楊偉杰,杜芳芳,張 彥

(1.廣東省外語藝術職業(yè)學院 信息技術學院,廣州 510640;2.華南師范大學 教育信息技術學院,廣州 510631;3.廣東藥科大學 醫(yī)藥信息工程學院,廣州 510006)

0 引言

2017年7月,國務院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出要完善人工智能領域人才培養(yǎng)體系,力爭人工智能領域在2030年居全球前列。[1]機器人教育作為K-12階段人工智能教育、STEAM課程及創(chuàng)客教育的重要載體,[2]得到學校和市場的高度認可,讓孩子從小學編程、機器人和人工智能已成為新的教育熱點。在校內(nèi)開設創(chuàng)新型課程的需求與在校外培訓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的共同作用下,形成了大量面向人工智能和STEAM教育的機器人教育師資需求。在此背景下,國內(nèi)培養(yǎng)機器人教育師資的相關專業(yè),如教育技術學、計算機科學與技術(師范)和科學教育等迎來了空前的發(fā)展機遇,但是快速發(fā)展的人工智能技術和激烈的市場競爭也使機器人教育師資的培養(yǎng)面臨新的挑戰(zhàn)。

厘清機器人教育師資實際社會需求,是做好機器人教育師資人才培養(yǎng)改革的重要前提,對優(yōu)化專業(yè)人才培養(yǎng)方案、設計課程體系和選用教材具有重要意義?；谌肆Y源培訓需求分析理論,通過對網(wǎng)絡招聘信息的內(nèi)容分析,深度調(diào)查機器人教育師資的崗位基本情況,為K-12階段機器人教育師資的人才培養(yǎng)改革提供借鑒。

1 研究設計

1.1 研究問題

聚焦兩個問題:K-12機器人教育企業(yè)師資整體需求;如何根據(jù)企業(yè)對機器人教育師資需求調(diào)整人才培養(yǎng)。

1.2 研究方法

互聯(lián)網(wǎng)時代,網(wǎng)絡招聘成為企業(yè)招聘的主流方式,網(wǎng)絡招聘文本中包含了工作崗位的企業(yè)信息、學歷要求、工作職責和知識技能等崗位所需技能具體描述,[3]通過研究網(wǎng)絡招聘信息,了解用人單位對機器人教育師資的真實需求。對招聘信息的分析,主要采用量化統(tǒng)計和質(zhì)性分析相結合的內(nèi)容分析研究方法。在分析師資整體需求情況時主要使用SPSS 20和自編Python程序?qū)?shù)據(jù)進行編碼和統(tǒng)計分析。

1.3 數(shù)據(jù)采集

綜合考慮招聘網(wǎng)站規(guī)模、招聘信息數(shù)量、應用范圍、使用評價等因素,選取了前程無憂招聘網(wǎng)站發(fā)布的相關招聘信息作為研究數(shù)據(jù)來源。使用“機器人教師”為檢索關鍵詞,在前程無憂網(wǎng)站中檢索機器人教育相關崗位招聘信息,然后利用Python爬蟲來獲取招聘信息數(shù)據(jù),[4]于2021年6月26日檢索到476條招聘信息。

1.4 數(shù)據(jù)清洗

為了提高數(shù)據(jù)的有效性,首先要進行數(shù)據(jù)的清洗。通過分析,發(fā)現(xiàn)爬蟲爬取到的原始數(shù)據(jù)主要存在的問題包括數(shù)據(jù)錯位、無關數(shù)據(jù)和缺失數(shù)據(jù)等。首先是企業(yè)在填寫崗位職責和任職要求時前后順序不一致,有的企業(yè)將素養(yǎng)要求和企業(yè)簡介放在同一標簽位置,爬蟲使用正則表達式通過網(wǎng)頁標簽判斷數(shù)據(jù)位置導致下載的數(shù)據(jù)錯位;其次是有部分數(shù)據(jù)內(nèi)容與本研究無關;再次是對應字段的缺失值較多,無法有效分析。在剔除內(nèi)容重復、字段缺失、工作類型、學歷要求不符、與教學工作無關內(nèi)容等數(shù)據(jù)后,共得到445條有效數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)有效率為93.17%。對部分月薪表達不一致的數(shù)據(jù),進行自編Python程序統(tǒng)一換算。最終招聘數(shù)據(jù)導入到Excel文件。

1.5 數(shù)據(jù)分析

將清洗和整理后的數(shù)據(jù)導入SPSS 20進行編碼,從行業(yè)分布、用人單位規(guī)模、工作地點、崗位分布、薪資水平、學歷要求、專業(yè)優(yōu)先等維度分析國內(nèi)機器人教育企業(yè)師資整體需求和崗位情況。

2 研究結果與討論

2.1 行業(yè)以教育培訓類為主,用人單位以民營中小型企業(yè)為主

崗位的行業(yè)分布包括教育(含培訓和院校,80.4%);計算機及互聯(lián)網(wǎng)類行業(yè)(含軟件和電子技術,12.8%);其他(含傳媒與影視、玩具、貿(mào)易、工程等,6.8%)。用人單位性質(zhì)分類參照招聘網(wǎng)站的劃分標準,包括民營公司(83.1%)、創(chuàng)業(yè)公司(4.5%)、非營利組織(4.0%)、上市公司(3.4%),其他(含合資、外資和國企,5.0%)。企業(yè)規(guī)模分布情況為:規(guī)模小于50人的占31.91%;規(guī)模為50～150人的占41.80%;規(guī)模為150～500人的占16.85%;500～1000人的占5.39%;1000人以上占4.05。其中中型及大型企業(yè)多以連鎖品牌形式運營,在多個城市開辦分校。這說明機器人教育師資崗位的行業(yè)分布以教育培訓類為主,用人單位類型以民營中小型企業(yè)為主。

2.2 工作地點聚集在一線城市,崗位以課程教學和綜合管理為主

對崗位所在城市按國家?guī)罱?jīng)濟區(qū)劃分進行二級編碼,統(tǒng)計結果如圖1所示,機器人教育師資需求主要集中在我國東部地區(qū)(68.5%),中部和西部相對較少。明確標注了崗位所在城市的數(shù)據(jù)共有442條,從城市分布的角度看,機器人教育師資主要聚集在“北上廣深”四大一線城市及東部、中部、西部的省會城市。崗位頻數(shù)排名前十的城市分布如圖2所示,前十城市的教師崗位占比合計為57.8%,整體來看,目前機器人教育師資崗位的城市分布與國內(nèi)人工智能產(chǎn)業(yè)主要布局基本一致,其中廣東省的機器人教育師資需求總量最大,占全國的30.2%。從工作地點分布可見機器人教育產(chǎn)業(yè)存在明顯的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)聚集效應,一方面表明先進制造業(yè)和信息技術產(chǎn)業(yè)發(fā)達的省市的政府、教育管理部門、學校和家長更重視和接受面向人工智能的機器人教育,另一方面說明我國機器人教育乃至更大范圍的STEAM教育領域整體上存在著發(fā)展不充分、不均衡等問題。對于中西部欠發(fā)達地區(qū),尤其是農(nóng)村地區(qū)的學生而言,接受創(chuàng)新型課程教育的機會缺少。

圖1 師資需求區(qū)域分布

圖2 崗位頻數(shù)排名前十城市分布

編寫基于Jieba庫的Python程序?qū)徫幻Q進行詞頻分析,歸納整理后將師資崗位群劃分為課程教學類和綜合主管類。使用正則表達式對崗位名稱按大類進行二次編碼,統(tǒng)計結果表明,課程教學類崗位406個占91.2%,綜合主管類崗位39個占8.8%。其中,課程教學類崗位包含機器人教師(占87.2%)和機器人資深教師(占12.8%)兩種子類型。教師子類型的崗位名稱有機器人教師、少兒編程教師、創(chuàng)客教師、樂高教師、比賽指導教師等;資深教師子類型的崗位名稱有資深教師、教學主管、教研員、教研總監(jiān)等。綜合主管類崗位包含執(zhí)行校長、執(zhí)行副校長、店長等。根據(jù)崗位類別的分析結果,可將機器人教育企業(yè)師資的職業(yè)生涯成長路徑總結為“新手教師→資深教師→教研員→教學主管→教學總監(jiān)→執(zhí)行副校長→執(zhí)行校長(店長)和企業(yè)合伙人”。

2.3 薪資水平普遍高于高職平均水平,學歷要求大專以上

整體樣本起薪情況如圖3所示,課程教學類崗位的起薪中4千元/月及以上的合計占81.1%,綜合主管類崗位的起薪中4千元/月及以上的合計占94.9%,其中8千元/月及以上占41.0%,說明機器人教育師資的薪資水平普遍較高,其中綜合管理類比課程教學類的崗位起薪要高。北京大學“全國高校畢業(yè)生就業(yè)狀況調(diào)查”課題組于2021年開展了高校畢業(yè)生問卷調(diào)查,調(diào)查結果中2021年?？粕脑缕鹦剿銛?shù)平均值為3910元,[5]說明機器人教育師資的起薪整體水平要明顯高于高職畢業(yè)生的平均水平。

圖3 師資起薪水平分布

師資崗位的學歷要求如圖4所示,對明確列出學歷要求的353條記錄分析,表明主要以大專學歷為主(69.41%),以本科(25.21%)和碩士研究生(3.97%)學歷為輔。其中學歷要求為碩士的崗位集中在教研員和教學總監(jiān)、課程設計、教研經(jīng)理等。對指定了工作經(jīng)歷要求的445個樣本進行統(tǒng)計,結果表明企業(yè)對師資的工作經(jīng)驗要求相對寬松,無工作經(jīng)驗要求的占65.2%,1～2年工作經(jīng)驗的占25.6%,3～4年以上工作經(jīng)驗占9.2%。

圖4 學歷要求分布

2.4 錄用專業(yè)來源相對寬泛,重視師資職后技能培訓

專業(yè)優(yōu)先的數(shù)據(jù)反映了人力資源市場上用人單位對應聘者所學專業(yè)的期望和錄用選擇的限制邊界。機器人課程教學類崗位人才錄用“專業(yè)優(yōu)先”集中在理工大類(占60%)、師范大類(占29.33%)和其它類(占10.67%)。對其詞頻排序后,課程教學類崗位優(yōu)先錄用的前15個“專業(yè)”占比如圖5所示。表明目前企業(yè)招收的師資專業(yè)來源相對廣泛,其中排名前五的是計算機、師范、機械、理工科、學前教育,說明“專業(yè)優(yōu)先”中“專業(yè)”的表達明顯存在概念寬泛和邊界重疊的情況。一方面反映出機器人教學的跨學科特點及企業(yè)的復合型師資需求,另一方面突顯國內(nèi)機器人教育師資供需存在顯著的結構性矛盾,即企業(yè)人才需求量大,而高校中能提供系統(tǒng)職前師資培養(yǎng)的教育技術學、計算機科學與技術(師范)和科學教育等專業(yè)受到招生規(guī)模小、學生就業(yè)方向多的影響,留給教育培訓市場的整體人才供給量很小。用人單位只好寬泛地招聘計算機、理工科、師范等人員。用人單位重視員工的職業(yè)技能培訓,培養(yǎng)入職人員迅速掌握機器人教育知識與技能。同時,出現(xiàn)了企業(yè)機器人師資的培訓師資缺失、課程教學不夠規(guī)范和課程研發(fā)能力不足等問題,限制了產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和規(guī)模的壯大。

圖5 課程教學類崗位前十五個優(yōu)先錄用的專業(yè)

3 研究結論與建議

結合人工智能時代背景及機器人教育產(chǎn)業(yè)特點,提出高校相關專業(yè)制訂機器人教育人才培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新和改革建議。

一是把握時代機遇,擴大師資培養(yǎng),促進教育均衡發(fā)展。人工智能教育時代的來臨,給機器人教育產(chǎn)業(yè)帶來了新的發(fā)展機遇,也使我國機器人教育師資乃至創(chuàng)新型課程師資整體供應存在的結構性不足等問題日漸突顯。相關專業(yè)要從爭奪新時代“人工智能+教育”戰(zhàn)略機遇的高度,服務我國人工智能教育人才培養(yǎng)體系建設的大局出發(fā),及時調(diào)整專業(yè)定位和辦學方向,培育面向人工智能的機器人教育專業(yè)特色方向,爭取加大招生配額,創(chuàng)新和改進人才培養(yǎng)模式,及時響應和適配社會人才需求。尤其在我國的中、西部地區(qū)和東部欠發(fā)達地區(qū),學校的軟硬件設施和師資力量不夠均衡,機器人制作與競技還未普及,[6]這些地區(qū)更要加大機器人教育等創(chuàng)新型課程師資的招生數(shù)量和培養(yǎng)力度,充分發(fā)揮學校教育和社會教育協(xié)同、校內(nèi)校外師資互補的作用,服務人工智能教育,促進教育均衡發(fā)展。

二是面向人工智能,完善課程體系,以賽促教、以賽促學。機器人教育作為落實人工智能教育課程的一個重要載體,是融合了自動控制、機械結構設計、數(shù)學與物理、可視化編程、電子電路、傳感器技術[7]、物聯(lián)網(wǎng)技術、智能控制、人文與藝術等多學科交叉融合的跨學科教學形式。人工智能技術的發(fā)展,使K-12機器人教育從強調(diào)機械電子的機器自動化控制向強調(diào)萬物互聯(lián)的機器智能發(fā)展,視覺識別、自然語言處理、物聯(lián)網(wǎng)技術、云端交互技術、智能傳感技術、人型機器人、無人機等全新技術和新型教具層出不窮,對師資提出了更高的理論知識、技術實踐、科學素養(yǎng)、技術倫理和安全設計等綜合素質(zhì)和職業(yè)精神的要求。因此,高校相關專業(yè)要貼近產(chǎn)業(yè)一線,持續(xù)優(yōu)化課程體系設計和迭代更新教學內(nèi)容,使課程能充分反映和體現(xiàn)機器人教育行業(yè)的主要工作領域、職業(yè)技能和素質(zhì)要求。建議相關專業(yè)開設機器人教學與研究、趣味電子制作、可視化編程、人工智能基礎、創(chuàng)客課程設計與實施等創(chuàng)新型主干課程,以及高級語言程序設計、教師教學技能訓練、職業(yè)溝通等專業(yè)基礎和通識課程,并通過舉辦機器人教學技能比賽,指導學生參加全國大學生機器人大賽(ROBOCON、RoboMaster、ROBOTAC)等專業(yè)技能比賽,以賽促教、以賽促學,組織學生參加機器人師資認證考試,持證上崗,在顯性課程和隱性課程的共同作用下,打造完善的機器人教育師資培養(yǎng)課程體系。此外,要重視課程思政元素融入機器人師資課程設計、教學實施、實踐實訓全面融合,通過思想政治教育提高學生樂教愛生的職業(yè)精神和道德水平。

三是提高教師水平,完善教學條件,建設實訓基地。高校的師資是培養(yǎng)機器人教育師資的核心關鍵因素之一,教學團隊的水平很大程度上決定了相關課程設計和實施的效果。K-12機器人教育產(chǎn)業(yè)伴隨新型信息技術和人工智能教育的發(fā)展,其知識領域與技術要求也在不斷變化和更新,新的教材、教法、教具層出不窮。因此,教師不僅要重視機器人教育的科學研究,還要深入一線中小學、教育培訓機構和設備廠商開展社會實踐,了解市場變化、更新教學理念和提升技術水平,從而將最新的知識傳授給學生。高校的相關專業(yè)要大力建設先進、開放、協(xié)同育人的機器人教育專業(yè)實訓室和導師學長制工作室,保障專業(yè)課程的教學條件,并聯(lián)合機器人教育行業(yè)設備廠商、培訓機構、科學館所和大型智能企業(yè),共同打造機器人教育實訓基地,為學生提供良好的專業(yè)見習和實踐教學環(huán)境。

四是重視理實相融,產(chǎn)教研學融合,培養(yǎng)高素質(zhì)人才。知行合一,方能行穩(wěn)致遠,機器人教育師資的培養(yǎng)要重視理實相融,不僅要求學生系統(tǒng)、扎實地掌握機器人教育專業(yè)理論知識體系,還要具有嫻熟的教學技能和實操能力。企業(yè)不僅重視畢業(yè)生的機器人教育知識和實操技能水平,還重視他們是否熱愛機器人教學和關愛學生,是否具有職業(yè)認同感和良好的職業(yè)道德。因此,要讓學生通過參加工作室項目、比賽團隊訓練、中小學駐點教學、輔導中小學生參加機器人專業(yè)比賽、到教育培訓機構見習或頂崗實習等多種形式,體驗機器人教學工作和企業(yè)文化,做到與企業(yè)知識技能要求無縫對接,并在理論提升和實踐學習的過程中提高學生的計算思維[8]、設計思維、邏輯思維和創(chuàng)新能力,重視學生自主學習、協(xié)作學習、項目學習和解決問題能力的培養(yǎng)。高校開展機器人教育師資培養(yǎng)往往受師資團隊、技術環(huán)境、教學資源、設備經(jīng)費等條件限制,因此要建立政府、高校、中小學、社會培訓機構和科學場館等多方共同參與的機器人教育產(chǎn)學合作聯(lián)盟,協(xié)同合作育人,[9]在“雙師”合作教學、科研項目、技術合作、教師培訓進修、資源共建共享、教具租借捐贈、教學見習和頂崗實習等方面實現(xiàn)互利互贏。通過產(chǎn)教研學的深度融合,促進人才培養(yǎng)的創(chuàng)新發(fā)展,培養(yǎng)更多“教學+技術”綜合素質(zhì)過硬,具備“愛心+創(chuàng)新”意識與能力的高素質(zhì)K-12機器人教育師資人才。

4 結語

機器人教育作為人工智能創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要手段,培養(yǎng)高質(zhì)量師資是促進K-12機器人教育產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的關鍵因素之一,也是高校相關專業(yè)的重要責任。通過對企業(yè)招聘數(shù)據(jù)的文本分析,初步厘清了我國K-12機器人教育企業(yè)師資的整體需求情況。受市場動態(tài)變化和資源條件的限制,作為一個橫斷面研究,為觀察我國機器人教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展和師資培養(yǎng)研究提供了一個新視角,但也存在一定的局限性。在后續(xù)研究中,將針對人工智能時代背景下高校人工智能與機器人教育的人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新和課程體系建設進行深入研究,以期為推動我國K-12人工智能教育的高質(zhì)量發(fā)展做出貢獻。