呂慧慧

（寧波大學(xué) 教師教育學(xué)院，浙江 寧波 315211）

2021年，教育部發(fā)布的《關(guān)于實施第二批人工智能助推教師隊伍建設(shè)行動試點工作的通知》中明確指出，要深入推進(jìn)人工智能等新技術(shù)與教師隊伍建設(shè)的融合，推動教師主動適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)變革，積極有效開展教育教學(xué)。人工智能是模仿智能生物行為［1］，感知、識別、學(xué)習(xí)、反應(yīng)和解決問題的機(jī)器［2］，是人們使用機(jī)器模擬人類和其他生物的自然智能［3］?！叭斯ぶ悄?教育”不斷融合、創(chuàng)新與發(fā)展，為職業(yè)教育課堂教學(xué)改革提供了技術(shù)支持，為課堂教學(xué)革命賦予新動能。［4］

目前關(guān)于人工智能教育應(yīng)用的研究主要集中于探究人工智能教育應(yīng)用建設(shè)與落地的技術(shù)領(lǐng)域、模式領(lǐng)域和實踐領(lǐng)域［5］，對人工智能技術(shù)恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到課堂中，提高教學(xué)和學(xué)習(xí)效果的研究亟待發(fā)展。事實上，人工智能在職業(yè)教育中已開始積極推進(jìn)，涌現(xiàn)了一批優(yōu)秀的教學(xué)案例，值得分析借鑒與推廣?；诖耍疚牟捎冒咐芯康姆椒?，收集近三年全國職業(yè)院校技能大賽一等獎獲獎作品，對其中應(yīng)用人工智能技術(shù)的教學(xué)案例進(jìn)行分析，歸納職業(yè)教育中人工智能教學(xué)應(yīng)用的主要場景，著重挖掘職業(yè)院校在教學(xué)中應(yīng)用人工智能技術(shù)的經(jīng)驗，提出將人工智能技術(shù)恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用到職業(yè)教育中的策略與建議。

一、人工智能在職業(yè)教育中的應(yīng)用

本文采用案例研究法，對近三年全國職業(yè)院校技能大賽中職一等獎獲獎作品進(jìn)行案例分析，結(jié)果顯示職業(yè)教育中教師在教學(xué)過程中主要將人工智能技術(shù)用于自動化測評與反饋、沉浸式學(xué)習(xí)、游戲化環(huán)境下的人機(jī)互動與反饋等方面。

（一）課前學(xué)生預(yù)習(xí)及課中知識練習(xí)的自動化測評與反饋

在所分析的案例中，教師借助智能教學(xué)平臺輔助教學(xué)的案例最多。智能教學(xué)平臺包含自然語言處理、語音識別等多種技術(shù)，相關(guān)平臺有理、虛、實一體網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、智慧教學(xué)云平臺、云班課等。自然語言處理技術(shù)能夠理解學(xué)習(xí)者的語言，其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在機(jī)器翻譯、作文評價與批改、智能問答與人機(jī)交互等方面。［6］語音識別技術(shù)能夠準(zhǔn)確識別學(xué)習(xí)者的語音信息，對其進(jìn)行測評并給出修正意見，有助于提升學(xué)習(xí)者的語言表達(dá)能力。因此，智能教學(xué)平臺不僅可以支持學(xué)習(xí)者的課前預(yù)習(xí)活動，而且可以在課中輔助學(xué)習(xí)者對知識點進(jìn)行練習(xí)和測評，幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時調(diào)整課堂設(shè)計。智能教學(xué)平臺融合機(jī)器智能和教師智慧，取長補(bǔ)短，優(yōu)勢互補(bǔ)，實現(xiàn)課堂教學(xué)的最優(yōu)化。

理、虛、實一體網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺、智慧教學(xué)云平臺等具有數(shù)據(jù)分析與反饋功能，能夠?qū)崟r評價并反饋學(xué)生的作業(yè)情況，生成班級學(xué)情分析圖，有助于教師及時準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。在教學(xué)中，此類平臺一般應(yīng)用于課前或課中。教師在課前布置與課內(nèi)知識學(xué)習(xí)有關(guān)的個人或小組學(xué)習(xí)任務(wù)，如學(xué)習(xí)視頻、虛擬操作與實驗練習(xí)、課前調(diào)查等，學(xué)生完成任務(wù)并提交，平臺反饋課前學(xué)習(xí)參與度、個人與班級答題錯誤率、整體預(yù)習(xí)結(jié)果分析等。教師通過平臺反饋數(shù)據(jù)，了解學(xué)生課前預(yù)習(xí)中的共同難點，有針對性地設(shè)計課堂教學(xué)活動。在課中，智能教學(xué)平臺作為學(xué)生的學(xué)習(xí)效果檢測工具，幫助學(xué)生了解知識掌握情況，調(diào)整學(xué)習(xí)節(jié)奏。同時平臺還可作為教學(xué)內(nèi)容分析工具，幫助教師針對性地講解重難點知識，提高教學(xué)效率。

（二）課前、課中、課后的沉浸式學(xué)習(xí)

在所分析的案例中，教師借助智能仿真軟件進(jìn)行沉浸式教學(xué)的約占三分之一。智能仿真軟件包含虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實、圖像識別等多種技術(shù)，相關(guān)平臺有NB物理實驗、3D環(huán)物軟件、中國化學(xué)助學(xué)平臺等。虛擬現(xiàn)實是一種通過三維視覺和聽覺模擬為用戶提供身臨其境的體驗的智能技術(shù)。［7］增強(qiáng)現(xiàn)實是一種將現(xiàn)實與虛擬世界相結(jié)合的技術(shù)。相關(guān)研究表明，虛擬現(xiàn)實是人工智能領(lǐng)域的技術(shù)集成結(jié)晶，是近幾年人工智能教育應(yīng)用創(chuàng)新研究領(lǐng)域使用最多的技術(shù)。［8］虛擬現(xiàn)實和人工智能相結(jié)合可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗并促進(jìn)學(xué)生與知識的交互。［9］人工智能的虛擬現(xiàn)實教學(xué)技術(shù)可以提供沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境， 使學(xué)生在虛擬情境中體驗真實［10］；人工智能的增強(qiáng)現(xiàn)實教學(xué)技術(shù)可以生成視覺反饋，并通過可視化和沉浸式技術(shù)豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，有利于學(xué)生深入理解知識。［11］此外，在沉浸虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中對學(xué)習(xí)者過程性數(shù)據(jù)全面采集與記錄，能夠模擬個性化交互，構(gòu)建面向個體的智能學(xué)習(xí)空間。［12］因此，學(xué)生利用智能仿真軟件進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí)既可以加深對知識的理解、增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，還可以減少操作不當(dāng)帶來的危險，適用于自動化、機(jī)電、物理等實操性強(qiáng)、實驗危險系數(shù)高的專業(yè)。

NB物理實驗、3D環(huán)物軟件、中國化學(xué)助學(xué)平臺等具有智能仿真功能。智能仿真軟件對真實世界模擬，學(xué)生在虛擬世界中進(jìn)行實驗操作，不僅可以讓學(xué)生沉浸其中，有身臨其境的感覺，還可以避免真實實驗的危險。在教學(xué)中，此類平臺一般應(yīng)用于課前、課中和課后。在課前，教師讓學(xué)生利用虛擬仿真軟件完成預(yù)習(xí)任務(wù)，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ)。如汽車運用與維修專業(yè)的教師讓學(xué)生在課前完成制動器的虛擬操作與實驗預(yù)習(xí)任務(wù)，為課堂上學(xué)習(xí)汽車盤式制動器的拆裝與檢測奠定了基礎(chǔ)。在課中，主要有兩種用途。一是知識點的學(xué)習(xí)，即利用智能仿真軟件來學(xué)習(xí)新知識。如數(shù)控技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)萬能角度尺的內(nèi)容時，學(xué)生個體先利用AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）掃描認(rèn)識萬能角度尺的結(jié)構(gòu)，在智能虛擬世界中可以對萬能尺進(jìn)行拆裝活動，以對萬能尺結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面認(rèn)識。二是強(qiáng)化所學(xué)的知識。如護(hù)理專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)了臀大肌肌內(nèi)注射定位的理論知識和操作要點后，教師讓學(xué)生借助智能仿真軟件進(jìn)行連線法和十字定位法的實踐操作，強(qiáng)化對臀大肌肌內(nèi)注射定位相關(guān)知識的深刻領(lǐng)會；物業(yè)管理專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)了生活水泵的電氣控制基本操作步驟后，借助學(xué)習(xí)平臺進(jìn)行接線圖的虛擬仿真操作練習(xí)；化學(xué)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)甲烷（探究氟利昂合成奧秘）的化學(xué)反應(yīng)時，教師讓學(xué)生使用中國化學(xué)助學(xué)軟件探究甲烷和氯氣的微觀反應(yīng)機(jī)理，搭建兩種物質(zhì)反應(yīng)的微觀模型。這不僅可以使學(xué)生在虛擬環(huán)境中感受真實，強(qiáng)化所學(xué)知識，還可以避免在現(xiàn)實物理環(huán)境中進(jìn)行實驗操作所帶來的風(fēng)險。在課后，主要是讓學(xué)生利用智能仿真軟件開展探索活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究學(xué)習(xí)精神。如物理、化學(xué)、機(jī)電技術(shù)等專業(yè)的作業(yè)大多與實踐操作相關(guān)，真實的實驗環(huán)境較難搭建，智能仿真軟件可以很好地解決這一難題。

（三）游戲化環(huán)境下的人機(jī)互動與反饋

在所分析的案例中，含有游戲化環(huán)境下的人機(jī)互動與反饋的案例較少。游戲化是指使用娛樂活動之外的基于游戲的概念和技術(shù)來提高參與者的積極性和實踐效果。［13］學(xué)習(xí)平臺增添游戲元素可以提高學(xué)生的課堂參與度，使更多的學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)。［14］游戲化的教學(xué)可增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性，在娛樂活動中完成教學(xué)任務(wù)，在游戲化的學(xué)習(xí)氛圍中提高教學(xué)效果。研究表明，如何將人工智能技術(shù)更深入地嵌入游戲化學(xué)習(xí)中受到越來越多研究者的關(guān)注。［15］

H5游戲、虛擬仿真平臺等可以實現(xiàn)游戲化環(huán)境下的人機(jī)互動與反饋。支持人工智能的游戲化平臺不僅可以提高學(xué)生的參與度和積極性，還可以向教師提供有效反饋，幫助教師優(yōu)化和設(shè)計課程。［16］在教學(xué)中，游戲化學(xué)習(xí)平臺一般應(yīng)用于課堂學(xué)習(xí)效果的檢測與知識內(nèi)容的強(qiáng)化。課堂學(xué)習(xí)知識主要分為事實性知識和操作性知識。對于事實性知識，教師在學(xué)生學(xué)習(xí)課堂教學(xué)基礎(chǔ)理論后，組織學(xué)生利用游戲化學(xué)習(xí)平臺強(qiáng)化練習(xí)，這不僅可以深化學(xué)生對所學(xué)知識的理解，還可以增添課堂教學(xué)的趣味性。

二、策略與建議

通過對全國職業(yè)院校技能大賽一等獎獲獎作品的案例分析，筆者提出以下三條建議，以期對促進(jìn)職業(yè)院校教師利用人工智能輔助教學(xué)有所幫助。

（一）職業(yè)院校教師要轉(zhuǎn)變觀念，提升人工智能的技術(shù)接受度

在案例分析過程中發(fā)現(xiàn)，部分職業(yè)院校教師依然習(xí)慣采用傳統(tǒng)的授課方式，這無疑浪費了很多課堂教學(xué)時間。人工智能的最大技術(shù)特點是可以不厭其煩地重復(fù)性勞動，這減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)，使教師有更多的時間優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，關(guān)心學(xué)生的個性化發(fā)展。因此，教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變觀念，把簡單重復(fù)性的工作交給智能技術(shù)，著重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力、優(yōu)秀道德品質(zhì)以及濃厚家國情懷。

職業(yè)院校教師要積極尋求提升人工智能技術(shù)接受度的方法。其一，教師需廣泛了解各種人工智能技術(shù)的平臺或軟件，尤其是與自己學(xué)科相關(guān)的工具，挖掘其應(yīng)用于教學(xué)中的全部價值。人工智能在教育中的應(yīng)用場景可以分成學(xué)習(xí)、教學(xué)和管理三類。［17］案例分析結(jié)果顯示，目前人工智能技術(shù)在教學(xué)場景中使用得最多，多用于學(xué)生課前預(yù)習(xí)及課中知識練習(xí)的自動化測評與反饋，在學(xué)習(xí)場景中一般用于幫助學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí)，在教學(xué)管理場景中的應(yīng)用較少。人工智能可以幫助教師分層排課、管理班級，正確挖掘人工智能技術(shù)的價值是非常有必要的。其二，教師應(yīng)積極觀摩人工智能技術(shù)與教學(xué)融合的優(yōu)秀教學(xué)案例，總結(jié)與反思案例中的方法與技巧，主動將其內(nèi)化為自己的知識。例如，在教學(xué)過程中可將智能技術(shù)用于課前學(xué)生預(yù)習(xí)及課中知識練習(xí)的自動化測評與反饋，通過反饋結(jié)果及時了解學(xué)生的知識掌握情況并及時調(diào)整教學(xué)安排；教師可以利用虛擬現(xiàn)實或增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)幫助學(xué)生進(jìn)行沉浸式學(xué)習(xí)；利用智能游戲調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性等。其三，教師應(yīng)把握好技術(shù)的角色定位，切勿為表現(xiàn)技術(shù)而盲目使用技術(shù)，需通過系統(tǒng)化的教學(xué)設(shè)計將智能技術(shù)融入教學(xué)之中，以充分發(fā)揮智能技術(shù)的教學(xué)功效。

（二）開展人工智能培訓(xùn)，提高人工智能技術(shù)應(yīng)用能力

在案例分析的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，雖然有些職業(yè)院校教師在教學(xué)過程中使用了人工智能技術(shù)，但是卻給人刻意使用的感覺，取得的教學(xué)效果并不理想。因此，提高教師教學(xué)過程中人工智能技術(shù)的應(yīng)用實踐能力是非常必要的。

職業(yè)院校及相關(guān)教育部門應(yīng)該積極組織開展人工智能的技術(shù)培訓(xùn)，以迅速提升教師人工智能技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用能力。其一，培訓(xùn)應(yīng)該分學(xué)科、分年級定期開展。由于各學(xué)科、各年級具有不同的學(xué)科特點及教學(xué)要求，教師在選用人工智能教學(xué)產(chǎn)品時也有不同的標(biāo)準(zhǔn)，因而可以定期開展以“人工智能教學(xué)產(chǎn)品介紹”為主題的分科課程培訓(xùn)，由專業(yè)的技術(shù)人員介紹人工智能產(chǎn)品，著重展示真實的教育應(yīng)用案例，并組織一線教師分享產(chǎn)品課堂應(yīng)用體驗。其二，在培訓(xùn)中可以組織開展人工智能技術(shù)教學(xué)實踐活動。教師與專業(yè)技術(shù)人員配合，結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，模擬真實的課堂情境，設(shè)計基于人工智能技術(shù)的教學(xué)活動，在實踐中應(yīng)用，在相互交流中領(lǐng)悟智能技術(shù)的特性與要義。其三，在培訓(xùn)中可以開展“人工智能技術(shù)教學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用大賽”等活動，“以賽促教、以賽促學(xué)”將有利于激發(fā)教師使用人工智能技術(shù)的興趣和熱情，讓教師接受并主動學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)，體會技術(shù)的教育價值。

（三）構(gòu)建資源共享的人工智能技術(shù)，擴(kuò)大資源的利用率

在案例分析的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，雖然案例中涌現(xiàn)出很多功能完備、在教學(xué)中具有較好適用性的人工智能平臺，但是使用這些平臺往往需要支付高額費用，且使用權(quán)僅限于所購買版權(quán)的學(xué)校，這極大降低了教師使用人工智能平臺的熱情。隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品琳瑯滿目，這些產(chǎn)品滲透到我們學(xué)習(xí)、工作和生活的方方面面，許多教師面對豐富的人工智能產(chǎn)品，可能會不知所措，無法挑選出最適合教學(xué)使用的智能產(chǎn)品。

面對上述問題，作者認(rèn)為構(gòu)建資源共享的人工智能技術(shù)平臺、擴(kuò)大資源利用率是一個可行的方案。其一，政府及教育部門應(yīng)該出臺相關(guān)的政策措施，鼓勵相關(guān)部門構(gòu)建資源共享的人工智能技術(shù)平臺，借鑒我國慕課平臺的建設(shè)與運維機(jī)制，使人工智能產(chǎn)品可以讓教師和學(xué)生無償下載使用，擴(kuò)大人工智能教學(xué)產(chǎn)品的使用率，從而更好地支持教師的教與學(xué)生的學(xué)。其二，教師、技術(shù)人員、教育管理者等教學(xué)相關(guān)人員應(yīng)該合力搭建一個資源共享交流社區(qū)，用戶使用智能產(chǎn)品后可以在這個社區(qū)中發(fā)表產(chǎn)品體驗報告，這不僅可為其他教師在課堂中選擇人工智能技術(shù)時提供參考，還可為開發(fā)者優(yōu)化改進(jìn)產(chǎn)品功能提供建議。

三、結(jié)語

對近三年全國職業(yè)院校技能大賽中職一等獎獲獎作品進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，職業(yè)院校教師能夠積極主動利用人工智能產(chǎn)品有效開展教育教學(xué)活動，且有些教師能夠在課堂中合理使用人工智能提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。案例中優(yōu)秀教師借助人工智能技術(shù)授課的經(jīng)驗與方法，為其他教師在教學(xué)中使用人工智能輔助教學(xué)提供了參考與借鑒。但是也存在一些問題，案例中涌現(xiàn)出的部分人工智能平臺需要收費使用，有些教師在課堂中使用人工智能產(chǎn)品比較生硬，也有部分教師仍堅持傳統(tǒng)的授課觀念。因此，本文提出以下建議：職業(yè)院校教師要轉(zhuǎn)變觀念，提升人工智能的技術(shù)接受度； 職業(yè)院校及相關(guān)教育部門應(yīng)該積極組織開展人工智能的技術(shù)培訓(xùn)，以迅速提升教師對人工智能技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用能力； 構(gòu)建資源共享的人工智能技術(shù)平臺，擴(kuò)大資源利用率，以期對促進(jìn)職業(yè)院校教師利用人工智能輔助教學(xué)有所幫助。