基于人工智能辅助的职业教育网络培训管理研究

来源:用户上传      作者:李华茂 刘健

　　【摘要】 近年来随着中央对职业教育指导意见和发展方针出台，职业技术教育作为发展职业化技能教育的主阵地，无论在入校学生的数量还是质量要求上，都有了大幅度提升，面对急剧增加的教育需求，尤其2020年突发的新冠疫情，线上教育如雨后春笋蓬勃兴起，在疫情之下扛起了职业教育的大旗，然而，传统的线上教育“广而不智”，也在实践的检验中显现出对学生学习适应性不足的缺点，为此，本文引入人工智能辅助的设计思想，对职业化教育的人工智能辅助进行可行性探讨。
　　【关键词】 人工智能辅助 职业教育 网络培训管理
　　一、国内外现状
　　1.目前诸多的网络化培训平台，大多仅是传统面授化教育的网络翻版，成为教师与学生之间的临时沟通媒介，对传统教育中的灌输式授课，并未有根本性地改变，教学仍是以学校的课}范围为指导，老师能准备什么课题，就给学生灌输什么知识，不能真正实现以学生需求为导向的个性化、有针对性的教育体系，分析其中原因，主要问题在于对学生个性化教育需求难以收集和掌握，从而导致教与学的脱轨。
　　2.培训教育的根本目标在于提升学生适应社会生活的能力、从业技术基础能力、理论基础培养、个人素质拓展，然而，现有的在线培训教育仍然只能通过考试考评来反映个人的学习效果，这仍是一个时点化的评价体系，不能站在个体发展的高度动态地评价学生培训的效果，更难以跟踪学生在学习完成后对于工作能力的提升及影响水平，因此，我们也亟须在单纯的授课教育以外建立起一套完善的跟踪体系，在动态反馈学生学习效果的同时，用以指导我们不断改进教学体系和内容。
　　3.国内外在搜索引擎方面已广泛应用大数据实现个体化需求的推送，在培训教育方面却显有应用，然而，作为个性化教育的实现，针对个性化需求的课程体系推送将真正实现个性化的教育，这必然是未来各级教育的发展目标。
　　基于上述分析，目前的在线培训系统“广而不智”是在线培训教育收效甚微的根本所在，如何结合学生个人的本体特征有针对性地实现个性化在线培训，我们将尝试通过人工智能辅助的引用，为在线培训打开一扇通往人们心灵之门，并通过本项目，结合职业院校特色开立人工智能辅助下的网络培训管理研究。
　　二、基本内涵
　　“基于人工智能辅助的职业教育网络培训”，其基本内涵是以学生个性化学习需求为导向，借助信息化手段，在为学生提供网络培训、自主选修、在线答疑、结业考核、资料查阅等全方位的学习与培训同时，对学生个体和学习行为数据进行挖掘与分析，通过不同算法模型的建立解决学生学习效果综合评价、学习行为智能分析、不同学习阶段导向型课程学习引导，建立不同学习生涯阶段有效性培训的预判模型，用以指导学员在智能辅助下完成全生命周期内的需求导向型培训。本课题拟在充分借鉴和吸收国内外最新相关研究成果基础之上，紧紧围绕“人工智能辅助”在网络化培训教育的引入，对传统教育包括目前在线培训教育不能实现针对个性化需求进行学生引导型教育和有效性学习的问题提出前瞻化的解决方案。
　　三、实现思路
　　（一）总体实现思路
　　基于人工智能辅助的职业教育网络培训是一项技术为先导，制度为辅助的系统工程，为了确保系统有效实施，我们应在系统建设方面达成以下几个目标：一是构建学生个体特征数据库，对学生的各项信息数据进行记录和采集，对学术的所有培训数据进行系统挖掘和分析;二是提供学生网络化自主学习平台，资料查询平台，在线答疑平台，全方位地为学生自主学习创造灵活和便捷条件;三是通过网络学习平台的数据采集、分析和挖掘，真正发掘出学生内心深处所最关切的学习方向和内容，并作到智能推送，引导学习;四是通过分析和挖掘学生关注倾向，为教师提供备课依据;五是构建学生有效性学习综合评估体系，对学员学习成果进行综合量化评估。
　　整体实施步骤可分为：1.系统调研;2.总体设计及方案实施阶段;3.数据采集与建模分析;4.数据对比验证;5.模型修正;6.指导实践。
　　（二）学习行为信息数据采集的设计与实现
　　数据采集和云培训平台系统不仅是学员开展自主学习、资料查询、在线咨询、业务考核等网络化学习和交流的平台，同时也是学员学习行为数据采集的重要平台，系统采用B/S （Browser/Server）模式架构，前端采用PHP技术开发，数据库采用MySQL，应用服务器为CentOS+Apache，在系统设计上采用5层体系开发模型，访问层与统一身份认证管理系统相结合，以统一身份认证管理系统分配ID号控制访问权限;应用层负责应用逻辑的转发和控制;业务层完成业务逻辑封装;数据层完成数据操作、数据缓存等一系列工作;接口层主要负责与大数据分析系统、统一身份认证管理系统间定义数据交换接口参数，通过统一JSON规范，以WebServers实现系统间数据交流和推送，在保持各系统相对独立运行的前提下，实现各系统在数据层面的统一性。
　　（三）系统智能分析的设计与实现
　　数据分析系统是人工智能辅助培训管理的灵魂和智能化体现的关键系统，基于数据分析的多样性需求，在系统建设上，针对不同的业务需求，分别采用不同的技术手段加以实现。系统整体仍基于B/S （Browser/Server）模式架构，前端采用PHP技术开发，数据库采用SQL Server，应用服务器为CentOS+Apache，在系统设计上采用4层体系开发模型，整体结架构见图1。
　　（四）基于学习效果综合评估算法模型实现学习效果评价
　　世间万事万物总是存在的各种各样的因果联系，对于学员学习效果考查，其好坏程度会受到多方面因素的共同影响而产生必然的结果，学生学习效果也同样会受到年龄、性别、专业、职务、政治面貌、在线学习时间、驻留页面平均时间、资料查询数量等等多种因素综合影响而产生不同的结果，基于此，评估结果可以以“合格、不合格”为函数值，各影响因素为变量建立数学模型如下：

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