郭庭航 路光达 韩瑜 任雪浩
摘要:以人工智能为代表的第四次科技革命将重构产业结构和经济形态,严重冲击职业院校的就业,倒逼职教师资人才培养模式改革。文章分析了人工智能对传统产业的影响,并进一步剖析了由此导致的对技能型、应用型人才以及职教师资人才需求的变化。在此基础上,從培养目标、专业设置、课程体系、课程内容、教学方法、评价方法等六个方面,探索职教师资培养模式的改革方向和实施路径,可为人工智能背景下的职教师资教学改革提供积极有益的借鉴。
关键词:人工智能;职教师资;人才培养模式
中图分类号:G715 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2022)02-0067-06
科技是第一生产力,回顾世界发展史,人类已经历过三次工业革命。第一次工业革命以蒸汽机作为动力机并被广泛使用成为标志,世界进入“蒸汽时代”,从此工厂代替了手工场,机器代替了手工工具。第二次工业革命以电力的广泛应用为标志,世界由“蒸汽时代”进入“电气时代”,蒸汽机被逐渐淘汰,电力在生产和生活中得到了广泛的应用,同时工业的重心由轻纺工业转为重工业,出现了电气、化工等新兴工业部门。第三次工业革命以原子能、电子计算机等的发明和应用为主要标志,信息、新能源、新材料、生物、空间等诸多新兴行业得到了蓬勃发展,深刻改变了人类生产方式和思维方式[1]。
回顾历史可知,每次工业革命都是以技术革命为先导,使得整个社会的产业结构和经济形态都发生了深刻变化。旧产业不断受到冲击,甚至被淘汰,导致大量从业者失业;新的产业不断涌现,吸收和容纳具备新技能的劳动者。从社会的角度分析,劳动力市场处于动态调整的状态,社会资源将重新分配;从劳动者的角度分析,工业革命提出了更新和更高的要求,如果不能适应变化必将被淘汰[2]。
当前,社会正处于以人工智能为代表的第四次工业革命的开端阶段,各种新兴技术势必将对中国传统产业造成严重冲击。尤其是劳动密集型企业,随着“人口红利”的逐渐消退,劳动力成本的上升将会倒逼行业结构深度调整。李克强总理在政府工作报告中多次提及人工智能产业的发展,而智能制造和传统产业升级在政府工作报告中被单独列段、重点阐述。
无论是新兴产业的发展还是传统产业的转型,最重要的支撑是人才,尤其是制造业所需的大量的高素质应用型人才。而高素质应用型人才的培养离不开新型高水平的职教师资。因此,通过研究人工智能背景下职教师资人才培养模式,提高职教师资培养水平,可以向职业院校输送大量高素质教师,进而对职教人才的培养起到以点带面的辐射作用和事半功倍的助推作用[3],对应对第四次工业革命的冲击、推进“中国制造2025”“中国制造2050”目标的实现具有非常重要的意义。
一、人工智能的发展倒逼传统产业转型升级
(一)人工智能的重要意义
在新科技革命背景下,科技竞争日益成为世界各国间国力和军力竞争的核心。人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。作为第四次工业革命的核心技术,人工智能引起了全世界的重视,并竞相在该领域展开国际竞争。我国政府高瞻远瞩,在政策、资金等层面给予人工智能及相关产业重点扶持。
2018年10月31日,中共中央总书记习近平在中共中央政治局就人工智能发展现状和趋势举行第九次集体学习时强调:“人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。”加快发展新一代人工智能是中国赢得全球科技竞争主动权的重要战略抓手,是推动我国科技跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要战略资源。
2019年1月17日,习近平总书记在天津考察期间指出:“高质量发展要靠创新,我们国家再往前发展也要靠自主创新”,强调“把发展实体经济作为重中之重,以智能科技产业为突破口,加快京津冀地区传统行业的升级转型”。
2019年,习近平总书记在给国际人工智能与教育大会的贺信中指出:“人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力,正深刻改变着人们的生产、生活、学习方式,推动人类社会迎来人机协同、跨界融合、共创分享的智能时代。把握全球人工智能发展态势,找准突破口和主攻方向,培养大批具有创新能力和合作精神的人工智能高端人才,是教育的重要使命。”
(二)人工智能对传统产业的影响
人工智能与其他新兴技术一起,正对生产流程、生产模式和供应链体系等生产运营过程产生巨大影响,倒逼传统行业转型和升级。
纵观社会发展历史,一方面,由于技术进步与机器改良导致生产力提高,原生产部门不再需要那么多的劳动力;加之还有一部分生产部门被直接淘汰,导致原有产业的岗位减少,失业人口增加。另一方面,“人工智能”等新兴技术的发展,必然会开拓新的行业,创造新的就业岗位,也会吸纳新的劳动力[4]。
人工智能浪潮对劳动力市场的冲击是显著的,中国教育科学研究院职业与继续教育研究所所长孙诚表示:“在未来20年内,有70%~80%的工作职位将消失。当然,也会有很多新的就业机会,但目前尚不清楚在这么短的时间内会不会有足够的新的就业机会。”
(三)人工智能对职业教育的影响
1.冲击现有就业岗位
人工智能依托大数据、云计算、机器人等新兴技术,正不断加快“机器换人”的步伐[5]。最有代表性的鸿海集团,作为世界第一大代工企业,这些年来为我国提供了上百万的低端流水线上的岗位,吸纳了大量技能型人才就业。近年来,随着人工智能的发展,鸿海集团不断推进“机器换人”的进程,2018年,鸿海集团及下属各大企业,共计拥有八万多台机器人。鸿海集团的前董事长郭台铭在2019年提出:公司内部计划在5年到10年内用机器换掉80%的操作工人。可以预见的是,在未来大量企业流水线上的技能型人才将被智能机器替代,相关工作岗位将大量消失。
作为培养技能型应用型人才主力的职业院校,其受到的冲击尤为显著。大量传统低端、简单重复性岗位的消失,使得传统育人模式下的职业院校面临招生、培养和生存困境,迫使职业院校在人才培养方面做出变革。如何拥抱人工智能,持续推动创新与发展,是职业教育面临的重大课题。
2.创造新型就业岗位
人工智能+机器人虽然会淘汰大量高危险、高重复性、高强度、高机械性的工作岗位,但同时也会创造大量知识型、技术型的工作岗位。未来企业的生产车间将呈现出信息化、自动化、智能化等特性,具备超高的人机协作能力、沟通交流能力、问题意识与创新意识、岗位转换适应能力的高素质人才,才是人工智能时代真正需要的人才[6]。能够对高度智能化、自动化的生产设备与生产系统进行调试、维护与操作管理等工作的人工智能工程师和高级技术工人将越来越受欢迎。
3.重塑职业教育能力目标
人工智能时代,全新的岗位需求使得职业教育的能力目标发生了根本性的变化,职业教育培养的人才不再是只具备在流水线中从事简单重复性劳动的单一技能人才。2017年,教育部副部长杜占元在未来教育大会上提出,在人工智能时代,教育应着重培养学生的5种能力,即自主学习能力、提出问题的能力、人际交往的能力、创新思维的能力及筹划未来的能力。中关村学院原学术委员会负责人吕文清认为,人工智能时代应重点培养学生的终身学习素养、计算思维素养、设计思维素养和交互思维素养。笔者认为,从与时俱进的角度来看,未来人工智能时代对技能型人才的能力需求是不断动态调整和升级的,但究其本质,技能型人才需要具备不会被人工智能+机器人所淘汰的能力。
二、人工智能时代职教师资的内涵变化
在人工智能时代容易被取代的工作岗位一般具有结构化、低技能、弱社交、创意或决策度较低等特点。教师具有较高的技术和能力门槛儿,需要做到与时俱进、因材施教,与学生进行沟通和交流,因此教师是公认的不会被淘汰的职业,并且在人才培养方面将发挥越来越关键的作用。
目前,我国共有1.17万所职业院校,在校生2 685.54万人,数量和规模均为全球之最。在人工智能技术浪潮下,未来一段时间内对人工智能相关领域职教师资的需求将非常旺盛。
未来职业教育的人才培养目标、人才培养模式、知识体系等方面将发生翻天覆地的转变,导致对职教师资提出了更新更高的要求。职教师资除具备人工智能时代所需具备的自主学习能力、提出问题的能力、人际交往的能力、创新思维的能力及筹划未来的能力五种基本能力外,还要突出三方面能力,即拥有创造性解决复杂问题的能力、具备跨学科创新学习能力、具有强大的沟通与协作能力。此外,作为职教师资基本特征的“三性”也将衍生出新的内涵:
第一,专业性。传统职教师资的专业性是指需要同普通高等教育一样,系统掌握一门学科的专业知识[7],具有扎实的理论基础。未来的人工智能时代更强调的是多学科交叉以及与人工智能的融和,人工智能+学科将成为未来学科的主流表征。
第二,师范性。传统职教师资的师范性要求善于运用教学理论中的各种方法,即系统掌握与职业技术相关的教育方法。未来人工智能技术的兴起将催生出大量新的教育理论、教学方法、教学工具,职教师资需要做到与时俱进,不断更新自身的师范技能。
第三,职业性。职业性是指职教师资需要接受规范的职业技能训练,掌握一门或几门与任教学科相关的职业技术,具备较高的动手实践能力。未来人工智能技术带来的产业变革、新的技术和产业将不断涌现,一些不能适应社会经济发展的产业将不断消亡,导致职教师资的职业技术需求将出现持续动态变化,职教师资需要具备终身学习的能力,以应对不断出现的新需求。人工智能时代对职教师资的能力需求如图1所示。
总之,人工智能背景下职业教育的变革使得职教师资表现出了融合、创新、跨界和终身化的新特点[8],必将加速推进职业教育的现代化、智能化进程。
三、人工智能背景下职教师资人才培养模式改革
(一)当前职教师资培养模式存在的问题
当前,人工智能浪潮尚处于起始阶段,对职教师资的培养依然停留在舊有模式上,没能做出全面的变革,存在的主要问题表现在:
1.培养目标落后
以往的职教师范教育着力于为职业院校培养具有传统职教师资“三性”的学生,这些学生毕业后在职业院校可以以传统的模式从事职业教育工作。但是在未来,人工智能将与职业教育进行融和,职业教育的知识体系、授课方法、组织形式、教学设计、教学方法等将被人工智能所重构,现有培养目标将不能满足人工智能时代对职教师资的要求。
2.人工智能融合渗透不足
当前的培养模式依然是针对旧的培养目标而制定的,没有进行有针对性的改革和调整,在课程设置、课程体系、教学方法、评价方法等方面的内容和手段相对落后,缺乏人工智能的渗透和导向。培养出的职教师资人才在专业知识、技术能力、人文素养等方面都无法适应未来人工智能时代的需求。
3.人工智能新技术导入滞后
当前,职教师资的培养模式与人工智能技术发展脱节,未充分利用人工智能带来的技术成果。人工智能技术的发展在语言学习、自适应学习、AI教师、AI教学、自动批改、情绪识别、语音交互、机构和教室管理等方面产生了大量的工具和应用,并且其功能将越发丰富和强大。但目前这些基于人工智能的技术和工具在职教师资人才培养中的应用寥寥无几,造成了培养模式与技术脱节的问题。
(二)人才培养模式改革与升级
人工智能引领的第四次科技浪潮将深刻影响职教师范教育。笔者以OBE(Outcome Based Education)的学生中心、产出导向、持续改进为理念,结合多年育人经验和教学研究成果,提出以下改革人才培养模式的途径:
1.重塑培养目标
培养目标的制定要遵循合理性和前瞻性的原则[9],以OBE的学生中心、产出导向、持续改进三大核心理念对培养目标进行重塑。
(1)办学定位。依据人工智能时代对职教师资的岗位需求,明确办学定位,回归教育本质,持续调整学校办学定位和专业培养目标。职教师资教育不同于普通高等教育,也不同于普通的职业教育,它是二者的交叉与融合,是适应人工智能时代需求、具有鲜明实践特点的职业技术师范教育。
(2)职能目标。未来人工智能时代很多重复性的工作由机器人或者AI替代,职教教师不再只是单纯知识的传播者,需要承担比现在更加智能、更加有创造性的工作,包括教学材料的搜集、新型教学形式的组织和设计、新型教学工具的使用等。
(3)知识目标。人工智能本身是一门交叉学科,涉及的知识面较广,且不局限于单一学科。因此,人工智能背景下的职教师资人才的知识体系应该具备跨学科、交叉融合、厚基础、宽口径的特征。
(4)能力目标。职教师资人才应具备人工智能时代的五种能力:自主学习的能力、提出问题的能力、人际交往的能力、创新思维的能力及筹划未来的能力。人才培养过程中要秉承职教师资专业性、师范性和职业性的本质特征,力求做到人工智能背景下职教师资新内涵的“三性合一”。
2.深化专业内涵与改革专业设置
在专业设置方面,依据国家和地方经济需求和产业变化,做出前瞻性调整。
(1)对于一些未来仍然存在的专业,需要与人工智能技术进行充分的交叉和融和,不断调整培养目标、开设相关课程、调整课程体系,使其重构为人工智能+X的专业形态,以适应人工智能时代的要求。
(2)人工智能在重构经济结构和产业形态过程中必将涌现出一大批新的企业和岗位。学校应以就业和市场为导向,以提高学生的就业率和就业质量为目标,积极设立培养职教师资的人工智能相关专业。天津职业技术师范大学、广东技术师范大学等高校,纷纷开设以培养人工智能职教师资为目标的人工智能专业,做出了有力的探索和尝试。
(三)重构课程体系
1.加强产教融合、协同育人模式
人才培养应以就业为导向,就业市场是学校人才培养的指挥棒。针对当前人才培养与社会需求脱节的现状,应当加大与企业的合作力度,贴近企业需要,挖掘市场需求,紧跟科技进展方向,避免闭门造车。
2017年,国务院印发了《深化产教融合的若干意见》,明确提出将产教融合贯穿于人才开发全过程,形成政府、企业、学校、行业、社会协同推进的工作格局。因此,学校应当积极推进深度产教融合,探索校企“双主体”育人机制,建立完善的协同育人运行和管理机制,以岗定学、以岗定教,培养符合时代需求的职教师资人才。
2.动态调整课程体系
秉承OBE理念,以培养学生的能力和素质为核心,依据人工智能技术的发展,结合培养目标,重构和完善课程体系。增加人工智能通识课程,删减一些陈旧落后的课程,强调课程群建设,增强课程之间的联系与交叉融和,完善人才培养的知识体系,突出应用实践能力和创新能力的培养,体现课程体系的模块化、创新化和开放性,从而支撑人才培养的知识目标和能力目标。
此外,还可将实习实训、第二课堂、科技社团、科技竞赛、教师科研项目等作为课程体系的补充,有效提高学生的创新能力和实践能力[10]。
3.更新课程内容与形态
人工智能时代,课程形态将不仅局限在课堂,学生可以通过多种渠道获得知识。除了课本和课堂外,学生还可以利用网络获得更加丰富和多样的知识。例如,当前的在线课程发展迅猛,中国大学慕课、学堂在线、网易公开课等包含有大量的高水平网络公开课。因此,教师不仅应该作为知识的传播者,更应该作为知识的搜集、加工和分享者,鼓励和推动学生自主学习、个性化学习、自适应学习[11-12]。
对于线下课程,教学内容要与时俱进,反映人工智能发展和技术进步带来的变化,支撑职教师资的知识体系。教师一方面应当做好做精线下课程,另一方面应立足纸质、静态资源,积极开发或提供完善的配套资源,做到教学资源配套化、多媒体化、动态化、网络化[13]。
当前,教育部正在实施一流本科课程“双万计划”,推动我国课程教学质量的全面提升。一流本科课程分为线下、线上、线上线下混合式、虚拟仿真实验教学、社会实践五类,其中后四类课程是重点扶持的类型。学校和教师应当以一流本科课程建设为抓手,以一流本科课程的标准为准绳,以网络化、信息化、智能化、虚拟化为方向,逐步改造传统的线下课程形态,积极推进课程质量建设。
(四)改革教学方法
人工智能和数字化的发展赋予教师更多样的教学方法、工具和手段[14]。
从扮演角色的角度,教师将不再局限于课堂教学的主导者,而是可以作为教学内容的设计者、组织者和引导者;学生也不再只是知识的被动接收者,而是可以在教师提供的大量知识和素材中有选择地学习。
从教学组织形式的角度,由于人工智能时代更强调学生的个性化学习和自主学习,传统的班级授课制无法满足这一变化,因此,个别教学制、分组教学制、导生制等教学组织形式将发挥越来越重要的作用。
从教学方法的角度,应当积极探索各种新式方法,如翻转课堂教学、混合式教学、讨论式教学、任务驱动式教学、情景教学、同伴式教学等。这些方法不仅可提升教学效果,还可有效提高学生以后的教学能力。
从教学辅助工具的角度,应当导入最新的人工智能技術成果,探索新型人工智能工具,挖掘其在教育教学中的深入应用[15],使学生对人工智能有更深切的体会,有效提高教学效果。目前,出现的人工智能教育工具主要集中在语言学习、自适应学习、AI教师、AI教学、自动批改、情绪识别、语音交互、机构和教室管理等方面,新的应用也将不断涌现,应紧跟技术潮流,积极灵活选用。
(五)改进教育评价体系
人工智能技术使得评价内容、评价主体等方面发生了变化,并带来极大的便利。传统的考核方法需要以大量的精力为基础,而人工智能技术的发展将带来更多的智能工具,使得教师从繁重的重复性评价工作中解脱出来。在评价时,应当更新评价体系和标准,注重评价的过程性、数据化、个性化,以对整个人才培养过程进行跟踪、挖掘和预测为目标,利用互联网、大数据等技术挖掘更深层次的信息,使得监督和考核更全面和完善,有效反馈教学过程,促进人才培养质量的提升。
人工智能所引领的第四次产业革命将促进经济结构和产业形态的变化,职业院校由于其自身特点受到的冲击尤为显著,需要主动进行转型和变革。为这一进程提供职教师资人才保障的职业技术师范院校更应抓住这一宝贵机遇和挑战,从多方面改革职教师资人才培养模式,注重对人工智能时代职教师资能力的培养,提高人才培养质量,向社会输送合格的高素质师范人才,促进我国现代职业教育体系的构建与升级。
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(责任编辑:张宇平)
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