孟 霖 鄧燕紅

（1.寶雞文理學(xué)院教育學(xué)院，陜西寶雞，721013；2.四川大學(xué)附屬實驗小學(xué)南區(qū)學(xué)校，成都，610041）

生涯教育指培養(yǎng)學(xué)生的生涯能力，以使其從幼兒到成年逐步形成成熟化的自我引導(dǎo)能力，并最終讓自身過上富于個性而完滿生活的職業(yè)教育[1]。而中小學(xué)生涯教育即在中小學(xué)教育階段運用系統(tǒng)方法對學(xué)生實施的生涯教育，促進(jìn)學(xué)生在充分了解自身的個性、志趣與能力的情況下，結(jié)合社會發(fā)展、職業(yè)發(fā)展來幫助學(xué)生確立學(xué)業(yè)規(guī)劃與生涯發(fā)展，從而提升學(xué)會選擇、主動適應(yīng)變化能力的發(fā)展性教育活動。

自我國實施“新高考”改革以來，中小學(xué)生涯教育發(fā)展遲緩，面臨多重困境。2017 年，國務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，標(biāo)志我國人工智能的發(fā)展邁入新階段[2]。為此，依托教育人工智能技術(shù)賦能中小學(xué)生涯教育，打造個性化的生涯教育，解決中小學(xué)生涯教育籠統(tǒng)化、粗糙式發(fā)展等問題，是人工智能引領(lǐng)中小學(xué)生涯教育走向縱深發(fā)展的必由之路。

一、AIED 技術(shù)的內(nèi)涵與價值

AIED 技術(shù)是新一代人工智能背景下發(fā)展起來的可應(yīng)用于中小學(xué)生涯教育的技術(shù)手段，明確AIED 技術(shù)的內(nèi)涵與應(yīng)用價值，是有效解決當(dāng)前中小學(xué)生涯教育發(fā)展問題的前提，也是進(jìn)一步推動未來人工智能技術(shù)引領(lǐng)中小學(xué)生涯教育發(fā)展的基礎(chǔ)。

1.AIED 技術(shù)的內(nèi)涵

AIED，即教育中的人工智能（Artificial Intelligence in Education，簡稱AIED），是指教育產(chǎn)業(yè)以人工智能技術(shù)為支撐，將人工智能技術(shù)與學(xué)習(xí)科學(xué)相結(jié)合，促進(jìn)教育教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用創(chuàng)新，并利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)個性化教育[3]。AIED 技術(shù)憑借其高效、精確、個性化的功能，以清晰明確的形式表達(dá)教學(xué)過程中含糊不清的各類知識[4]，幫助教師和學(xué)生更深入、更客觀、更全面地理解學(xué)習(xí)的發(fā)生機(jī)制、學(xué)習(xí)在外界影響因子作用下的反應(yīng)機(jī)制，以及針對性、個性化地使用人工智能技術(shù)支持學(xué)習(xí)者的高效學(xué)習(xí)和真實情境體驗。

2.AIED 技術(shù)助力中小學(xué)生涯教育的價值

AIED 技術(shù)在搭建中小學(xué)生涯教育方面具有諸多價值。首先，虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)通過模仿人類教師行為，將為教師減輕批改作業(yè)與批閱試卷的沉重負(fù)擔(dān)，其根據(jù)自動存儲與更新的學(xué)生數(shù)據(jù)推送個性化學(xué)業(yè)規(guī)劃，實現(xiàn)教師與人工智能協(xié)作教學(xué)，緩解生涯師資不足的問題。其次，教育數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)以下目標(biāo)：通過創(chuàng)造包含學(xué)生知識背景、學(xué)習(xí)動機(jī)、元認(rèn)知、學(xué)習(xí)態(tài)度等詳細(xì)信息的學(xué)習(xí)模式來實現(xiàn)對學(xué)生未來學(xué)習(xí)行為的評估和預(yù)測；通過預(yù)演課本知識和最優(yōu)教學(xué)順序來發(fā)現(xiàn)或改進(jìn)教學(xué)模式。而學(xué)習(xí)分析技術(shù)在教育數(shù)據(jù)收集的基礎(chǔ)上，通過監(jiān)控和預(yù)測學(xué)生學(xué)習(xí)、調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容、干預(yù)學(xué)生行為、提供學(xué)習(xí)反饋來支持人為調(diào)整。最后，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境化的課堂教學(xué)，將生涯課程從書本理論遷移到實踐體驗，讓學(xué)生能夠在虛擬的立體空間內(nèi)進(jìn)行職業(yè)操作與訓(xùn)練，同時教師還能夠接收反饋信息，及時干預(yù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。

二、AIED 技術(shù)支持中小學(xué)生涯教育的基本原則

中小學(xué)生涯教育目前尚處于萌芽階段，也恰逢教育人工智能應(yīng)用的浪潮，依托技術(shù)手段化解“瓶頸”危機(jī)是AIED 技術(shù)的價值體現(xiàn)。在“AIED 技術(shù)+中小學(xué)生涯教育”的運用過程中，遵循以下原則是保證技術(shù)有效實施的前提。

1.個性化原則

個性化原則即通過運用AIED 技術(shù)，了解中小學(xué)校學(xué)生成長所處的客觀條件和教育環(huán)境，基于個體興趣愛好、發(fā)展水平、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格等身心方面的特征，對學(xué)生開展個性化的生涯教育。盡管學(xué)生在小學(xué)、中學(xué)階段表現(xiàn)出某些典型的共同特點，但在自我認(rèn)識方面也存在明顯的差異性特征。教育中的人工智能技術(shù)能夠借助大數(shù)據(jù)與超強(qiáng)的計算機(jī)能力在學(xué)生教育數(shù)據(jù)挖掘與分析方面幫助學(xué)生、教師、家長增強(qiáng)對學(xué)生的認(rèn)識，致力于促進(jìn)個性化的生涯選擇與追求，使生涯教育與學(xué)生個體需求相適應(yīng)。

2.連續(xù)性原則

中小學(xué)生個體作為一個人，作為一個具有多層次、完整性的生命體，其生命成長具有階段性特征，每個階段前后連續(xù)，前一階段的成長記錄將作為后一階段有效學(xué)習(xí)的參考與依據(jù)。AIED 技術(shù)的具體應(yīng)用——虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)與教育數(shù)據(jù)庫，要保證實現(xiàn)對學(xué)生生涯教育數(shù)據(jù)的長期存儲，使學(xué)生中小學(xué)階段乃至一生的生涯教育保持前后數(shù)據(jù)的連貫性。此外，這些教育數(shù)據(jù)不僅通過云平臺自動存儲、更新，而且便于獲取，能夠?qū)崟r為生涯規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持。

3.智能化原則

遵循智能化原則，就是要求中小學(xué)生涯教育借助人工智能的現(xiàn)代化技術(shù)，實現(xiàn)對學(xué)生心理特征、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、成長需求等的智能分析，在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)聯(lián)合教師介入，自動推出為學(xué)生定制的不同階段的生涯規(guī)劃方案。整個過程完全依靠系統(tǒng)自行采集數(shù)據(jù)、錄入數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)與結(jié)果匯報，匯報的結(jié)果可直接用于教師開展生涯課程的內(nèi)容決策。

4.倫理性原則

在智能技術(shù)為中小學(xué)生涯教育帶來無限可能的同時，也將其自身的弊端隱藏其中。一方面，知識追蹤、教育數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)搜集、存儲大量關(guān)于學(xué)生個性特征、學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)，為針對性的生涯教育提供基于證據(jù)的決策支撐。另一方面，也恰恰是關(guān)于學(xué)生數(shù)據(jù)的收集、大數(shù)據(jù)的互通互傳，使得人們不得不思考個人隱私、數(shù)據(jù)的泛濫使用、智能教育能否完全替換傳統(tǒng)教育等問題。因此，在將人工智能巧妙地運用于中小學(xué)生涯教育的時候，應(yīng)當(dāng)做好數(shù)據(jù)收集背后的監(jiān)管者的道德教育工作，在收集數(shù)據(jù)與運用數(shù)據(jù)之間找到平衡點。

三、AIED 技術(shù)支持中小學(xué)生涯教育個性化發(fā)展的路徑

在遵循個性化、連續(xù)性、智能化、倫理原則的基礎(chǔ)上，AIED 技術(shù)中的虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)能夠促進(jìn)師資隊伍素質(zhì)提升、教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析應(yīng)用于學(xué)生個性化學(xué)業(yè)規(guī)劃、虛擬現(xiàn)實技術(shù)則能夠增強(qiáng)課堂真實情境體驗，三者共同促進(jìn)中小學(xué)生涯教育朝著個性化、精確化的道路發(fā)展。

1.協(xié)作教學(xué)：虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)促進(jìn)生涯教師素質(zhì)提升

虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)結(jié)合人工智能和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，模擬人類導(dǎo)師的教育模式，診斷學(xué)習(xí)者在不同課程領(lǐng)域的認(rèn)知短板，并結(jié)合算法識別和存儲相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，推送適應(yīng)學(xué)習(xí)者個性特征的學(xué)習(xí)計劃，根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)提供智能化、精細(xì)化的反饋，并不斷調(diào)整推送內(nèi)容的難度和形式。

虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)作為部分替代教師功能的智能化學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，具有明顯的智能化特征。第一，自主學(xué)習(xí)與更新。虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)的服務(wù)對象涵蓋所有年齡段的學(xué)生。在面對學(xué)生的不斷提問時，系統(tǒng)會利用信息處理技術(shù)和數(shù)據(jù)分析工具適配對應(yīng)的系統(tǒng)知識，然后向?qū)W生呈現(xiàn)最匹配的問題答案。在此過程中，系統(tǒng)會自動保存學(xué)生的提問時間、提問問題、問題答案、知識空缺等信息，并將這些數(shù)據(jù)匯入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，而這些數(shù)據(jù)在一定程度上能夠反映并刻畫出該學(xué)生的興趣愛好、性格特征、提問方式、認(rèn)知結(jié)構(gòu)等多方面的數(shù)據(jù)肖像，從而形成該生的成長數(shù)據(jù)庫。隨著學(xué)生年齡的增長，所提問題隨之改變，虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生不同階段所提問題的數(shù)據(jù)都存儲起來，不斷更新學(xué)生數(shù)據(jù)庫，保持對學(xué)生成長過程的持續(xù)記錄。第二，個性化設(shè)計理念。虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)根據(jù)對學(xué)生學(xué)習(xí)方式、個性特征數(shù)據(jù)的處理與分析，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的整理與歸納，并自動呈現(xiàn)適合該學(xué)生的學(xué)習(xí)咨詢、教學(xué)策略，使每個學(xué)生都能在不同階段得到恰到好處的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。第三，知識呈現(xiàn)多樣化、立體化。根據(jù)學(xué)生的提問，虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)不僅僅呈現(xiàn)文字性的問題答案，還會配以圖片、音頻或視頻等素材，輔之以問題咨詢與指導(dǎo)建議，使整個學(xué)習(xí)過程建構(gòu)在豐富多樣的知識類型之上。第四，充當(dāng)巨型開放式數(shù)據(jù)庫的角色。虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)存儲多領(lǐng)域、多類型的海量知識，并且不斷生成新的適應(yīng)時代發(fā)展的知識，以此解答學(xué)生提出的各類問題。當(dāng)然，也持續(xù)記錄了學(xué)生生涯發(fā)展過程中的多樣數(shù)據(jù)，為終身化生涯教育提供數(shù)據(jù)支撐。第五，蘇格拉底式問答設(shè)計。虛擬導(dǎo)師要系統(tǒng)靈活地利用對話式問答讓學(xué)生參與課堂的開放式學(xué)習(xí)，并根據(jù)學(xué)生問題提供富有啟發(fā)性的答案[5]。

學(xué)生成長導(dǎo)師要引導(dǎo)學(xué)生合理規(guī)劃人生，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、學(xué)會生活，要在學(xué)業(yè)發(fā)展、個性發(fā)展以及積極心態(tài)的樹立等方面加以引導(dǎo)[6]。生涯教師要輔助學(xué)生實現(xiàn)自我認(rèn)知，對學(xué)生進(jìn)行學(xué)業(yè)幫扶、生涯規(guī)劃，并開展適時的心理輔導(dǎo)[7]。專業(yè)的生涯教師由于師資匱乏，不能滿足學(xué)生個性化生涯指導(dǎo)的需求，因此，借助虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)，充分發(fā)揮系統(tǒng)的問答功能、數(shù)據(jù)分析存儲功能和學(xué)生數(shù)據(jù)畫像功能，在一定程度上幫助教師解決學(xué)生在生涯教育中遇到的各種問題，并以此為生長點，繼續(xù)對進(jìn)入中學(xué)階段的學(xué)生開展生涯探索與規(guī)劃的教育，彌補(bǔ)生涯教師的“短板”，幫助生涯教師成為掌握智能技術(shù)、有效引導(dǎo)學(xué)生完成生涯規(guī)劃的新型教師（如圖1）。

圖1 虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)與生涯教師協(xié)作教學(xué)圖

2.學(xué)業(yè)定制：教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析打造個性化學(xué)習(xí)計劃

米米·雷克認(rèn)為，教育數(shù)據(jù)挖掘是一種應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)學(xué)習(xí)績效深度開發(fā)的預(yù)測模型。這一模型通常由內(nèi)容治理、學(xué)生數(shù)據(jù)、預(yù)測系統(tǒng)、報告系統(tǒng)、適配機(jī)制、干預(yù)或?qū)W習(xí)分析系統(tǒng)組成[8]。內(nèi)容治理中涵蓋個性化學(xué)習(xí)目錄、問題和評價信息；學(xué)生數(shù)據(jù)包括帶有時間差的學(xué)習(xí)行為和個體特征數(shù)據(jù)；預(yù)測系統(tǒng)中根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和特征數(shù)據(jù)預(yù)測學(xué)生未來學(xué)習(xí)行為或成績；報告系統(tǒng)則是將預(yù)測結(jié)果匯報給教師、學(xué)生和家長等教育相關(guān)者；干預(yù)或?qū)W習(xí)分析系統(tǒng)提供教育相關(guān)者教育幫助（如圖2）。

圖2 教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)關(guān)系圖

教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析技術(shù)運用到教育領(lǐng)域遵循如下操作過程。首先，學(xué)生作為一個人，具有人的心理特征與行為特征，這些特征數(shù)據(jù)集合成為學(xué)生的特征數(shù)據(jù)庫。其次，學(xué)生是一個受教育者，在圍繞教師安排的教學(xué)內(nèi)容接受教育的過程中會產(chǎn)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，人臉識別功能在此過程中發(fā)揮收集數(shù)據(jù)的功能，它能夠快速記錄并精確計算學(xué)生線下課堂舉手次數(shù)及問題回答次數(shù)，線上參與答題次數(shù)及正確率等數(shù)據(jù)信息。將挖掘來的學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)與特征數(shù)據(jù)存儲到預(yù)測系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)據(jù)的處理與學(xué)習(xí)分析，預(yù)測系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)生學(xué)習(xí)的預(yù)測信息展示在報告系統(tǒng)之中，教師和學(xué)生本人可依據(jù)報告系統(tǒng)的分析結(jié)果來跟蹤學(xué)習(xí)情況，并實施一定的干預(yù)。此外，預(yù)測系統(tǒng)得出預(yù)測結(jié)果之后，可計劃綜合教師與學(xué)生的干預(yù)與分析，根據(jù)學(xué)生的數(shù)據(jù)適配到學(xué)生個人的學(xué)習(xí)計劃，再通過個人學(xué)習(xí)計劃調(diào)整學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而為學(xué)生提供個性化的內(nèi)容管理。

教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析技術(shù)在生涯教育中的應(yīng)用直接體現(xiàn)在根據(jù)學(xué)生個人特征數(shù)據(jù)——模糊的自我認(rèn)知數(shù)據(jù)，如興趣、能力傾向、職業(yè)追求等，從個人成就、人才潛力、興趣和職業(yè)追求等維度對學(xué)生個人數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析，利用人工智能技術(shù)及大數(shù)據(jù)建模分析并提供簡略的個性化的學(xué)習(xí)主題內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)獨特問題與對應(yīng)評價信息，根據(jù)已有數(shù)據(jù)預(yù)測學(xué)生的自我評價、職業(yè)規(guī)劃與社會理解，將預(yù)測報告反饋給學(xué)習(xí)者幫助其進(jìn)行自我定位，反饋給教師、管理者、家長以便進(jìn)行學(xué)習(xí)干預(yù)。經(jīng)過第一輪的初次數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行籠統(tǒng)的生涯教育的起步定位，然后將教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析應(yīng)用到接下來的學(xué)習(xí)指導(dǎo)過程，階梯式循環(huán)反復(fù)，最終制定出精確化、個性化、可視化的生涯規(guī)劃路線。

3.情境課堂：虛擬現(xiàn)實增強(qiáng)學(xué)習(xí)的情境式交互體驗

虛擬現(xiàn)實（簡稱VR）是一種基于可計算數(shù)據(jù)信息的沉浸式交互環(huán)境[9]。VR 不受時空限制，通過模擬出不一樣的教學(xué)環(huán)境及教學(xué)設(shè)計，給學(xué)生展現(xiàn)比傳統(tǒng)教學(xué)手段更加真實的情境，幫助學(xué)生進(jìn)行情景體驗式學(xué)習(xí)；幫助學(xué)生理解抽象的學(xué)習(xí)情境；幫助學(xué)生進(jìn)入更加現(xiàn)實的學(xué)習(xí)場景。

虛擬現(xiàn)實與生涯課程結(jié)合的系統(tǒng)由沉浸式教學(xué)資源、生涯教育云平臺、VR 硬件設(shè)施三大部分組成。沉浸式教學(xué)資源包括生涯課程中的社會理解與職業(yè)情境資源，由云平臺搜集并存儲的海量情境資源提供；生涯課程云平臺則連接人機(jī)交互端口和情境顯示端口，學(xué)生佩戴VR 頭戴顯示設(shè)備，加之網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在后臺支持，學(xué)生即可進(jìn)入社會和職業(yè)情境，暢游其中，教師大屏顯示端可讓教師實時觀察學(xué)生情境學(xué)習(xí)的狀態(tài)，便于及時提供指導(dǎo)；VR 硬件設(shè)施作為硬件支撐，包括頭戴顯示設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和管理終端。

喬治敦大學(xué)教育中心的報告《發(fā)射失敗》提出，新一代學(xué)生將不再走“學(xué)習(xí)-工作-退休”這條線性生涯路徑，而是可以提前將學(xué)習(xí)與職業(yè)結(jié)合起來，同步感知。利用VR 技術(shù)打造中小學(xué)生涯教學(xué)課堂，將眼看、手動、腦思結(jié)合，取代純粹的腦力理性思考的課程教學(xué)模式，用VR 來增強(qiáng)感官知覺，進(jìn)而促進(jìn)記憶、經(jīng)驗、想象和理性選擇的實現(xiàn)，打造VR 與生涯課程融合教學(xué)的途徑。在教學(xué)過程中，將促進(jìn)社會理解與職業(yè)情境感知的教學(xué)資源放置到生涯課程云平臺上，學(xué)生穿戴好VR 頭戴顯示設(shè)備，利用人機(jī)交互端口，進(jìn)入教學(xué)情境，真實感知學(xué)校之外的社會運行情境與各行各業(yè)工作情境，教師也將通過情境顯示端口實時觀察與指導(dǎo)學(xué)生的情境感知，實現(xiàn)中小學(xué)生對社會現(xiàn)實、職業(yè)集群的交互式體驗。使用虛擬現(xiàn)實作為通用門戶，允許學(xué)生穿上某個特定職業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)人士的鞋子來直觀體驗該職業(yè)，來思考自身是否適合該職業(yè)。中小學(xué)生涯教育融合VR 技術(shù)，通過使學(xué)習(xí)者在無法進(jìn)入的未來職業(yè)環(huán)境中及時身臨其境地參與職業(yè)互動，來幫助學(xué)生達(dá)到職業(yè)體認(rèn)、職業(yè)理解與職業(yè)追求，從而幫助學(xué)生在進(jìn)行未來職業(yè)定向時能夠基于職業(yè)認(rèn)知做出適當(dāng)?shù)倪x擇（如圖3）。

圖3 VR 與生涯課堂融合圖

AIED 技術(shù)為中小學(xué)生涯教育的開展提供了技術(shù)上的無限可能性。虛擬導(dǎo)師系統(tǒng)擴(kuò)大真正接受生涯教育的學(xué)生群體，實現(xiàn)智能教師與真人教師協(xié)作教學(xué)。教育數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析技術(shù)依托大數(shù)據(jù)智能，聚焦個性化教學(xué)，打造定制化學(xué)習(xí)內(nèi)容的正向反饋系統(tǒng)。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)則能輔助課堂教學(xué)，將生涯教育中的社會理解與職業(yè)體驗遷移到課堂，使學(xué)生了解社會大情境，提前感知職業(yè)旨趣，為學(xué)生鏈接至多樣的職業(yè)課堂。