人工智能背景下中职机械类教师的发展对策

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　　摘要：技术革新催生时代变革，时代变革推动教育改革。人工智能时代传统行业升级换代，使中职人才培养的目标发生转变，倒逼中职教师专业能力提升。新时代中职教师面临严重内外在职业危机，教育变革对其专业理念与师德、专业教学能力、专业育人能力、专业发展提出了更高的要求。因此，中职教师要做到转变理念、融合创新、综合育人、持续发展以适应人工智能时代对于教师专业发展的要求。
　　关键词：人工智能;中职教师;危机与策略;机械专业
　　中图分类号：G715   文献标识码：A    文章编号：1672-5727（2020）09-0017-06
　　人工智能背景下职业教育的变革体现出融合、创新、跨界、终身化的新特征[1]。2019年4月1日，教育部、财政部印发《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》，文件明确提出要将信息技术和智能技术深度融入到教育教学和管理服务的全过程中，意味着未来高职技能型人才培养方式发生转变，未来的教师将会充分运用信息技术、智慧技术发展深化教育教学改革。随着虚拟工厂、智慧课堂、AI助教等新兴教育技术与手段引入中职课堂，人工智能、大数据、云计算等先进技术倒逼制造业转型升级，中职教师的能力提升已成必然。在专业教学能力方面，中职教师应具备能够培养符合产业发展所需的技能型人才的能力，应积极思考在智能教育信息化环境下如何做到高效的人机协作，最大程度地利用人工智能、大数据、物联网等先进技术，实现教学质量提高。
　　机械化产品也正在向“智能一代”发展[2]。全国机械职业教育教学指导委员会预测，到2025年，全国智能制造机械行业技术技能人才需求总量将达到377.6万人，仅中、高职需求量高达196.62万人[3]。因此，作为培养机械专业复合型技能人才的中职机械类教师需要接轨行业实际需求，更迭新时代所需的教学能力，以满足未来产业发展的需求。目前，已有学者开始探索人工智能时代教师所需的能力，但在职业教育领域的研究成果相对较少，尤其是特定的专业教师，如机械专业教师。基于此，分析人工智能时代中职教师的职业危机，以机械类教师为例考察时代变革对中职教师专业能力的要求，进而对我国中职机械类教师的未来发展提出合理建议。
　　一、人工智能时代中职教师的职业危机
　　（一）外在危机：AI助教对于教师传统工作的取代
　　未来的AI助教是人工智能时代先进课堂教学体现的主要产物之一。北京师范大学的未来教育高精尖创新中心提出未来AI助教可能担任的角色：精准教研中的互助同伴、体质健康监测与提升的保健医生、可自动出题和自动批阅作业的助教等12个角色[4]。未来AI助教可以完成多元化的工作任务，例如，快速作业批改、个性化资源推送、海量学习资源等。人工智能替代了传统教师绝大部分的工作，势必对教师现有的能力带来挑战。
　　随着智能制造机械行业的发展，相关职业岗位能力进一步升级，对复合型跨界人才需求加大。无论理论知识的掌握，还是在实践操作技能的熟练程度上，人类教师都难以与具有超大数据库和超强计算能力的AI助教相抗衡。工作性质从“制为中心”转变为“智为中心”[5]，身份从“劳动者”转变为“设计者”是未来中职机械类教师的重要转变。目前，我国中职机械类专业所培养的学生仍以“劳动者”居多，很难胜任智能化机械设备的应用与开发工作。随着人工智能时代的到来，AI助教及相应的智能技术会逐渐取代中职教师的基础工作，要求中职机械类教师不断寻求改变以适应技术的发展。
　　（二）内部危机：对教师职业能力的挑战
　　智能时代要求中职机械类教师掌握跨学科的知识与技能，然而，高素质的复合型师资力量的匮乏无疑给复合型技能人才培养带来了极大的阻碍。未来企业生产将以智能化机械设备为主，需掌握远程虚拟仿真技术，现阶段的中职机械类专业教学中却少有结合虚拟仿真等模拟训练。归其原因主要有两点，一是目前中职学校的教学设施条件还相对落后;二是中职教师缺乏运用信息技术开展虚拟仿真课程教学的能力。对于前者，加大投资或校企合作可逐步实现教学设施设备的更新，而后者的改善却需要对职前和职后教师进行长期的培养和培训。中职机械类教师如何跟上技术发展，掌握人工智能时代下的新技术，弥补自身职业能力“短板”，适应新时代教师专业发展要求，是摆在中职机械类教师面前的难题。
　　二、人工智能时代对中职教师专业能力的要求
　　分析人工智能时代中职教师能力的要素，有利于指导中职教师职前与职后培养方案的制定，为更有效地开展教师教育变革提供依据。本研究以教育部印发的《中等职业学校教师专业标准（试行）》《职业技术师范教育专业认证标准（第三级）》为依据，结合中职机械类专业教师的教学特点，从专业理念与师德、专业教学能力、专业育人能力、专业发展能力四个维度论述人工智能时代对中职机械类教师专业能力的演变。其中，专业理念与师德是维持中职教师对待学生和完成教育教学工作的信念与态度，具有一定的稳定性，是核心素养理念下中职教师能力的基本要求;专业教学能力是中职机械类教师为达到机械类专业教学目标、胜任教学活动所需的一种专业性能力，是区别其他专业教师的能力维度;专业育人能力是中职机械类教师有机结合机械专业教学进行同向同行的育人活动，具有全方位育人、全程育人意识，是中职教师通用能力维度，也是培养中职学生职业素养的基础;专业发展能力是中职教师面对时代迅速发展应具备一种专业发展与终身学习的能力，技术的发展要求中职机械类教師比其他专业教师更强调此方面的能力。如图1所示。
　　（一）专业理念与师德
　　第一，建构主义教材观。智慧教育主张回归建构主义理论的本质，对教材的编写也应遵循学生认知的发展。现阶段的中职教师仍以固定式教材为主，使学生陷入思维固化状态，不利于学生的个性化成长。人工智能时代的课堂教学由于教师的工作任务获得了极大的技术支持，呼吁教师回归教育的本质。对于职业教育教材的编写要基于建构主义理论，基于数据分析技术，可以为每个学生量身定制个性化的学习教材，激发教材的潜质，其创新变革主要体现为活页式、工作手册式、立体式等新形态教材。 　　第二，以全体学生为中心。在国家大力推行翻转课堂教学模式的热潮下，已有部分教师将关注的重心向学生转变，但却由于技术以及教师能力等方面的制约，仍处于“以部分学生为中心”的窘境。在人工智能时代，基于智能信息技术的辅助，教师可以轻松了解每个学生的个人情况，制定出个性化的教学方案，此时人工智能技术驱动下的智慧课堂真正确立了“以学生为中心”的教学理念[6]，课堂变革由“教师中心”到“以部分学生为中心”再到“以全体学生中心”，正是人工智能赋能课堂的本质要求。
　　第三，人机协同与技术伦理。现阶段的信息技术与课堂教学仍处于一个分隔开的状态，教师只掌握基础的信息技术应用能力，技术仅达到支持课堂教学的作用，远没有实现与教学深度融合。人机协同教育能够充分发挥AI助教与人类教师的不同优势，促进学生的个性化成长[7]。以机械专业为例，其专业特色加深了与人工智能的情感，使人机协同教学效果增强。值得注意的是，当教师借助智能信息技术进行教学时，还应遵守技术伦理。人工智能、大数据、云计算等先进技术是把双刃剑，不仅要考虑受益之处，还要提防可能引发的风险。在数据信息爆炸的时代，还应遵循技术伦理，保护学生及家长的数字身份、个人隐私[8]，为中职学生开展自主学习创造安全宽松的环境。
　　（二）专业教学能力
　　专业教学能力是教师将专业技术知识融入中职教学的能力，人工智能时代对中职机械类教师的专业教学能力提出了更高的要求。
　　第一，跨专业理论知识和能力。专业理论知识与能力是发展其他知识与能力的基础，现阶段的中职机械类专业教师，只掌握机械专业理论知识，普遍缺乏专业知识的综合运用能力，呈现出重理论轻实践的态势。人工智能时代是一个复杂、多变的时代，要求机械专业教师具备复杂问题的解决能力。此外，社会对复合型技能人才的需求更突显跨学科知识的重要性。因此，对于未来机械类人才的培养，不仅要懂机械专业，还要了解与岗位工作相关的跨学科知识。
　　第二，虚拟机械类设备实践操作、模拟实训指导能力。机械类设备实践操作与维护、实训指导能力是目前中职机械类教师的主要专业特色，也是区别于其他专业课教师的根本能力。然而，在真实情景下的机械专业实训教学存在诸多弊端，例如，教师和学生需要时刻警惕高速运转的机器可能引发的安全隐患;机械设备的维护增加了教师的工作负担;学生实训设备或仪器老旧等问题。作为未来进行实践操作指导教学的主要场所，虚拟工厂的建设和使用可以有效解决上述问题。因此，为了胜任虚拟工厂的教学，中职机械类教师不仅要掌握真实情景下的机械类设备操作，更要以融合创新的方式将虚拟现实教学、虚拟仿真等技术与机械专业实训灵活结合。
　　第三，智慧教学能力。教学能力是指教师为达到教学目标、顺利从事教学活动所表现的一种行为特征，分为一般能力和特殊能力[9]。人工智能时代的突出特征是智慧化[10]，智慧化教学主要表现为：教学设计从统一变为个性化;教学实施从教师主导变为人机协作;教学评价从单一到多元。社会发展需要智慧型技能人才，中职教师也要相应地将泛化、单一教学能力转变成培养智慧型人才所需的个性化、智慧教学能力[12]。首先，要掌握智慧教育知识。以机械专业教师为例，需要熟悉机械专业技能人才的成长规律以及思想品德和职业道德形成的过程，并掌握相关教育方法。机械专业学生毕业以后的工作岗位多为企业技术岗，还需要培养学生适应工作变化的心理与学习特点。其次，以人工智能、云计算、大数据、区块链等为代表的智能信息技术正引发新一轮的教育变革[13]，基础的信息技术应用能力在智能机械生产中已然不适用，基于个性化教学、多元化评价等教学方式的变革，智能信息技术应用能力必将成为机械专业复合型人才的必备能力之一。因此，中职机械类教师需要将智能信息技术融入教学当中，培养学生的智能信息技术应用能力。
　　（三）专业育人能力
　　人工智能时代的先进技术为理想化的个性化教学提供了可能。教师对学生的学情收集与判断从基于经验的主观看法转变为基于数据的客观分析，弱化了唯成绩论的思想，打破了传统的固定式教学，促进了教育的公平。中职教师的育人能力需要发生以下转变。
　　第一，个性化育人。育人能力是目前教师在教育教学过程中亟需提高的一项能力，教师知识性的教学角色，将会被人工智能所取代，教师的育人角色将越来越重要。目前，中职学生培养形式整齐划一，规模化加工导致学生只具备较强的应试能力，但过分强调知识技能的熟练反而泯灭了学生的个性和创造性等核心素养 [14]，使其缺乏在不同岗位上的适应能力。在以人工智能技术为代表的外部智力支持下，中职教师对学生培养的重心从“教书”转移到“育人”，以学生个性发展的角度出发，关注和培养每一个个体的独特性，让中职学生的个性和创造性变得多元化，强化核心素养，从而适应未来社会的需求。
　　第二，个性化职业指导。人工智能时代的职业指导是基于学生的个性展开的，根据学生的个性特点和成长规律来对学生进行职业指导教育。中职机械类专业教师缺乏对学生个性特点的准确掌握和预测，统一性的职业指导导致机械类专业学生对未来目标岗位工作不清晰、不明确，难以在企业中找到适合自己的岗位。基于人工智能等先进技术，教师可以准确掌握学生的学习情况和个性特点，并做出相应的预测，为每位学生制定适合其发展的路线，帮助机械专业学生摆脱择业迷茫。
　　（四）专业发展能力
　　专业发展能力是教师保持其专业知识和能力不断提高的核心动力。这项能力在科学技术迅速发展的人工智能时代尤为重要，需要不断提高教师的专业能力以应对快速发展的产业需求。
　　第一，國际视野。为拓宽中职教师的国际视野，学习发达国家和地区职业教育理念、教育教学方法手段和先进技术技能，教育部于2011年、2016年先后印发了《关于实施职业院校教师素质提高计划的意见》，均提到鼓励支持选派优秀教师到国（境）外进修。有研究者调查发现，虽然培训的数量是超额完成的，但从教师素养提高上来看不尽人意。中职教师培训的最终目的应是提高职业教育教学水平，对接产业的发展所需。以机械专业为例，其教学内容与社会科技进步息息相关，对于中职机械类教师的国外进修，不仅是简单的学校观摩，更应注重学校所对接与机械相关新兴行业生产知识与技术的学习。 　　第二，合作与交流。人工智能时代的学校将不再是孤立的中心，基于人工智能、大数据、互联网等先进技术能够实现学校与家庭、学校与社会、学校与学校之间的信息互通。教师在日常工作中会更加频繁的接触到校外人员，因此，人工智能时代对中职教师的合作与交流能力提出了更高的要求。教师需要掌握合作与交流的技巧，在课堂教学中积极开展小组互助和合作学习，培育学生的团队协作精神，形成学习共同体。例如，机械专业教师需要与机械行业的从业人员交流合作，实现企业与学校的对接;机械专业教师要与其他专业的教师共同合作完成一项研究等。
　　第三，创新教研能力。教研能力则是教师在教育实践过程中结合学生实际问题的深入研究，是增强教师研究意识的主要能力。现阶段中职教师教研能力普遍较低，然而，人工智能时代的知识体系与结构更新迭代，教师的教研能力要在学生立场的价值认同、教育教学的成事机制、专业发展的成人能力等方面体现出大视野，运用人工智能技术支持教研能力方式与内容的创新。2019年11月，教育部印发的《关于加强和改进新时代基础教育教研工作的意见》提出，要因地制宜采用区域教研、网络教研、综合教研、主题教研以及教学展示、现场指导、项目研究等多种方式，提升教研工作的针对性、有效性和吸引力、创造力。基于多种新兴信息技术与教育的深度融合，教师不仅要利用多种优质的教学资源，实现跨学科、跨学段的观摩与学习，把其他学科、学段的经验借鉴或融入自己的学科及学段的教学活动当中，还要利用教师虚拟社区，突破时空、地域、学科、学段和人员等各种限制，开展不同内容的在线教研活动[15]。
　　三、人工智能時代中职教师的发展策略
　　（一）转变理念：人机协同实现个性化教学
　　摒弃“教师中心”的传统观念，以“学生为中心”进行教师角色创新，协同AI助教实现高效教学。一是从“教师”转变为“导师”。教师的工作性质更偏向于传授知识，而导师则脱离了简单的“教书匠”身份，成为学生职业发展的引路人。二是从“教师”转变为“朋友”。教师严肃的职业对于学生来说是一种压力，为何不可以转变身份，变成学生的合作伙伴。三是从“教师”变为“教练”。教师偏向于知识传授，而教练更擅长技能培训。人工智能时代，理论知识作用逐渐降低，而创新思维和实践操作能力才是未来世界所倡导的。在知识信息爆炸的时代，教师更应该教学生生存的技能，而不是书本上的文字。四是从“教师”转变为“践行者”。人工智能时代才刚刚开始，在未来更深层次的阶段需要不断探索。因此，教师更应该秉承“先学后教”的理念，成为未来的先行实践者。
　　中职机械类教师可以与AI助教更好地实现优势互补、协同教学，以促进教学质量提高。一是要从根本上认识到人类与人工智能之间的区别，人具有情感，但机器没有;人具有自主性，而机器不具备;人具有社会属性，而AI助教没有。二是要寻求教师、学生以及AI助教三位一体的新的关系圈，从而实现教育利益最大化，教育效果最优化。机械类教师在教育教学中具有丰富的实践操作经验，相较于其他专业类型的教师，机械类教师与AI助教有更加密切的联系。三是要借助专业特色的优势，树立起人机协同的理念，将简单、繁杂的工作交给机器人，而把更多的时间和精力投入到与本专业相关的教学规划当中，从真正意义上达成包容性、公平性、针对性和终身性的教育。
　　（二）融合创新：以教学与技术融合为核心
　　基于人工智能、大数据、云计算、物联网等先进技术，教师的教育教学形态将发生天翻地覆的变化，教学与技术的融合成为未来教学的必然趋势。中职教师应充分借助新兴智能信息技术的优势，积极探索专业课教学与专业实践相融合的教学新模式，真正实现从起步应用迈向融合创新。一是要将技术支撑教学转变为技术融入教学，在课前，基于学情分析、虚拟社区等智能技术分析学生学情，切合专业特点设计个性化的教学方案;在课中，基于理实一体化教学所需，授课环境从理论教室和实践操作车间转移到了虚拟工厂。师生在同一个虚拟的车间环境开展虚拟仿真、虚拟现实教学，从传统教学的抽象语言文字描述转变为具体形象的虚拟仿真设备，让学生看得更清楚，从而学得更清晰;在课后，借助个性化推送技术为不同学情的学生推送针对性的课后作业，再根据虚拟社区等线上服务中心，由教师、企业、学生、家长等不同人群对学生的作品进行多元化智能评价。
　　以中职机械专业为例。实现机械专业教学的融合创新，一是专业能力上要具备跨学科的知识与技能，提取交叉内容，制定交融目标，设计切合机械专业教学的交织流程和交互活动，全面提升学科教学素养以及跨学科创新思维。二是实践操作能力上要融会贯通，熟练掌握真实机械设备，结合虚拟仿真等先进技术，在虚拟工厂中进行教学实践。革新教学手段与方式。三是教学能力上重点提升智能技术运用能力，学习人工智能、深度学习、大数据、云计算等技术的相关知识，了解先进技术对职业教育的影响及作用，探索技术与教学的融合路径。
　　（三）综合育人：注重工学结合与德技并修
　　不忘初心，牢记“教书”是为了“育人”。教师向学生传授知识的最终目的仍是培养学生，即实现从“教书”到“育人”的转变。为了适应人工智能时代技术革新而引发的知识信息爆炸，职业教育更加强调学生综合能力的培养，尤其是以技能培养为主的劳动和职业启蒙教育。2019年11月，教育部印发的《关于加强和改进新时代中等职业学校德育工作的意见》提出，将劳动教育纳入人才培养方案，从国家层面明确了中职学校工学结合、德技并修的育人机制。
　　中职教师要从专业发展的角度出发，基于社会变革对人才的培养需求进行育人。对于培养人工智能时代社会所需的复合型技能人才，一是要改变育人的目标，从应试能力培养转变为适应社会和行业发展的能力，着力培养学生的专业精神、职业精神和工匠精神，培养敬业奉献、诚实守信、精益求精、追求卓越、开拓创新等精神品格。二是要改变育人的方式，教师要着眼于学校文化、企业文化和教育活动的育人内涵和方法，实现对学生从整齐划一的规模化加工到基于兴趣爱好的个性化培养。三是要改变育人的内容，从传统课堂单纯的填鸭式知识灌输转变为新时代课堂多方面的能力培养。教师应更多教学生生活、教学生做人、教学生学习，在教育过程中融入德技双修的理念，将知识学习、能力发展与品德养成相结合，实现从书本知识的教学转变为全面发展的综合育人。 　　（四）持续发展：以终身学习推动专业发展
　　在人工智能时代，教育全球化驱使国家与国家之间的文化交流也会愈发频繁，终身学习成为中职教师专业发展的不竭动力。其中，弹性、自主探究式学习帮助中职教师消除了固定、被动接受式学习的弊端，为其专业发展创造了终身学习的条件。在外部学习方面，教师要强化合作与交流的能力，增强与政府、企业、教师、学生等密切合作与沟通，如根据政府颁布的政策文件改进教学实践;通过企业对人才的需求转变育人目标;发挥教师共同体，校企合作优势共同开发研究教学与技术的创新等，通过合作与交流更好地服务教学，更好地为专业能力发展提供支撑。在内部学习方面，教师要提升教研能力。佐藤学认为偏重经验积累的教师是“匠人”，善于反思判断的教师是“专家”。
　　总之，新时代的教师必须是“学习行动的设计者”，除了积累经验，更要反思经驗，总结提升。因此，中职教师教研能力的提升应更多地关注过程、方法、思维和情感，以强化独立反思和学习力为重点，从经验式教学转变为理论分析式教学。其中，作为培养复合型技能人才的机械类教师，更应树立终身学习与专业发展的理念，投身机械行业企业学习高精尖技术，了解机械专业的前沿知识，更新先进机械设备的实践操作能力，以教学实践为基础进行反思研究，养成自主学习习惯，紧跟时代步伐。
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　　（责任编辑：刘东菊）
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