人工智能+職業教育背景下基于STEAM課程的高職院校師生信息素養提升實踐研究*

摘" 要：在信息技術高速發展的時代背景下，人工智能+職業教育應運而生，信息素養成為高職院校師生的必備能力。通過問卷調查和統計軟件分析高職院校師生信息素養現狀，從外部策略和內源策略兩個層面總結高職院校師生信息素養的提升策略，并基于STEAM課程教學提升高職院校師生信息素養，以期為其他同類型院校師生信息素養提升提供參考。

關鍵詞：人工智能；職業教育；信息素養；STEAM

文章編號：1671-489X（2025）05-00-05

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.05.0

0" 引言

隨著互聯網+、云計算、人工智能、大數據和區塊鏈等技術的飛速發展，人類社會全面進入信息時代。2006年10月教育部成立教育信息化工作辦公室，同時又相繼印發了多個有關教育信息化的文件，以推進教育信息化的高質有序發展[1-2]，其中主要包括《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》《教育信息化“十三五”規劃》《關于進一步加強高等學校信息素養教育的指導意見》《教育信息化2.0行動計劃》《高等職業教育專科信息技術課程標準（2021年版）》等。《高等職業教育專科信息技術課程標準（2021年版）》進一步明確了信息素養的重要地位[3]。要提升高職院校師生的信息素養，信息化技術手段不可或缺。當前，人工智能技術正加速突破并深刻融入各行各業，有望成為推動教育發展的新引擎[4]。

高職院校要推進“人工智能+職業教育”，勢必需要將包括信息技術在內的各專業知識和技能進行深度融合。而具有跨學科性與整合性等特性的STEAM（Science、Technology、Engineering、Art、Mathematics）課程則為此提供了必要手段[5]。STEAM課程強調知識跨界、場景多元、問題生成、批判建構、創新驅動，既體現出課程綜合化、實踐化、活動化的諸多特征，又反映了課程回歸生活、回歸社會、回歸自然的本質訴求。2015年9月發布的，《教育部辦公廳關于征求對〈關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）〉意見的通知》首次明確提出“探索STEAM教育”。作為跨學科課程的典型代表，STEAM課程以其開放性、主體性、情境性、關聯性、發展性的特點，受到教育界的廣泛關注。

1" 高職院校師生信息素養現狀

課題組在研究大量文獻和充分調研的基礎上，經咨詢相關領域專家，結合《高等職業教育專科信息技術課程標準（2021年版）》，編制了“高職院校師生信息素養調查問卷”，本次問卷調查向師生共發放問卷4 500份，回收4 468份，回收率為99.3%，其中有效問卷4 468份，有效率為100%。經過SPSS數據分析檢測，調查問卷的Cronbach’s alpha信度系數為0.862，說明本次調查問卷的內在一致性較高，調查結果可以指導并支撐后續相關研究。同時，調查問卷受眾均為高職院校教師和學生，調查結果具有較好的代表性和科學性。

1.1" 信息意識較強

根據調查統計分析，不論是高職教師，還是高職學生，都具備較強的信息意識。

1.1.1" 高職教師

80.64%的教師認為在信息化教學環境下，教師應當與時俱進，持續學習先進技術，積極提升自身信息認知能力和水平；在參加有關信息化技術的集中學習和培訓方面，38.10%的教師“非常贊成”，56.85%的教師“贊成”；在對各類教學資源的更新方面，41.13%的教師高度關注各教學資源平臺、教學資源庫、相關專業網站等信息化資源平臺，能夠根據行業發展動態和先進技術及時更新教學資源，提升職業技能和素養；在辨別信息安全性和實用性等意識方面，39.11%的教師選擇“非常符合”，53.23%的教師選擇“符合”，僅7.66%的教師選擇“不一定”。

1.1.2" 高職學生

在信息認知方面，41.26%的學生表示已通過多種渠道知道了多種新型信息技術，如人工智能、云計算、物聯網、大數據和區塊鏈等，33.56%的學生表示聽過上述技術中的兩種或三種，21.50%的學生表示聽過上述技術中的一種，僅3.68%的學生表示完全未聽過上述技術；在關于開設的信息類或計算機基礎課程教學對學生的專業學習和工作生活影響方面，43.18%的學生選擇“很有幫助”，40.91%的學生選擇“有一定的幫助”，15.91%的學生選擇“幫助不大”，而選擇“沒有幫助”的學生人數為0；在希望學校和有關部門增設多樣化的信息技術課程以提高學生相關的信息技術能力方面，37.24%的學生表示“非常希望”，41.36%的學生表示“希望”，21.40%的學生表示“可有可無”，選擇“不希望”的學生人數為0；在辨別信息內容的真偽和健康度方面，31.19%的學生選擇“非常符合”，52.82%的學生選擇“符合”，15.99%的學生選擇“不一定”。

1.2" 信息素養較弱

雖然調查統計分析結果表明高職師生的信息意識較強，但二者的信息素養均較弱。

1.2.1" 高職教師

在了解常用信息技術的概念和相關理論知識方面，僅10.48%的教師表示“非常了解”，39.72%的教師選擇“了解”，33.67%的教師表示“不清楚”，16.13%的教師選擇“不了解”；在掌握并應用專業學科領域涉及的相關信息化教學及科研工具、設備與平臺方面，17.54%的教師表示“非常熟練”，26.21%的教師表示“熟練”，38.91%的教師表示“不熟練”，17.34%的教師表示“沒有使用”；在恰當應用信息技術整合、加工數字和信息資源方面，15.32%的教師表示“非常熟練”，28.83%的教師表示“熟練”，45.36%的教師表示“不熟練”，10.49%的教師表示“沒有使用”。

1.2.2" 高職學生

在了解常用信息技術的概念和相關理論知識方面，僅2.11%的學生表示“非常了解”，16.41%的學生表示“了解”，23.49%的學生表示“不清楚”，57.99%的學生表示“不了解”；在熟練掌握學習生活中常用的信息技術工具和軟件平臺等方面，10.47%的學生表示“非常熟練”，29.78%的學生表示“熟練”，42.75%的學生表示“不熟練”，17.00%的受訪學生表示“沒有使用”；在恰當選擇并應用信息化平臺與工具完成學習任務方面，8.59%的學生表示“非常熟練”，25.73%的學生表示“熟練”，49.70%的學生表示“不熟練”，15.98%的學生表示“沒有使用”；在參加學校和省市舉辦的有關信息化或創新類等競賽方面，19.26%的學生表示“非常愿意”，37.87%的學生表示“愿意”，32.75%的學生表示“可有可無”，10.12%的學生表示“不愿意”。

1.3" 人工智能等技術應用能力欠缺

鑒于人工智能技術在教育行業的影響及其發揮的引擎作用，本次調查針對人工智能技術在高職教學中的應用進行了初步調研。例如，在專業學科領域深度融合人工智能技術，并針對職業崗位能力設計若干綜合實踐仿真訓練項目方面，僅15.32%的教師表示“非常熟練”，28.63%的教師表示“熟練”，45.36%的教師表示“不熟練”，10.69%的教師表示“沒有使用”。在利用人工智能技術進行虛擬環境下的仿真訓練實踐方面，僅0.76%的學生表示“非常熟練”，1.03%的學生表示“熟練”，5.26%的學生表示“不熟練”，而高達92.95%的學生表示“沒有使用”。

2" 高職院校師生信息素養提升策略

根據上述調查分析結果，高職院校師生信息素養的提升空間還很大，既需要優化高職教學的整體外部環境，提高正面刺激作用，又要從師生內在出發，提升師生的信息素養。

2.1" 外部策略

我國為推進教育信息化發展，先后頒布了多個有關教育信息化的文件，在頂層設計上為信息素養培養奠定了發展的堅實框架。但由于高職院校師生尚未對教育信息化改革的大趨勢形成明確的認知，政策在實際教學中的落實受限，因此，首先高職院校應高度重視政策的傳達，實施一校一策，針對性地制定言之有理、言之有物的有關信息素養提升的具體實施方案，分別建立健全對教師和學生的信息素養提升與評價機制，將信息素養納入教師年度考核、各級各類評優、職稱評審體系和學生各級各類評優評獎、年度綜合測評等體系，有效提高高職院校師生提升信息素養的積極性。其次，高職院校應根據各學科群的實際情況和各類師生的實際需求，構建科學合理、層次分明的信息素養提升培訓模式，開展多樣化的專題培訓[6]。例如，根據師生的信息素養水平設立初、中、高階梯式培訓內容，培訓專家涵蓋校內信息素養較高的教師和校外的企業行業專家等，滿足師生的個性化需求。最后，通過以賽促進的改革方式，在全校范圍內設置高級別的各類信息化教學和實踐競賽，配套針對性的獎勵措施，鼓勵師生參加省市和國家等各級別的信息化類競賽，并大力推廣宣傳信息化教學和實踐的成功案例[7]，最大限度地弱化師生的畏難情緒。

在硬件方面，高職院校可根據相關政策加強數字校園和智慧校園建設，加大硬件設施投資力度，創建并逐步完善各級各類信息化教學平臺與設備，為師生提供良好的信息化教學環境。首先，信息素養培養離不開互聯網[8]，為便于師生開展信息化教學和實踐，高職院校應盡可能提高校內外各類教學和實踐場所無線網絡的覆蓋率，確保網絡暢通穩定。其次，構建智慧教室和各類仿真實訓室等信息化教學平臺，整合優質教學資源，便于教師結合多種信息化教學手段開展創新式教學，同時，學生通過虛擬仿真實訓可以更好地掌握行業新技術，尤其是在涉及有毒有害或高危試劑與設備等實踐項目中，有效提高了安全系數。最后，高職院校可以聯合校外企業行業信息化專家組建信息化教學技術支持團隊，通過開展周期性專題培訓，為師生提供開展信息化教學全過程的技術支持。

2.2" 內源策略

高職院校師生信息素養提升，關鍵在于實際的執行者與實踐者，即高職師生。上述調查統計的結果表明高職院校師生的信息意識較強，但意識強不代表能力強。高職師生需將信息意識內化于心、外化于行，將其轉化為能力。在教學實踐中不斷深挖信息技術與教學、學習的有效融合方式，持續提升信息技術應用能力，將信息素養培養落到實處，培養更多高素質人才。要實現這一目標，高職院校師生需要付出大量的時間和精力去學習相關的信息技術，并在實踐中檢驗學習的成效。

首先，高職院校師生可以根據自己的實際情況針對性地選擇初、中、高級信息素養提升專題培訓班，同時通過學校宣傳倡導的信息化教學和實踐的成功案例，努力吸取他人經驗，提升對信息素養的認知。

其次，高職院校師生應充分利用學校構建的智慧校園、智慧教室、智能仿真實訓室等信息化平臺開展實踐訓練提升信息素養，掌握本專業群已有的科教平臺、系統、設備、軟件等的操作方法，提升信息素養。高職院校教師應有意識、有目的地優化完善教學內容和教學資源，探索本專業群STEAM課程設置的合理性與科學性，設計若干個應用信息技術的綜合性、探索性實訓項目，將其深度融入教學科研等實踐過程，充分利用課前、課中、課后多階段教學環節，開展線上線下混合式教學、SPOC教學、MOOC教學和翻轉課堂等，提高課堂教學效率。學生應在任課教師主導下，深刻認識自身的教學主體地位，積極參與教師設計的實訓項目，全身心投入教學過程，熟練運用有關信息技術完成課前、課中和課后的各種測驗、任務與拓展訓練，在實踐中切實提升信息素養。

最后，在信息化時代，高職院校教師不但需改變以往孤軍奮斗的模式，而且還需強化專業群資源重組進程，尤其是加強與專業信息化領域教師的協作，構建信息化教學創新共同體。充分發揮教學團隊內各成員的專業與技術優勢，依托跨專業跨課程的綜合實訓項目，積極開發與建設課程信息化教學資源，優化教學流程，加強交流協作，實現共同學習與進步，從而最大限度地提升信息素養。

3" 高職院校STEAM課程教學實踐案例

為更具體地闡述基于STEAM課程提升高職院校師生信息素養的路徑，筆者結合工作實際，整合人工智能與仿真等技術和環境污染防治技術，設計了陽江職業技術學院環境工程技術專業水污染處理技術課程的STEAM實踐案例。

以該課程第四個模塊下的子項目任務“吸附技術”為例，基于以學生為中心的設計理念，采用問題式教學法，教師通過任務驅動、案例教學、情景模擬等方法，引導學生將自主學習、協作學習和探究式學習相結合；同時，將職業素養、信息素養和學習習慣的培養貫穿教學全過程，并融入社會主義核心價值觀，致力于培養卓越的環保工程師。在專業信息技術實驗員的協助下，教師充分利用課程教學資源平臺、雨課堂、藍墨云、微視頻及示范視頻、幻燈片課件、虛擬仿真工藝動畫和人工智能（AI）中的神經網絡（ANN）教學評價系統等信息化手段，踐行STEAM理念，綜合實踐了化學、材料、環保、信息技術、市場營銷、財務管理等學科內容。教學過程可分為三個階段。

3.1" 課前階段

教師通過水污染處理技術課程教學資源平臺、藍墨云和雨課堂發布預習任務，學生根據教師布置的任務回顧吸附平衡、吸附容量和吸附等溫線的內容，并對吸附類型和吸附操作方式進行復習，完成測試。預習過程包括觀看吸附技術的相關在線視頻，思考如何選擇吸附劑等問題。

3.2" 課中階段

第一環節：提出問題，討論交流

教師通過雨課堂小程序發布問卷，針對有機污染廢水處理調查學生優先選擇何種吸附劑材料，然后通過雨課堂的討論功能讓選擇活性炭的學生填寫原因。學生在這個環節顯示出的考慮因素正是本節課要重點解決的問題。

第二環節：原理講述

首先，教師利用多媒體課件介紹常用吸附劑種類及相關特性，讓學生直觀掌握常用吸附材料，并通過解讀市場調查報告、融入市場營銷技術和成本造價等內容，幫助學生了解常用吸附劑的市場應用價值。

其次，教師通過播放優質Flash動畫和裝置、試劑圖片講述吸附劑再生技術。

最后，教師講述影響吸附效果的三大因素：借用高科技材料表征手段，如通過高倍電鏡照片讓學生形象化理解吸附劑種類和結構等性質對吸附效果的影響；通過配制多種不同污染因子和不同濃度的模擬廢水，直觀演示吸附質性質對吸附效果的影響；播放教師自制視頻，生動展示操作條件如pH值、水溫等因素對吸附效果的影響。

第三環節：動手實操，協作完成

在這一環節，教師提供亞甲基藍染料廢水處理案例，組織學生分組協作開展靜態吸附實驗，要求其自主完成吸附劑選擇的處理流程，并優選吸附劑種類。通過這一環節，學生加深了對教學重點與難點問題的理解。

第四環節：虛擬仿真，優化工藝

在此環節，學生利用虛擬仿真實訓系統創設亞甲基藍模擬染料廢水處理教學情境，開展吸附技術虛擬仿真學習和實踐，理解其他兩類影響因素對吸附技術運行工藝參數的優化選擇作用，進一步解決教學重點與難點問題。

第五環節：學生討論，教師講評

教師提前發布課堂任務，學生通過雨課堂圍繞問題“活性炭吸附劑可否處理各種廢水，實現達標排放？”進行討論。學生通過平臺答題并現場發言，教師組織學生討論與辯論，選取部分學生的回答進行點評，并總結出“技術與材料的適用性需根據廢水水量、水質特征和實驗結果而確定”的結論，從而幫助學生突破本次課的教學難點。

3.3" 課后階段

教師將本次課的課后復習題發布在課程教學資源平臺、藍墨云和雨課堂等網絡共享平臺，要求學生課后完成，以鞏固所學知識。同時，教師提供拓展實訓案例，如2005年吉林石化公司雙苯廠爆炸引起松花江大范圍受雙苯污染事件，帶領學生團隊設計吸附水處理方案或吸附技術與其他技術的聯用方案，為學生后續參與科技創新培育項目等夯實技術基礎。

3.4" 課程考核

本次課程建立過程性考核機制，采用課前預習、課后拓展，課堂學生實踐及討論辯論等“三位一體”全過程評價體系進行綜合評價，科學、客觀、全面地評估教學過程，確保教學目標圓滿完成。同時，基于人工智能（AI）中的神經網絡（ANN）評價技術，將課前預習、學習時長、答題正確率、課堂實訓、仿真實訓、討論及辯論、課后拓展等指標輸入評價參數，使評價體系更加客觀全面。

實踐結果顯示，基于跨學科的STEAM課程教學顯著提升了課堂效率。通過多種信息技術的使用和教學方式的改進，教學流程得到了優化，網絡共享平臺讓學生可以隨時預習和復習課程。教學過程中注重互動和引導，解決重點難點問題。教學設計尊重學生主體地位，采用問題式教學法，旨在培養學生的問題解決能力和自主學習能力。教學情境設計注重動手實操與團隊協作，增強了學生的學習積極性。課程注重理實一體，充分利用信息技術構建“做中學，做中教”情境教學模式，并合理運用AI技術進一步提高了教學評價的科學性。通過本次STEAM課程教學實踐，高職院校師生信息素養得到有效提升。

4" 結束語

在“人工智能+職業教育”大背景下，人工智能等技術賦能高職教育是未來的必然趨勢，高職院校通過軟硬環境建設，為高職院校師生提升信息素養能力營造良好的外部環境。同時，廣大高職師生應具備較強的信息意識，提高內源動力，充分認識到信息素養是信息化時代高質素人才的必備能力。這不僅能提高教師的教學能力和創新能力，還能增強學生的崗位適應力和就業能力，從而提升高職教育質量。

5" 參考文獻

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[4] 李新濤，張雪，包志均.面向教育信息化2.0時代職業教育“人工智能+”人才培養探究[J].河南廣播電視大學學報，2022，35（1）：103-108.

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[7] 王玲玲，宋曉晴.“互聯網+教育”背景下高職教師信息素養提升研究[J].中國教育信息化，2019（6）：73-76.

[8] 黃亞平，蒲德彥.“互聯網+”時代高校教師信息素養教育研究[J].當代教育實踐與教學研究，2020（6）：20-21.

*項目來源：廣東省教育科學規劃項目“高職教師‘人工智能+職業教育’信息素養模型構建與提升路徑研究”（2022GXJK639）；廣東省科技創新戰略資金項目“教育信息化2.0背景下高職學生信息素養調查分析及提升實踐路徑研究”（pdjh2024b674）；廣東省高職資源環境與能源材料教指委教改項目“高職環境類專業教育融入課程思政設計路徑實踐研究”（ZHNCJG20220213）；校級課程思政教改項目“信息技術基礎”（2024SZJG012）。

作者簡介：關成立，正高級實驗師；楊岳，通信作者，教授。