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论人工智能时代职业教育教师教学能力的发展

  2019-08-12   来源:培训学校管理系统 

  人工智能的迅猛发展,推动了以互联网、大数据为支撑的第四次工业革命。各国相继出台了一系列的政策措施,以抢占人工智能的战略高地。美国白宫连续颁布了三份关于人工智能的政府报告,是世界上第一个将人工智能上升为国家战略的国家;日本政府在2015年颁布了《日本机器人战略:愿景、战略、行动计划》,宣布日本将全面推行人工智能机器人的革命;我国颁布了《新一代人工智能发展规划》,构筑人工智能先发优势,加快建设创新型国家和世界科技强国。因此,人工智能的发展具有重要的国家战略意义。

  人工智能的竞争,归根到底是人才的竞争。2017年7月,教育部发布《教育部关于进一步推进职业教育信息化发展的指导意见》,该报告指出:为深入贯彻落实《教育信息化“十三五”规划》,全面提升信息技术支撑和引领职业教育创新发展的能力,加快推进职业教育现代化,要重点提升职业教育信息化基础能力;推动优质数字教育资源共建共享;深化教育教学模式创新;加快管理服务平台建设与应用;提升师生和管理者信息素养;增强网络与信息安全管控能力等六个重点建设的任务。新的战略部署,不仅改变了以往的人才培养方案,也改变了教师的教学思维、教学内容和教学模式等各个方面。因此,有必要让基于人工智能的技术渗透到教师的能力培养过程中,成为教师的核心能力。

  一、人工智能时代职业教育的结构性变革一般认为,人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学四。2017年12月15日,第四界世界互联网大会颁布了《中国互联网发展报告2017》总论。该报告指出,在全球信息化技术发展的新一轮创新活跃期,云计算、大数据、物联网、人工智能等新一代信息技术迭代加速,特别是人工智能作为一门融合计算机科学、统计学、脑神经科学和社会科学的前沿综合性学科,将引领下一波世界革命新浪潮,引发各行各业的深度技术变革,带动技术、数据、产业等方面的爆发式飞跃同。人工智能就是通过人们的研究与设计,模拟或者是替代人类的智能的过程,包括识别、分析、认知等,能够辅助人类完成更多创造性、复杂性工作的系统。

  从人工智能角度来理解职业教育在教学思维、教学内容、教育模式和人才培养和专业设置可能发生的变革,将其归纳为以下几个方面。

  首先,体现在人才培养方面。人工智能时代重视人的个性化发展。职业教育教学环境会呈现出多种形式的“学堂”,学堂与课堂最大的不同在于,学习者是学堂的建设者,是自己学程设计的主人,是课程资源的生产者。也就是说,职业学校应给予学生最大程度的选择权,决定自己未来的发展方向,而不是以往的订单式培养一批人从事同一种工作。由于人才培养方案的转变,职业学校的专业建设和课程设置也需要相应的改变。人工智能是由多学科的交叉形成的,基于此形成的STEAM课程不仅综合了多种学科的知识,更是融合了不同学科所蕴含的实践活动、精神内涵和价值观,可以认为是一种多元学科文化的融合创新]。即课程设置上尽量选择宽口径,专业上采取通用的专业大类招生,满足每一个学生实现自身发展的需求,体现其个性化发展的需要。

  其次,在教学思维上。大数据是对包括图像、文字、人的态度和行为、地理信息等的全面的混杂的和相关的分析。因而,以往讲究随机的精确的和因果关系的教学思维亟需转变。还应该注意到,人工智能虽然已经能够写诗和创作歌曲了,但是,都是通过前人的经验习得而来。换句话说,人工智能不能做到的就是创造性思维和情感的体验。因此,职业学校的教师一定要时刻把握创造性思维与情绪的感染力。无论是在教学内容还是在教学形式和教学模式上,都要体现出创造性。教会学生发散思维和收敛性思维相结合,横向思维和纵向思维并重,掌握解决问题的方法的同时还要有提出问题的能力,从不同的方面和不同的角度认识事物。

  再次,在教学模式和教学形式上。人工智能技术包括计算机视觉、语音系统等方面,它可以实现学生与其对话交流和问题探讨,形成了一批自适应程度强、“个性化学习”的线上线下相结合的网络教育平台。MOOCs、翻转课堂等智能教育平台促进了教学形式的多样化。而基于人工智能而形成的虚拟现实技术(VR)和增强现实技术(AR)对于职业教育的技能训练则凸显了优势,解决了一些职业院校没有实训场地的尴尬之境。它改变了场地、时间、设备等的限制,可使被培训人员得到省时省力的优质培训回。机器人远程支教、智能学习反馈等等众多教学模式都改变了传统的教学模式,体现了人工智能时代下职业教育形式的多样性。但是,职业院校的教师需要重新学习新设备和新技术,对教师的终身学习带来了不小的挑战。充分理解信息技术发展对于教学变革的实际意义,让新技术的运用渗透到个体学习的整个过程中去,创设技术情境,并在新技术的适应性和应用能力方面,从“如何教”走向“如何学”,便成为了教师教学模式转变的关键。

  最后,教学内容的适用性。人工智能最重要的技术之一是深度学习,是指从原始特征出发,自动学习高级特征组合,整个过程是端到端的,直接保证最终输出是最优解。也就是说,深度学习是通过类似于神经网络的方式不断地对新生事物进行优化与分析得到最有效的解决方案。对于职业教育而言,一成不变的教学内容亟待改变。职业院校应该更为注重培养学生的灵感、想象、顿悟和审美等深度学习所涉及不到或是很少涉及的领域,避免被人工智能所淘汰。与此同时,人工智能时代还是一个企业“用工荒”和“人才荒”与职业院校学生就业难矛盾冲突的时代。这也要求职业院校在教学内容的选择上最大程度地满足人工智能时代的需要,强调知识和技能的适用性和通用性。

  综上,当人工智能深刻改变生活与生产的诸多环节时,作为生产关系要素之一的劳动者的重要提供者——职业教育,不可避免将要积极思索如何应对人工智能时代的到来]。因此,人工智能时代背景下,职业教育具有人才培养个性化、创新性教学思维、教学模式多样化和教学内容通用性等特点。

  二、人工智能时代职教教师的教学能力:问题与机遇

  清华大学的鲁白教授在“人工智能与未来教育高等论坛”上指出,人工智能将会对教师和教学方法等形成冲击,任何体现重复性的需要、有大量数据积淀的事情,都可以被人工智能取代[Q。我们要意识到,人工智能虽然在许多的任务上已经能够和人类匹敌甚至是超过人类,但是其局限性还是较为明显的。这为职业教育的发展带来了机遇与挑战,教师作为其中职业教育最为重要的一环,如何从自身能力上迎接人工智能的挑战,则成为教师专业化发展的关键。教学能力依据是教学工作过程,教学工作过程按照宏观、中观、微观可以分为专业建设、课程开发、教学实施三个方面叫。结合人工智能的特点,分析职业学校教师的教学能力遇到的问题以及机遇。

  首先,从宏观的专业建设来看。一方面,产业始终处于动态发展中,对人才规格、结构和质量的需求不断变化,专业设立调整过程就是调整学校与社会需求关系的过程]。而部分职业院校在专业建设中的洞察力不足,不能适时或超前形成与产业对接的专业结构的调整与建设。另一方面,人工智能时代追求学生的个性化需要和个性化学习。职业院校为每一个学生制定不同的人才培养方案,配备相应的实训设备和师资队伍还存在一定的困难。导致教师无法根据学生和产业的需要调整、改进和充实专业培养目标。

  职业教育的教师是制定培养目标的参与者,是课程体系、专业实践环节、课程设置的实施者,是教学内容、教学设计的主导者。所以,教师既明确专业建设的实施状况,又可以根据实际的教学效果调整专业设置中的各部分内容。人工智能技术之一的深度学习可以分析未来职业发展的走向,为教师参与专业建设提供了一定的理论依据。同时,人工智能改变了教学资源、教学平台、教学模式和教学设施,为教师设计个性化人才培养方案和扁平化管理提供了可靠的抓手。其次,从中观层面的课程开发来看。课程开发过程与具体的内容还有一定的差距,尤其是人工智能时代,知识技能更迭速度加快。职教师资队伍缺少人工智能技术下的工作经验,课程开发质量难以保证。各院校的设备投资上也参差不齐,实训课的开发上也面临着不同程度的困难。还有,面对当前人工智能所带来的教学模式多样化、教学内容的通用性等特点,相应的课程内容等也应随之改变。同时,个性化学习和非正式学习与共享开放的教育理念对课程开发也提出了较高的要求。

  职教教师应该深刻了解人工智能的内涵以及强化学习和深层学习的能力,在课程开发的不同领域都占据着主导地位。在课程目标上,教师应随时引进新技术新理念,在具体的情景化的教学环境中,同步甚至超前的将知识与技能教给学生。在课程实施上,教师综合考虑教学资源和教学平台,最大程度的促进个性化发展的需要。在课程评价上,教师可以通过人工智能调取每一个学生的实际情况,及时调整课程设计。所以,面对人工智能,教师是课程开发的主体,有利于学生将课程内容转化为自己的知识,从而促进了人才培养。

  最后,从教学实施的微观层面来看。教师应具有制定教学目标、教学组织、教学策略、教学设计、教学评价以及教学改革的能力。在教学实施的各个过程中,教师面临的最大问题就是对于人工智能的排斥,教师不自觉地摒弃人工智能技术采取传统的教学实施过程。造成这种问题的原因在于,教师对于如何在教学领域运用新技术,以及新技术的运用对于课堂教学能产生什么样的效应,了解依然不够深[]。面对上述问题,人工智能在教学实施中有不可代替的优势。深度学习、虚拟现实技术、增强现实技术有利于增强学生的现实感,尤其是以情境性和实操性较强的职业教育而言,身临其境的方式往往比教师演示带来的效果更好。因此,教师应充分利用人工智能,转变教学实施形式。在教学目标、教学组织、教学策略等方面,以人工智能为依据,利用大数据分析教学实施施过程。造成这种问题的原因在于,教师对于如何在教学领域运用新技术,以及新技术的运用对于课堂教学能产生什么样的效应,了解依然不够深[]。面对上述问题,人工智能在教学实施中有不可代替的优势。深度学习、虚拟现实技术、增强现实技术有利于增强学生的现实感,尤其是以情境性和实操性较强的职业教育而言,身临其境的方式往往比教师演示带来的效果更好。因此,教师应充分利用人工智能,转变教学实施形式。在教学目标、教学组织、教学策略等方面,以人工智能为依据,利用大数据分析教学实施过程中的不足,教师及时调整。同时,教师也要培养自己的创造性和创新性能力。

  三、人工智能时代职业教育教师教学能力发展的路径

  人工智能对于职业教育而言意味着面对更大的挑战,大量的重复性工作、工厂的流水线将被机械手臂取代。另一方面,人工智能促进了教学思维的先进性,职业教育办学层次的高移以及机器思维的养成。如何利用这一把“双刃剑”,下面从教师的发展理念、发展机制、内容体系和发展标准对教师的教学能力进行论述。

  (一)变革职教教师的教学能力发展观念加快教师队伍的调整,完善教师观念的形成,是人工智能时代职教教师发展的关键。纵观人工智能的发展历程和趋势,以及对职业教育的影响,将人工智能时代职教教师教学能力的发展观念归结为“创造”、

  “交流”和“爱”三个词语。

  创造是人工智能时代最难能可贵的一种能力,尤其在人工智能代替了人类的大量工作之后。创新工场董事长李开复曾断言:任何思考超过五秒钟的工作都将会被人工智能所代替。也就是说,任何重复性的工作都将会被取代。教师的教学观念也不例外,教学思维的固化是发发可危的。为解决这种思维定势,教师应逐步提升人工智能商数(Artificial Intelligence Quotient),高AlQ的人在多元智能、沟通力、行动力、创造力上表现得更为出色鸣。具体说来,教师要沉入人工智能技术中来,在实际运用中感知其变化,结合职教教师操作技能强的特点,完成对人工智能的同化,形成创造性思维和创造性技能。

  毋庸置疑,交流也是教师教学观念变革最大的部分之一。不仅包括教师与教师之间,教师与专家之间,教师与教育管理者之间,教师与学生之间面对面的沟通交流,还包括现实与虚拟之间交互的交流,跨地区和跨时区的沟通交流。人工智能时代赋予了这种交流的可能,教师要掌握线上线下相互协作的授课方式,掌握虚拟现实技术及增强现实技术。与此同时,教师要逐渐接受人机融合,即人机之间的交流。人机合作是未来的发展趋势,人类做人类擅长的事情,机器做机器擅长的事情,人机协作将最大化发挥双方的优势,实现合作共赢。教师还应该做到多领域的交流,从自己所授专业出发,扩大自己的知识范围,形成跨领域的和综合性的复合型结构体系,实现自我价值的最大化发展。

  第三个词语就是“爱”。爱的能力是人工智能永远无法代替的能力,人工智能终究是人类制造的机器。一方面,人工智能不具备同理心,无法洞察人的喜怒哀乐。另一方面,人工智能不能像教师一样教导学生如何做人和怎样塑造优良的品质。所以,在人工智能随处可见的时代,学生更渴望得到的是温暖的关心与爱护。教师不要吝啬自己的感情,积极引导学生形成正确的人生观、世界观和价值观。

  (二)构建适应人工智能时代职教教师教学能力发展的机制

  职教教师能够实现教学能力观念的转变得益于有一套完善的发展机制。所谓教师专业发展的机制,就是教师运用经验、反思、证据、数据、概念和理论等条件实现在教会学生学习、育人和服务等专业目标的活动过程,也是运用教师精神、教师知识、教师能力等专业基础的活动过程鸣。

  人工智能时代需要构建一个大数据+经验+反思+

  动力相结合的能力机制。

  首先,人工智能时代是基于大数据建立起来的。

  因此,大数据指的是教师在教学工作中所获得的自然数据,包括与学生的交流、教学实施、课程评价等诸多方面;还指教师在教学的研究数据,就是教师在不断的研读知识,思考技能训练所得到的数据。人工智能通过对数据的分析提高教师的教学发展的能力,也为教师的经验的积累起到了支撑的作用。

  其次,从经验角度来看,职业学校教师拥有专业知识的教学经验和实际工厂的工作经验。但是,在人工智能时代,这些经验还不足以使教师能够胜任教学工作。教师还需要有在人工智能企业实习和研发人工智能的经验,同时,还要有大数据分析和深度学习算法学习的经验。通过经验的迁移能力,使教师成长为全面的人工智能背景下的教育工作者。并将教师亲身经历所掌握的经验传授给学生。

  再次,从反思机制上看,教师需要从不同角度对自己的教学能力进行反思。具体而言,就是通过学生、同行、企业、教育管理者、人工智能专家和自我的反思,通过大数据分析教学能力中的不足。

  最后,从动力机制而言,应分为外部激励和内部动力机制。一方面,就国家的外部激励方面而言,人才强国战略和人工智能发展战略都使教师能够有所作为。我国政府和企业都在加大力度投入大量的资金推动人工智能的发展。国家在积极调整专业结构建设,建设人工智能相关专业,培养一批实用人才。政府开始简政放权,使教师参与到专业建设、课程设置和教学管理中,教师可以全身心地投入到教学工作中,这些举措都有利于提升教师的职业满意度和幸福感。另一方面,教师应该规划在人工智能背景下的发展目标,从长期、中期和短期三个不同的时间长度上明确每一时间段的目标,争取外出培训和企业进修的权力,积极参与教学竞赛等活动加强自我发展。

  (三)更新适应人工智能时代职教教师教学能力发展的内容体系

  教育教学能力是教师在教育教学活动中形成的顺利完成某项任务的能量和本领,包括准确把握教学重点和难点的能力、认识学生的能力、设计教学的能力、表达能力、教育教学组织管理能力、教育教学交往能力、反思能力、教育教学研究能力和创新能力等鸣。

  人工智能时代教师的教学能力主要就是指教师应用人工智能促进教学的能力。这种能力不是直接运用技术,而是通过技术重新组织教学设计的过程。

  首先,教师应从大数据、云计算、深度学习技术入手,开发新的程序、算法和课程,重新规划教学内容和教学模式。逐渐将MOOCs、翻转课堂、个性化学习引入到教学模式中。单一的以工作过程为导向的课程模式或者是能力本位的教学模式不能满足学生个性化发展的需要。教师应该主动参与到网络课程的教学工作中,广泛运用充分利用互联网+的动态性、交互性、多媒体性来创设良好的课堂互动氛围,鼓励学生充分表达自己的观点和理解,在相互交流、讨论甚至争辩中获得新的理解和认识叼。

  其次,教师应该将传授学生知识和技能转向传授学生终身学习的能力。教师角色也从学校中的教师变成终身制的“师傅”,形成开放的连续的教育功能体系,促进学生学习能力的发展。

  最后,教师职业素养的变化。人工智能+教育的技术手段包括:语音识别、智能判卷、自动翻译等,会代替教师完成大部分工作。因而,需要教师将大量的时间放在创新创造技能和情感沟通能力的养成。所谓创新就是指将新的理念和方法付诸实践,完成人工智能所不能实现且具有一定的创新意义的活动。所谓情感沟通主要指对学生的指导、对教师队伍提出建议等。

  (四)确立人工智能时代教师教学能力发展的标准教师的教学能力标准应建立在政府、人工智能专家团队、企业和职业学校四方协调的监督作用下实施。

  首先,在政府主导下。国家应该将评价标准的制定权交给人工智能专家和企业,应该充分发挥政府这只有形的手。避免人工智能所带来的公平性和歧视的作用,确保教师的教学能力能够得到量化,起到督促的作用。

  其次,应以人工智能团队建议为基础,为建立动态的教学评价标准提供技术支持。随着教师的教学能力的提升,需要改变传统的教学评估形式,建立实时的教学评估。比如,利用人工智能,从眼球追踪、面部表情的监控等,及时收集教师教学过程中的数据。评价方法采取形成性评价,根据学生的实际情况反馈教师的教学能力。

  再次,行业应该是建立教学评价标准的主体。因为通过教师教学能力培养的人才是为企业服务的。所以,企业应该起到主体的作用,各省内部要尽快建立大数据的平台,对各个地区教师的教学能力进行监控,为职业教育教学的教学能力评价提供一定的数据支撑。同时,各省市应对评价标准进行交流,已达到最有效的方案。企业也要组织相应的领域专家,结合各领域的大型企业人工智能领域的专家对个职业学校的实际情况进行评价。得到其综合发展的报告,并提出相应的建议。

  最后,职业院校是实施标准的执行者。评价的内容不以教师的学术背景为依据,而是在教学过程中所达到的效果为标准。职业院校实施评价的目的在于激励教师改进教学中的问题,让教师有更宽松的环境、更愉悦的心情、更持久的教学改进动力。

  综上所述,对教师教学能力观念的变化、教学能力机制的调整、教学内容的变更和教学评价标准的重新确立,更有利于推动人工智能+教育的前进步伐,找到人工智能与职校教师教学能力发展的契合点,从而培养一批有技术技能的新生代技术人员,为实现人工智能强国发挥积极的作用。

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