張瀅 陳瑩
(上海師范大學,上海 200234)
自1956年達特茅斯會議后,“人工智能”這一概念提出至今已有60 余年。伴隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,人工智能的運算能力和機器學習算法不斷提高,人工智能進入發(fā)展的新階段,給人們的生產(chǎn)生活帶來了巨大影響。在教育領域,《2020年地平線報告》指出“人工智能技術作為全球教育發(fā)展‘技術趨勢’的重要部分,正在深刻影響著全球教育的發(fā)展”。[1]如何在教育教學中融入人工智能,提升教育教學效果,已成為教育界和技術界的熱點話題。在教學過程中已有引入人工智能要素的初步嘗試,并取得了一定的成果。此外,以人工智能為內(nèi)核的各類知識共享平臺也處于蓬勃發(fā)展時期,深刻改變著學習的內(nèi)涵與方式。對于職業(yè)教育而言,人工智能帶來的虛擬學習場景和智能教學革命為其發(fā)展提供了新的契機。有學者提出,以人工智能為主導的新一代信息技術與教育教學深度融合,已成為職業(yè)教育課堂教學顛覆式創(chuàng)新變革的核心驅動力。[2]此外,職業(yè)教育被認為具有濃重的應用性特征[3],但長期以來,職業(yè)教育的發(fā)展受到實訓基地不足以及學生實操機會缺少等問題的制約。大數(shù)據(jù)和新技術支持下的人工智能提出基于“虛擬場景”的“虛擬學習”等新型學習模式,為職業(yè)教育發(fā)展“痛點”提供了解決方案,將深刻改變職業(yè)教育的發(fā)展形態(tài)。
諸多國家和國際組織都對如何打造“人工智能+職業(yè)教育”作出了一系列規(guī)劃和設想。德國政府頒布“數(shù)字化教育2030 戰(zhàn)略”等系列文件,用“教育4.0”推動“工業(yè)4.0”體系建設[4],其中職業(yè)教育數(shù)字化是重點發(fā)展方向。[5]美國政府頒布《加強21 世紀的生涯與技術教育法》提出要將智能理念和技術融入職業(yè)教育體系。[6]聯(lián)合國教科文組織發(fā)布《北京共識——人工智能與教育》,為人工智能技術的利用提出了建議,要將人工智能因素納入職業(yè)教育資歷認證體系。[7]我國早已將人工智能納入國家未來發(fā)展的藍圖。從2015年發(fā)布《中國制造2025》,到人工智能寫入十九大報告和《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》,人工智能在我國發(fā)展中的戰(zhàn)略地位不斷提升。在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《教育信息化2.0 行動計劃》《中國教育現(xiàn)代化2035》等一系列文件中,對人工智能背景下職業(yè)教育的發(fā)展提出新的設想,我國“人工智能+職業(yè)教育”的發(fā)展勢在必行。
通過檢索期刊相關文獻并進行整理分析,結合SATI 3.2 和SPSS Statistics26.0 等軟件生成的數(shù)據(jù),對人工智能背景下我國職業(yè)教育領域的研究進程和研究重點進行梳理,以期對當前已有研究作出總結,并提出對未來研究的展望。
本文以CNKI 中文數(shù)據(jù)庫作為檢索來源,在高級檢索中以“人工智能”“機器學習”“深度學習”“大數(shù)據(jù)”“云計算”“物聯(lián)網(wǎng)”“信息化”“虛擬現(xiàn)實”“智能”等詞組,與“職業(yè)教育”“職業(yè)院?!钡仍~組進行排列組合,作為檢索關鍵詞,以2012年1月1日—2021年12月10日為時間檢索條件,剔除非直接相關文獻及征文、報紙等文章后,共篩選出有效文獻1,377篇。
從發(fā)表數(shù)量來看,2012年以來,該主題已經(jīng)積累了一定的研究基礎,文獻發(fā)表數(shù)量逐年增加,且增長速度較快,總體上呈現(xiàn)遞增趨勢。2012—2021年,人工智能背景下職業(yè)教育研究的文獻發(fā)表時間分布情況如圖1所示。
圖1 相關文獻發(fā)表時間分布圖
通過使用SATI3.2 詞頻分析軟件進行文獻關鍵詞詞頻統(tǒng)計,結果顯示,出現(xiàn)頻次較高的關鍵詞主要有“職業(yè)教育”“職業(yè)院?!薄靶畔⒒薄靶畔⒒虒W”“大數(shù)據(jù)”等。從研究高頻關鍵詞來看,目前研究的覆蓋面較廣,并初步形成了一定數(shù)量的研究主題熱點(見表1)。
表1 研究高頻關鍵詞(部分)
通過對主要作者的頻次統(tǒng)計,得出刊載于核心期刊的文獻數(shù)量為157 篇,刊載數(shù)大于等于5 篇的期刊包括《中國職業(yè)技術教育》《職業(yè)技術教育》《職教論壇》《教育與職業(yè)》《中國電化研究》等,其中《中國職業(yè)技術教育》刊載篇數(shù)最多,共36 篇(見表2)。從統(tǒng)計結果來看,目前該主題相關重要文獻仍然較少,且較多集中在職業(yè)教育領域,來自人工智能領域及其他行業(yè)領域的重要文獻相對較少。
表2 主要核心期刊載文數(shù)
統(tǒng)計得出,文獻發(fā)表篇數(shù)大于等于5篇的作者共有8 位,其中發(fā)表篇數(shù)最多的是鄭小軍和周源(見表3)。文獻發(fā)表量大于等于5篇的機構有40余個,排名前5 的研究機構分別為黃岡職業(yè)技術學院、北京信息職業(yè)技術學院、天津職業(yè)技術師范大學、天津大學和北京師范大學,其中文獻發(fā)表量最多的機構是黃岡職業(yè)技術學院,為16篇(見表4)。
表3 主要作者(部分)
表4 研究主要機構(部分)
通過SATI3.2 詞頻分析軟件統(tǒng)計研究高頻關鍵詞(頻次大于等于2),并生成相異矩陣導入到SPSS Statistics26.0 中,對其進行共詞聚類分析后,生成譜系圖(見圖2)。對相近主題詞歸類、整合和梳理后,再結合對部分重要文獻的分析,得到人工智能背景下的職業(yè)教育信息化研究、職業(yè)教育層次發(fā)展研究、職業(yè)教育人才培養(yǎng)研究和職業(yè)院校教師專業(yè)發(fā)展研究以及聚焦于具體行業(yè)領域職業(yè)教育的研究這五個主題。
圖2 研究主題聚類圖
黨的十九大后,我國教育信息化從1.0 時代邁入了2.0 時代,更加強調信息化對教育教學的深度變革,更加強調融合創(chuàng)新和智能引領。肖鳳翔、王棒認為職業(yè)教育信息化是把現(xiàn)代信息技術運用于教育資源開發(fā)、教育模式創(chuàng)新,促進職業(yè)教育現(xiàn)代化的過程。[8]新時期人工智能背景下的職業(yè)教育信息化研究主要表現(xiàn)為以下三點。第一,職業(yè)教育信息化需要主動適應人工智能的發(fā)展。許艷麗、李文認為人工智能重塑了工作世界,職業(yè)教育信息化需要適應工作機器智能化、工作活動智慧化和工作關系協(xié)作化等諸多新特征。[9]李文、許艷麗提出可以通過大數(shù)據(jù),基于VR、AR和MR技術的虛擬仿真實訓與基于AI 和區(qū)塊鏈等技術的在線職業(yè)培訓來打造“人工智能+職業(yè)教育”,主動應對工作世界發(fā)生的變化。[10]宋繼華等對《職業(yè)院校數(shù)字校園規(guī)范》進行解讀,分析了職業(yè)教育信息化中數(shù)字資源的發(fā)展趨勢和特征。[11]第二,人工智能助力職業(yè)教育資源開發(fā),推動職業(yè)教育模式創(chuàng)新,促進職業(yè)教育信息化發(fā)展。職業(yè)教育實踐色彩濃重,因此基于工作場景和工作任務的教育教學尤為重要,但是由于時空的局限和實訓資源不足等原因,職業(yè)院校常常會脫離真實的工作場所,這是限制職業(yè)教育教學效果的重要原因?;谌斯ぶ悄芗夹g的虛擬場景為解決這一問題提供了可能。趙志群、陳玉琪介紹了德國基于真實工作場景下的職業(yè)教育教學信息化項目,如基于虛擬現(xiàn)實的“社會虛擬學習”項目等。[12]江玉梅等提出“理論講解+虛擬仿真+實踐操作”相結合的學習能夠強化職業(yè)教育信息化教學應用。[13]唐寧、郭常斐提出人工智能賦能職業(yè)教育,推進職業(yè)教育“三教改革”,推動職業(yè)教育人才培養(yǎng)。[14]徐燁研究了人工智能時代如何對高等職業(yè)教育立體化教材進行建設。[15][16]宋薇研究了基于人工智能技術的特殊教育資源管理系統(tǒng),展現(xiàn)了人工智能技術對于特殊職業(yè)教育的重要意義。[17]第三,人工智能通過推動職業(yè)教育信息化,助力職業(yè)教育現(xiàn)代化。肖力認為我國的教育信息化跨入2.0 時代后,人工智能滲透職業(yè)教育的諸多方面,成為職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展的重要動力,并或將使職業(yè)教育邁入智聯(lián)時代。[18]
隨著信息技術的不斷進步,職業(yè)“極化現(xiàn)象”是當前職業(yè)界發(fā)展的突出趨勢。職業(yè)“極化現(xiàn)象”是指高技能職業(yè)和低技能職業(yè)的相對擴張以及處于中間的中技能職業(yè)的相對收縮。[19]在我國,一方面,高技術要求的制造業(yè)對人才技能素質要求越來越高,崗位需求得不到滿足;另一方面,低技術要求的服務業(yè)所占產(chǎn)業(yè)比重持續(xù)擴大,崗位需求龐大;而中技術要求的崗位需求規(guī)模受“機器換人”等諸多原因影響持續(xù)縮小。職業(yè)教育的發(fā)展要基于勞動力市場的變化,目前我國“啞鈴”形態(tài)的勞動力需求狀況,使得職業(yè)教育必須調整培養(yǎng)結構。第一,職業(yè)教育要更加注重高層次人才培養(yǎng)。馬雪峰等用實證研究證明中端人才供過于求,而高端人才卻供不應求,因此職業(yè)院校要更加注重高端人才的培養(yǎng)。[20]第二,高等職業(yè)教育要加速結構性改革,以應對時代變化。徐曄、黃堯運用“適應論”論證信息化背景下要主動推進高等職業(yè)教育結構性改革,通過打造“智慧高職”主動適應時代變化。[21]代鋒、夏紅雨提出高等職業(yè)教育要加快完善相關體制機制,提升成果轉化效率和社會服務能力,以應對人工智能的沖擊,發(fā)揮人工智能的“提升效應”。[22]第三,職業(yè)教育需要實現(xiàn)層次上移。薛茂云提出隨著國家經(jīng)濟不斷進步,人工智能等技術的不斷發(fā)展,要持續(xù)推進本科層次職業(yè)教育的發(fā)展,以滿足社會對更高層次人才的需求。[23]
技術進步和社會變革對職業(yè)人的素質提出了更多的要求,對于職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式的變革,學界出現(xiàn)了諸多新觀點,主要集中在職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標和實現(xiàn)路徑上。通過教學改革促進職業(yè)教育教學模式轉變,深化產(chǎn)教融合,在教學上也更加強調基于工作任務和工作場景的理論和技能學習,真正促進職業(yè)院校人才培養(yǎng)。李秋斌提出人工智能正在重塑職業(yè)教育人才培養(yǎng)的規(guī)格和體系。[24]陳琳等認為職業(yè)教育人才培養(yǎng)應該在原有基礎上更加注重創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng),利用心理學理論和新技術進行教與學。[25]姚玲提出人工智能背景下要從轉變理念、靈活辦學、深化產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)模式和強化人才培養(yǎng)研究等幾方面著手促進人才培養(yǎng)的變革。[26]韋妙、李朦提出用人工智能再塑職業(yè)教育產(chǎn)教融合的實踐情境,促進人的實踐技能、創(chuàng)新能力和職業(yè)精神的共同發(fā)展。[27]沙玉娥、丁鋼認為在人工智能時代職業(yè)教育要培養(yǎng)有人文素養(yǎng)的職業(yè)人。[28]張海燕、王傲冰提出人工智能迅速發(fā)展背景下高職教育人才培養(yǎng)要做到“一體三面”,從職業(yè)性、社會性和個性化三個維度加強人才培養(yǎng)。[29]張更慶、劉先義分析了在智能制造趨勢下技術技能人才的需求規(guī)模和特征以及如何突破當前人才培養(yǎng)的困境。[30]朱志萍介紹了“人工智能2.0+教育”的核心模型,為人工智時代的高職院校人才培養(yǎng)提供了參考模型。[31]值得一提的是,有一些研究聚焦于如何通過職業(yè)教育來培養(yǎng)“人工智能+”復合型人才這一主題。王鑫明描繪了“人工智能+”現(xiàn)代學徒制人才培養(yǎng)體系的基本框架。[32]張更慶、孫曉范探討了本科層次職業(yè)教育“人工智能+”人才的培養(yǎng)。[33]徐萍等研究了粵港澳大灣區(qū)的產(chǎn)業(yè)結構和人工智能人才培養(yǎng)的現(xiàn)狀,并基于現(xiàn)狀提出了服務于本區(qū)域發(fā)展的高職院校AI+X 復合型人才培養(yǎng)矩陣。[34]
信息化素養(yǎng)和基于仿真情境的教學能力已成為職業(yè)院校教師專業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容,使得職業(yè)院校教師專業(yè)發(fā)展內(nèi)涵實現(xiàn)了重構。人工智能給職業(yè)院校教師專業(yè)發(fā)展帶來了機遇和挑戰(zhàn)。一方面,職業(yè)院校教師可以借助智能設備和智能平臺自主學習專業(yè)知識和技能,促進教師專業(yè)發(fā)展;另一方面,智能時代對教師專業(yè)發(fā)展提出了新的要求,在教學中如何使用且用好智能設備與平臺,提高教學效率,展現(xiàn)智能化教學的優(yōu)點,逐漸成為職業(yè)院校教師專業(yè)發(fā)展的重要課題。相關研究主題集中在以下兩個方面。第一,人工智能的發(fā)展推動了職業(yè)院校教師專業(yè)發(fā)展內(nèi)涵的轉變。鄧滿提出“人工智能+教育”的發(fā)展使得高職院校教師的角色被重塑,體現(xiàn)出多元特征。[35]唐瑗彬、石偉平提出新背景下職業(yè)教師除了促進學生學習,還扮演著技術創(chuàng)新者、終身學習者等新角色,在教育教學中要能夠并且擅長使用智能平臺與設備。[36]秦程現(xiàn)等提出“職業(yè)院校教師+AI Teacher+企業(yè)導師”三方協(xié)同育人模式,“AI Teacher”無限趨近于教師個體,卻無法成為真正意義的教師個體,不過可以與職業(yè)院校教師和企業(yè)導師一起構建新時代職業(yè)教育的育人共同體,而職業(yè)院校教師和企業(yè)導師專業(yè)發(fā)展內(nèi)涵要適應共同體的發(fā)展。[37]孫兵認為人工智能時代的職業(yè)教育教師應具備良好的信息素養(yǎng)、科技素養(yǎng)和人文素養(yǎng),提升教學領導力和教研創(chuàng)新力,具備教育教學感染力。[38]第二,人工智能發(fā)展為教師的專業(yè)能力發(fā)展提供動力。袁南輝、楊改學探討了虛擬現(xiàn)實、人工智能技術在教師遠程培訓平臺中的運用。[39]高峰、盧立濤認為職業(yè)教育信息化推動了“雙師型”教師專業(yè)發(fā)展。[40]曲茜茜等認為職業(yè)院校教師的信息化專業(yè)發(fā)展應是反思性的實踐模式,并提出可以借助智能平臺搭建專業(yè)發(fā)展共同體。[41]古翠鳳、劉雅婷設計了基于人工智能的高職院?!半p師型”教師培訓體系,以促進高職院校教師專業(yè)發(fā)展。[42]
除了從宏觀層面對人工智能帶來的新變化進行分析,也有不少研究指向人工智能對具體行業(yè)領域職業(yè)教育教學的影響,對具體行業(yè)領域的職業(yè)教育應如何適應人工智能時代的突變進行探討。黃新平、楊雪探討了如何運用虛擬現(xiàn)實技術平臺開展醫(yī)學職業(yè)教育教學。[43]章君探討了人工智能背景下的高職院校會計專業(yè)如何進行改革。[44]茅玲華提出了人工智能時代高職會計教師的轉型發(fā)展道路。[45]杜潔莉分析了人工智能背景下搭建高職旅游文化類課程的模式。[46]從總體來看,聚焦于職業(yè)教育具體專業(yè)的研究數(shù)量較少。
第一,人工智能對職業(yè)教育的影響日漸得到重視。人工智能的發(fā)展雖起步較早,但由于技術發(fā)展水平和數(shù)據(jù)共享能力發(fā)展不足,人工智能的應用范圍較為有限,因此,人工智能與職業(yè)教育的融合發(fā)展起步較晚。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,人工智能日益展現(xiàn)出強大的力量,不斷影響職業(yè)教育的發(fā)展進程。人工智能在職業(yè)教育領域的獨特潛力被更多的人看到,從對近十年的相關文獻梳理后發(fā)現(xiàn),不僅理論成果頗豐,實踐中也有較多的優(yōu)秀成果。
第二,人工智能的發(fā)展為職業(yè)教育帶來挑戰(zhàn)和機遇。挑戰(zhàn)之一是人工智能帶來的產(chǎn)業(yè)革命使得社會職業(yè)種類和社會職業(yè)結構發(fā)生了變化,給職業(yè)教育帶來了專業(yè)內(nèi)涵轉變、傳統(tǒng)專業(yè)被淘汰、新興專業(yè)需求猛增等挑戰(zhàn);二是人工智能對傳統(tǒng)的職業(yè)教育教與學產(chǎn)生了沖擊,智能輔助手段不斷被引入職業(yè)教育的課前、課中和課后,對教師的教學方式和學生的學習方式產(chǎn)生了諸多影響。人工智能的迅猛發(fā)展為人類社會提出了“機器換人”的時代課題,極大改變了勞動力市場的供需數(shù)量、質量和結構,這對職業(yè)教育人才培養(yǎng)和教育教學都提出了巨大挑戰(zhàn),職業(yè)院校人才培養(yǎng)如何瞄準市場需求,如何培養(yǎng)高素質職業(yè)人才,如何在職業(yè)教育教學中用好智能設備,都是亟須解決的問題。同時,人工智能為職業(yè)教育的發(fā)展提供了諸多可能,人工智能有助于打破傳統(tǒng)教學模式,推動教育教學場所革命,促進教育管理和供給[47],更好地發(fā)揮職業(yè)教育特色。人工智能的迅猛發(fā)展使社會產(chǎn)生了更多新興崗位,對人才素質也提出了更高的要求,為政府、職業(yè)院校和行業(yè)企業(yè)提供了辦學或支持辦學的新契機和新動力,有利于職業(yè)院校的高質量發(fā)展。
第三,人工智能的發(fā)展促進職業(yè)教育發(fā)展理念的更新。人工智能的迅猛發(fā)展倒逼職業(yè)教育思考:人類智能與人工智能究竟有何不同,職業(yè)教育究竟要培養(yǎng)什么規(guī)格的人、如何培養(yǎng)人,才能使他們不被機器換掉、真正具備核心競爭力?對這些問題的思考促進了職業(yè)教育人才培養(yǎng)理念的轉變。一方面,職業(yè)教育的發(fā)展跳出了非此即彼的思維,同時加強對通用技能和專業(yè)技能的培養(yǎng),將目標放在促進人的全面發(fā)展上。另一方面,職業(yè)教育是終身教育體系的重要組成部分,在促進人的可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮重要的作用。
第四,人工智能的發(fā)展推動職業(yè)教育教學的變革。一方面,人工智能促進職業(yè)教育教學手段的進步。智能教學工具能夠實現(xiàn)信息采集、分析展示等功能,使得傳統(tǒng)職業(yè)教育教學效率得到提升,課堂形式也更為多樣。另一方面,人工智能技術正在顛覆職業(yè)教育的教育教學場域。虛擬工作場所以其高度仿真性和可復制性等特點,逐步成為真實工作場所的“模擬品”,且具備真實工作場所無法比擬的成本優(yōu)勢。此外,人工智能技術引發(fā)的教育教學變革促進師生角色和師生關系的轉變,學生可以借助各種智能學習平臺開展自主學習和研究性學習,向有效學習、高效學習和學會學習的目標邁進,教師可以借助各種智能技術輔助教學甚至重構教學,成為學生學習真正意義上的引導者和促進者,學生和教師在學習活動與教學活動中碰撞出新火花。
第五,相關研究趨向多元化。人工智能在職業(yè)教育領域的相關研究開始從理論走向實踐,從宏觀走向微觀,研究日漸多樣化和全面化,呈現(xiàn)新的發(fā)展特點。近年來,相關研究從單一的理論探索,逐漸深入具體的教育教學實踐,探討如何真正將人工智能帶入職業(yè)教育教學實踐的研究愈來愈多。
第一,加強理論研究。目前研究多集中于對人工智能給職業(yè)教育帶來的挑戰(zhàn)和機遇等較為寬泛的主題,對更深入的問題研究較少。未來可以進一步加強人工智能與職業(yè)教育關系的研究、人工智能技術在職業(yè)教育和普通教育運用中的共性和差異性研究、不同地區(qū)人工智能技術運用于職業(yè)教育的可行性研究以及職業(yè)教育教學中機器和人的倫理性研究等。
第二,加強應用研究。目前較多研究仍停留在分析現(xiàn)象的理論層面,應用研究較少。許多強調情境和實操的專業(yè)領域尤其適合引入人工智能教學,如何從實踐上實現(xiàn)這一設想,仍然需要更多的研究,進一步探索可以推廣的“人工智能+職業(yè)教育”模式。未來該主題的應用研究可以關注兩類問題:一類是職業(yè)教育不同專業(yè)可以通用的應用研究,另一類是各具體專業(yè)領域、課程教學中可推廣的應用研究。
第三,加強比較研究。目前我國的人工智能技術雖處于高速發(fā)展時期,但和職業(yè)教育的融合度仍然較低。德國人工智能技術和職業(yè)教育已做到融合發(fā)展、相互賦能,并已探索出“人工智能+職業(yè)教育”的初步框架,甚至已經(jīng)深入探索在具體行業(yè)領域中開展形態(tài)各異的“人工智能+職業(yè)教育”發(fā)展模式。運用國際比較的視角開展相關研究,有益于學習和借鑒國際上的先進經(jīng)驗,探索出既能達到國際一流水平,又能符合本國國情的“人工智能+職業(yè)教育”發(fā)展模式。
第四,擴展學科視角。從統(tǒng)計結果來看,該主題相關的研究者大多來自職業(yè)教育領域,發(fā)表刊物也大多屬于職業(yè)教育相關刊物,僅有少部分研究者來自人工智能領域或其他行業(yè)領域,而該類型的研究人員在推動“人工智能+職業(yè)教育”發(fā)展中是關鍵力量。未來需要更多來自人工智能領域和其他行業(yè)(專業(yè))的研究人員進行研究,以達到拓寬研究視角和適用范圍的目的。
第五,兼顧多元主體。從對近十年的相關文獻分析發(fā)現(xiàn),目前國內(nèi)許多研究仍囿于普通教育的研究思路,將研究目光放在政府和職業(yè)學校這兩個主體上,對行業(yè)企業(yè)主體的關注很少,未展現(xiàn)出職業(yè)教育應有的研究特點。而在“人工智能+職業(yè)教育”的發(fā)展中,學校不應該、也不可能是唯一主體。未來應加強對相關行業(yè)企業(yè)主體的關注,挖掘行業(yè)企業(yè)的實踐經(jīng)驗和先進做法。