業(yè)的智慧化教學(xué)注入強大的動力。但依托人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品開展教學(xué)時因影響因素多元性，導(dǎo)致偏離其正確的倫理軌道[20]。因此，針對人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德維度，應(yīng)以學(xué)校管理為主體，完善彈性化判定與保障機(jī)制，構(gòu)建恰當(dāng)?shù)恼n堂教學(xué)人機(jī)融合倫理關(guān)系。首先，需要優(yōu)化治理架構(gòu)，建立可塑性決策判定機(jī)制，優(yōu)化學(xué)校上層決策模式。職業(yè)院校需建立跨層級和跨部門的職業(yè)院校工科專業(yè)的教師聯(lián)合決策模式，鼓勵教師參與決策模式制定，增強人機(jī)交互倫理道德判定制度的科學(xué)性和民主性。聯(lián)合決策模式制定的全程參與可有效促進(jìn)教師對于人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德規(guī)章制度的理解，對于決策制度的最終制定和執(zhí)行要確保教師群體的知情認(rèn)可與公平參與，在遵守法律法規(guī)和達(dá)成集體共識的基礎(chǔ)上形成教師集體所認(rèn)可的理道德素養(yǎng)評價制度。其次，制定人機(jī)交互過程中多元利益相關(guān)者的技術(shù)沖擊安全保障制度。面對科技的負(fù)面效應(yīng)，產(chǎn)品廠商與學(xué)校教學(xué)管理層作為負(fù)責(zé)任的主體，必須承擔(dān)起保護(hù)師生使用人工智能教學(xué)應(yīng)用產(chǎn)品時免受技術(shù)沖擊的責(zé)任。人工智能的教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用、師生人身安全保障與原廠家版權(quán)利益維護(hù)三者之間的平衡關(guān)系需要給予重視，校企合作過程中需合理制定廠商與學(xué)校合作之間的技術(shù)沖擊安全保障制度，實施過程中明確組織和教師個人承擔(dān)的責(zé)任，號召專任教師積極參與規(guī)章制度的學(xué)習(xí)，過程中教師能對人機(jī)交互的教學(xué)倫理道德有全方位理解，最終把人機(jī)交互的倫理道德制度法規(guī)內(nèi)化于數(shù)字信息化教學(xué)實踐中。

3.5 以集群式高質(zhì)量發(fā)展理念為導(dǎo)向，推進(jìn)職業(yè)院校工科專業(yè)教研機(jī)制改革

數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下的教師共同體教研模式，是從教師的專業(yè)發(fā)展實際需求出發(fā)，以真實教學(xué)問題為切入點設(shè)定教研目標(biāo)，在教研活動中通過探究、互動、協(xié)同于既定時間內(nèi)共同達(dá)成教研目標(biāo)的過程，通過數(shù)字技術(shù)的介入和多元化資源的融通，完成教師在教學(xué)過程中產(chǎn)生的困惑和痛難點的精準(zhǔn)捕捉[21]。在教研活動過程中，教師在一定的激勵機(jī)制、同伴互助、共同體協(xié)同以及信息技術(shù)的聯(lián)合支持下，獲得個體及同伴教師專業(yè)能力提升最大化，完成一系列與教研主題相關(guān)的實踐活動。職業(yè)院校設(shè)立的一些新工科專業(yè)，因設(shè)立時間較短，眾多職業(yè)院校的專業(yè)師資水平不高，且學(xué)校開展的專項研修活動中主要以教師個體研修為主，從而忽視了教研過程中的群體認(rèn)知，缺乏協(xié)同互助且研修活動形式單一等情況[22]。基于此，提出以“教師集群化聯(lián)合高質(zhì)量發(fā)展”為理念，依托不同形式的數(shù)字技術(shù)賦能教研發(fā)展的路徑，實現(xiàn)跨學(xué)科、跨區(qū)域的職業(yè)院校工科類教師集群發(fā)展的高質(zhì)量供給，充分發(fā)揮新一代數(shù)字技術(shù)賦能優(yōu)勢，滿足職業(yè)院校工科專業(yè)不同類型、層次教師的規(guī)模化專業(yè)高質(zhì)量發(fā)展需求，形成人才、資金、信息、技術(shù)、設(shè)備等創(chuàng)新要素的有機(jī)融合與共享利用，最終提升師資隊伍教研能力發(fā)展的整體水平。