孟慶寬 段海龍

摘要：我國職業(yè)院校人工智能教育已進入快速發(fā)展期，對人工智能職教師資需求數(shù)量不斷增加，通過高等職業(yè)技術師范院校培養(yǎng)人工智能師資人才就成為解決職教師資不足的一條重要途徑。文章針對人工智能專業(yè)職教師資培養(yǎng)現(xiàn)狀和存在問題進行分析，提出人工智能職教師范生培養(yǎng)總體思路和框架，圍繞交叉共融課程體系構(gòu)建、教學模式與內(nèi)容優(yōu)化、產(chǎn)教融合協(xié)同育人、復合型師資隊伍建設等四個主線環(huán)節(jié)，通過改進教育方式和育人模式以期培養(yǎng)出具備良好專業(yè)理論和工程實踐素養(yǎng)、掌握較強教育技能的“雙師型”教師，更好地助力未來職業(yè)教育發(fā)展。

關鍵詞：新工科;人工智能;職教師資;協(xié)同育人

中圖分類號：G715? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1672-5727（2022）02-0073-05

世界科技的快速發(fā)展與社會產(chǎn)業(yè)的重大調(diào)整，要求高等工程教育必須做出相應的改變。為積極迎接新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，服務創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，教育部于2017年提出基于工程教育的“新工科建設行動計劃”。人工智能專業(yè)是新工科建設的重要構(gòu)成單元，作為新一輪科技革命的重要驅(qū)動引擎，人工智能技術將進一步釋放歷次科技革命和產(chǎn)業(yè)變革積蓄的能量，是推動我國科學技術進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和社會生產(chǎn)力提升的重要戰(zhàn)略資源[1-2]。教育部于2018年印發(fā)了《高等教育人工智能創(chuàng)新行動計劃》，指出將圍繞科教興國、人才強國等戰(zhàn)略的實施，加快構(gòu)建高校新一代人工智能領域人才培養(yǎng)體系和科技創(chuàng)新體系，建立人工智能專業(yè)教育、職業(yè)教育和大學基礎教育于一體的高校教育體系，為我國新一代人工智能發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。

職業(yè)教育具有緊扣國家社會發(fā)展需要、市場反應靈敏度高等優(yōu)勢。2021年10月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)了《關于推動現(xiàn)代職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的意見》，要求優(yōu)化職業(yè)教育供給結(jié)構(gòu)，圍繞國家重大戰(zhàn)略，緊密對接產(chǎn)業(yè)升級和技術變革趨勢，優(yōu)先發(fā)展先進制造、新能源、新材料、人工智能等產(chǎn)業(yè)需要的一批新興專業(yè)。未來我國職業(yè)院校人工智能教育將進入快速發(fā)展期，并在培養(yǎng)高質(zhì)量人工智能技術技能人才方面發(fā)揮重要作用[3]。人工智能技能人才培養(yǎng)的關鍵在教師，隨著職業(yè)院校人工智能專業(yè)的設立以及招生規(guī)模的增加，所需要的人工智能職教師資數(shù)量也會增加，因此通過高等職業(yè)技術師范院校培養(yǎng)人工智能專業(yè)師資人才，就成為解決職教師資不足的一條重要途徑。

本研究以高等職業(yè)技術師范院校人工智能專業(yè)師范生為研究對象，按照新工科教育所倡導的“人工智能+X”復合專業(yè)培養(yǎng)模式，圍繞課程體系構(gòu)建、教學模式優(yōu)化、產(chǎn)教融合協(xié)同育人、復合型師資隊伍建設等四個環(huán)節(jié)，探索人工智能職教師范生培養(yǎng)路徑和方法，以期為人工智能職教師資人才培養(yǎng)提供新的理論視角和思路。

一、人工智能職教師資需求特征

人工智能的發(fā)展促進了產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，誕生了新的行業(yè)和工作崗位，但也對從業(yè)者的知識、技能和能力提出了更高要求。職業(yè)院校學生畢業(yè)后面對的行業(yè)領域非常寬泛，而每個行業(yè)的工作崗位職責又有精細劃分，這要求職教師資需要有廣博而精純的知識體系和精湛的技能素養(yǎng)，在教學活動中能將自身的知識理論、技術能力進行類化遷移和整合傳授給學習者。新工科視域下人工智能職教師資的需求特征表現(xiàn)為智能化、融合化和終身化[4-6]。

（一）智能化

人工智能職教師資要能根據(jù)本領域技術發(fā)展和產(chǎn)業(yè)需求重新塑造自身智能化知識結(jié)構(gòu)與實踐技能，使其具有廣博性和精專性。此外，需要時刻保持對前沿技術發(fā)展的跟蹤和社會產(chǎn)業(yè)應用的實踐探索，掌握新興智能行業(yè)發(fā)展所需要的相關理論與能力，并能將其引入課堂教學之中，提升學生在人工智能應用方面的技能和就業(yè)本領。

（二） 融合化

需要充分發(fā)揮教師在教學中的主動性，并將人工智能技術作為輔助手段融入教學，使教師教育具有豐富性與多樣性，學生學習呈現(xiàn)定制化和個性化，進而有效提升教學質(zhì)量和效率。例如，教師利用人工智能大數(shù)據(jù)系統(tǒng)跟蹤每個學生的學習狀態(tài)，根據(jù)學生個體差異有針對性地調(diào)整教學計劃和評價方式。

（三）終身化

其一，人工智能背景下相關專業(yè)知識更新速度明顯加快，教師需要時刻關注人工智能技術在本領域的發(fā)展動態(tài)和最新應用，保持對新知識和新技術的學習能力，并在教學時及時更新教材內(nèi)容和教育理念。其二，人工智能的參與使學校的教學形式和教學內(nèi)容變得更加開放、多元與豐富，教師要時刻做好迎接新的教學方式變化的準備。

綜上所述，職教師資要具備終身學習的能力，以應對智能發(fā)展、數(shù)據(jù)爆炸時代對職業(yè)院校教師日新月異的要求。

二、人工智能職教師資培養(yǎng)現(xiàn)狀

人工智能屬于具有包容性的跨專業(yè)領域?qū)W科，涉及多個專業(yè)領域及研究方向，具有理論性強、知識范圍寬、技術更新快等特點，很多高等職業(yè)技術師范院校在其專業(yè)建設方面存在一定的滯后性[7-8]。本文結(jié)合人工智能專業(yè)特點從課程設置、教學模式、工程實踐、師資素質(zhì)等角度分析人工智能職教師范生的培養(yǎng)現(xiàn)狀。

（一）課程設置陳舊且缺乏關聯(lián)性

人工智能學科在職業(yè)技術師范院校設立時間較短，很多院校還沒有建立起完整規(guī)范的課程培養(yǎng)體系，使用的教材知識陳舊，缺乏對人工智能前沿技術跟蹤和企業(yè)先進工程案例的融入。此外，專業(yè)課程設置相對獨立，各專業(yè)領域關聯(lián)程度低，學科之間的交叉融合少，使學生面對重大科學及工程問題時無法以“跨學科融合”的視角進行全面思考，阻礙了學生的創(chuàng)新思維和跨學科解決問題的能力。人工智能職教師范生屬于“教師+工程師”的雙師型人才，除具備專業(yè)理論知識和工程實踐技能外，還要具有教育教學能力，一些高等職業(yè)技術師范院校存在職業(yè)教育課程與專業(yè)課程分離割裂的情況，造成學生難以實現(xiàn)教育技能與專業(yè)技能的協(xié)同發(fā)展。

（二）教學模式固化單一

教學模式缺乏靈活性、教學方法單調(diào)是高等教育教學中存在的一個共性問題。課堂教學時，教師通過粉筆黑板或者多媒體講授課程，憑借教師的語言表述、板書或多媒體演示進行系統(tǒng)教學，過于側(cè)重理論知識傳授，而忽略啟發(fā)式、討論式教學。這種傳統(tǒng)的教學模式難以實現(xiàn)學科間交叉融合，導致知識板塊缺乏銜接性和連續(xù)性，使受教育者無法形成完整的知識框架體系。此外，教學活動中教師占據(jù)絕對的中心地位進行知識灌輸，學生處于被動接受位置導致主動思考機會偏少，教師無法及時了解學生對于知識的理解和運用情況，使教學進入一種教師為主導的單向傳輸模式，容易造成學生處于“理論傳授多，理解吸收少，實踐運用難”的境遇，這將對學生以后獨立開展工程項目實踐和教育教學產(chǎn)生不利影響。

（三）工程實踐能力偏弱

高校職教師范生通常存在側(cè)重理論學習而實驗實踐環(huán)節(jié)訓練強度不夠的問題，導致很多學生在工程實踐方面的能力較弱。一方面，學生大部分時間在學校學習知識，很少有機會進入到相關企業(yè)實習鍛煉，無法將學到的知識通過項目訓練進行鞏固加強，因而缺少工程設計思維和項目技術難點解決能力。另一方面，人工智能技術對實驗實訓平臺的硬件性能和數(shù)據(jù)規(guī)模有著較高要求，很多學校配套設施相對落后，缺少高性能硬件平臺與大數(shù)據(jù)實驗環(huán)境支撐，學生難以將所學的理論知識通過實驗加以驗證。以人工智能領域的深度學習技術為例，算法模型利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡進行圖像特征提取與計算，需要配備專業(yè)高性能顯卡才能執(zhí)行模型訓練加速，但高性能顯卡價格昂貴，配備多臺深度學習服務器將是一筆較大開銷，很多學校難以負擔。

（四）師資綜合素質(zhì)有待提升

新工科背景下，從事人工智能教學的教師不僅需要具備扎實的專業(yè)理論知識和良好的教育教學技能，還要具有多學科交叉融合能力、創(chuàng)新能力和工程實踐能力，能夠熟練把握專業(yè)發(fā)展趨勢以及前沿技術動態(tài)。相比于傳統(tǒng)工科專業(yè)，人工智能學科屬于新工科并且發(fā)展時間相對較短，很多高等職業(yè)技術師范院校中擔任人工智能教學的教師大部分是剛畢業(yè)的博士，短時間內(nèi)難以完全具備上述能力，還需要通過后期的教研教學、校企合作、項目實踐等方式提升自身的綜合素質(zhì)，這是一個需要長期積累和持續(xù)的過程。此外，普通高等職業(yè)技術師范院校學科建設平臺不完善，難以引進高層次學科帶頭人，而高端人才的缺乏又限制了人工智能學科的建設和發(fā)展，同時也對人工智能職教師范生的培養(yǎng)質(zhì)量帶來不利影響。

三、人工智能職教師資培養(yǎng)路徑探索

人工智能技術的加速發(fā)展使社會職業(yè)形態(tài)面臨的變革越發(fā)迅速，按照新工科教育所倡導的“人工智能+X”復合專業(yè)培養(yǎng)模式，需要從頂層規(guī)劃上優(yōu)化職業(yè)師范教育的培養(yǎng)模式，通過改進教育方式和育人模式培養(yǎng)出具備良好專業(yè)理論基礎、擁有扎實工程實踐素養(yǎng)、掌握較強教育技能的“雙師型”職教師資人才，更好地助力未來職業(yè)教育發(fā)展?；诖?，本研究設計新工科視域下人工智能專業(yè)職教師范生培養(yǎng)思路和總體框架，如圖1所示。以學生為中心，圍繞設計交叉共融課程體系、優(yōu)化教學模式與教學內(nèi)容、產(chǎn)教融合協(xié)同育人、高素質(zhì)復合師資隊伍構(gòu)建等四個環(huán)節(jié)，著重以專業(yè)技術教育賦能和職業(yè)教育技能培養(yǎng)為目標，拓展學生的專業(yè)能力和教育能力。

（一）設計交叉共融的課程體系

專業(yè)課程建設是學科建設的重要組成部分，人才培養(yǎng)質(zhì)量取決于專業(yè)課程體系發(fā)展水平。高等職業(yè)技術師范院校應結(jié)合“人工智能+X”復合型專業(yè)人才培養(yǎng)目標，圍繞科學問題、工程實踐、產(chǎn)業(yè)需求等視角，規(guī)劃新工科背景下職教師范生人工智能課程體系，主要包括課程內(nèi)容、實現(xiàn)方式、考核目標等方面。在原有傳統(tǒng)課程基礎上（如STEM），開設智能程序設計、深度學習、強化學習等課程，結(jié)合學科交叉融合需求在教學內(nèi)容上融入場景應用分析、工程案例設計、產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)需求等創(chuàng)新元素，按照專題式、模塊式、情景式進行學習探討，使課程體系體現(xiàn)出人工智能多學科相生共融的特點，有效提升學生專業(yè)知識的學習深度與廣度，激發(fā)學生學習熱情，并為后續(xù)的持續(xù)學習與終身學習奠定基礎。此外，應堅持職教師范生專業(yè)課程與教育課程的緊密銜接，通過開設教育學原理、職業(yè)教育學、教學管理等教育課程，避免專業(yè)教育與職業(yè)教育的分離割裂，努力構(gòu)建教育課程與專業(yè)課程交叉融合體系，使培養(yǎng)的職教師范生實現(xiàn)專業(yè)能力與教學技能的同步提升。

（二）優(yōu)化教學模式與教學內(nèi)容

人工智能技術的發(fā)展使知識體系更新速度明顯提升，教師作為教育實施的主體，需要主動適應人工智能技術變革對教育所產(chǎn)生的影響，積極將人工智能思維和技術融入到教育教學中，通過優(yōu)化教學模式和教學內(nèi)容，使教育質(zhì)量得到顯著提升，如圖2所示。

在教學模式方面，基于人工智能技術開展網(wǎng)絡式、開放式教學探索，實現(xiàn)線上與線下教學的融合協(xié)同。在保證正常課堂教學的基礎上，利用中國慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、網(wǎng)絡知識平臺等手段組織學生進行課下學習，使學習者不再受教學條件、傳送地域、時間空間等因素限制，使教學方式呈現(xiàn)多樣性和個性化的特點。此外，根據(jù)學生學習狀態(tài)和學習能力的差異性設計定制化教學方案，利用大數(shù)據(jù)工具對學生進行精準學情分析和需求調(diào)查反饋，有理有據(jù)的跟蹤學生學習動態(tài)，針對學習困難同學及時提供教學幫扶。

在理論教學方面，將教材作為參考，針對原有章節(jié)存在的知識點分散、基礎概念偏多、課程內(nèi)容深度不夠等問題進行整理優(yōu)化，保留關鍵知識點，刪除較為基礎、偏重概念和過于陳舊的教學內(nèi)容，適當引入人工智能領域前沿知識，拓展學生視野與思維;加入項目引導式教學內(nèi)容，將人工智能工程實踐案例引入課堂教學，讓學生融入真實開發(fā)環(huán)境，幫助學生深入理解知識體系脈絡，提高學生利用理論知識解決復雜工程問題的能力。

在實驗實踐教學方面，適當增加課程實驗、課程設計、課程實踐的比重與分數(shù)，探索實驗實踐教學的新方法。課程實驗方面，從實驗內(nèi)容、實驗過程和考核方式上加以改進。教師將人工智能相關實驗根據(jù)教學大綱分解成多層次實驗子目錄，各子目錄之間既相互獨立又相互關聯(lián)，內(nèi)容設計上注重創(chuàng)新和學科交叉融合，考核時根據(jù)學生對人工智能相關工具的熟練程度、實驗設計思路和動手能力綜合給出評價。課程設計方面，教師根據(jù)設計目標制定一個較大的實現(xiàn)框架，在該框架下學生按照自己的興趣和能力制定題目，鼓勵學生通過自主學習、小組討論和資料查閱等方式深入展開研究。課程實踐方面，注重培養(yǎng)學生解決實際復雜工程問題的能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。鼓勵學?？蒲谐晒怀龌蚓哂许椖块_發(fā)經(jīng)歷的教師作為課程實踐主體，吸收學生加入項目團隊。通過對學生悉心講授指導，把研究思想、研究方法、技術開發(fā)要點融入到項目實踐，使學生在學習階段熟悉當前科學研究和項目研發(fā)所涉及的各類編程語言、模型框架和設計方法，提高學生們將所學專業(yè)知識應用于實踐的能力。此外，積極引導學生參與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽、電子設計競賽等比賽，通過團隊合作、導師指導等方式激發(fā)學生進行實踐探索。

（三）協(xié)同推進產(chǎn)教深度融合

學校邀請人工智能領域優(yōu)秀企業(yè)共同參與人才培養(yǎng)，強化面向?qū)W校教育和企業(yè)實踐的校企協(xié)同育人模式，以來源于企業(yè)應用和適應產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的新技術為向?qū)?，將職教師范生專業(yè)知識培養(yǎng)與企業(yè)對學生的專業(yè)技能要求相結(jié)合，構(gòu)建開放、協(xié)同、創(chuàng)新的職教師范生培養(yǎng)新模式。通過聘請企業(yè)中經(jīng)驗豐富的工程專家擔任學校合作指導教師，為學生講授企業(yè)項目案例的設計模式、設計方法和設計流程，強化學生對所學專業(yè)知識的理解與應用。企業(yè)方面需要積極配合學校提供包括實踐基地、實訓項目、技術開發(fā)培訓在內(nèi)的相關服務，努力實現(xiàn)資源雙向共享，積極引導學生主動參與企業(yè)項目開發(fā)，切實增強學生在工程實踐領域的創(chuàng)新能力、創(chuàng)造能力和跨學科整合能力。此外，企業(yè)與學校需要緊密聚焦產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求與前沿技術動態(tài)，聯(lián)合制定面向人工智能職教師范生協(xié)同育人的教學項目、課程內(nèi)容和考核機制，根據(jù)學生專業(yè)課學習進度按學年開展實踐培訓，將學生的企業(yè)實踐貫穿于培養(yǎng)的各個階段。

（四）構(gòu)建高素質(zhì)復合師資隊伍

當前，我國人工智能領域的專業(yè)教師數(shù)量相對較少，高等職業(yè)技術師范院校人工智能學科任課教師大多是從自動化、電子信息、計算機技術等相關專業(yè)轉(zhuǎn)行過來，由于原來所學專業(yè)與人工智能具有一定交叉性，所以講授人工智能相關理論知識不存在太大難度。不過，這些教師大多數(shù)來源于高校畢業(yè)的博士生，畢業(yè)后即進入教學崗位，雖然具備扎實的專業(yè)理論基礎，但缺乏企業(yè)工作經(jīng)歷與項目開發(fā)經(jīng)驗，教學過程中容易導致學生的工程實踐能力不足。學校需要鼓勵這些教師及時了解企業(yè)項目開發(fā)所需要的技術，將自己專業(yè)技能與企業(yè)工程項目需求密切結(jié)合，通過科技特派員項目或與企業(yè)進行橫向課題合作等方式，深度參與到企業(yè)項目開發(fā)過程中，通過真實的工程項目應用將專業(yè)知識與實踐相融合，完善自己的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。在此基礎上，將項目開發(fā)經(jīng)驗反哺到教育教學中，指導提升學生的動手能力、工程設計能力和解決實際技術難題的能力。此外，學校引進教師時需要具有國際視野，廣泛吸收全球頂尖智能專業(yè)人才和青年創(chuàng)新人才，形成人工智能學科教師隊伍高地;同時考慮引進實踐能力強、具有良好專業(yè)知識的企業(yè)高級工程人才壯大師資隊伍。最后，需要構(gòu)建合理的教師評價體系，著重從理論知識掌握、實踐操作能力、教育教學能力、創(chuàng)新能力等方面全面考核，建構(gòu)相應的懲罰與激勵機制，促進教師能力的全方面成長。

總之，職業(yè)教育作為我國教育體系的重要組成部分，將在培養(yǎng)高質(zhì)量人工智能技術技能人才方面發(fā)揮著越發(fā)顯著的作用。針對當前職業(yè)院校人工智能學科職教師資數(shù)量缺乏和質(zhì)量參差不齊等問題，高等職業(yè)技術師范院校需要按照新工科教育所倡導的“人工智能+X”復合專業(yè)培養(yǎng)模式，以學生為中心，著重以專業(yè)技術教育賦能和職業(yè)教育技能培養(yǎng)為目標拓展學生的專業(yè)知識和教育能力，使其成為具有良好專業(yè)技術能力和教育教學能力的“雙師型”職教人才，更好地為社會培養(yǎng)出大量高素質(zhì)人工智能應用技能人才。

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（責任編輯：劉東菊）

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