智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的技術表征、內在機理及創(chuàng)新路徑

曾光 黎新華

［摘要］智能技術為職業(yè)教育課堂教學改革帶來全新的可能性。以智能時代職業(yè)教育人才培養(yǎng)變革需求為導向，結合當前職業(yè)教育信息化、數(shù)字化和智能化發(fā)展現(xiàn)狀，聚焦智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的“賦能什么？何以賦能？如何賦能？”三個關鍵問題。首先，探討智能化教學平臺、智能化教學工具、智能化評價系統(tǒng)、智能化課堂監(jiān)管、智能化學習系統(tǒng)在職業(yè)教育課堂教學中的應用；然后，從教學模式轉變、教學內容更新、學習環(huán)境優(yōu)化、教學質量提升和教育公平性提高五個方面探討智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的內在機理；最后，提出轉變課堂教學理念、升級課堂教學樣態(tài)、變革課堂教學設計、創(chuàng)新課堂教學活動、重構課堂教學評價等智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的創(chuàng)新路徑。

［關鍵詞］智能技術賦能；職業(yè)教育；課堂教學改革；智能化

［作者簡介］曾光（1990- ），男，廣東河源人，廣東交通職業(yè)技術學院軌道交通學院，講師、工程師，碩士；黎新華（1969- ），男，湖北通城人，廣東交通職業(yè)技術學院軌道交通學院院長，教授，博士。（廣東 ?廣州 ?510630）

［基金項目］本文系2023年度教育部職業(yè)院校教育類專業(yè)教學指導委員會研究課題“職教新標準下公共基礎課的數(shù)字賦能探索：困境分析、技術賦能及評價重構”（項目編號：JYJZWGGK-2023B-122，項目主持人：曾光）、2022年度廣東省教育科學規(guī)劃課題（高等教育專項）“人工智能嵌入城軌技能人才培養(yǎng)的內在機理與實踐路徑研究”（項目編號：2022GXJK486，項目主持人：曾光）和中國交通教育研究會2022-2024年度教育科學研究課題“‘人工智能+軌道交通交叉融合教學及實踐應用探索”（項目編號：JT2022YB072，項目主持人：曾光）的階段性研究成果。

［中圖分類號］G712 ? ?［文獻標識碼］A ? ?［文章編號］1004-3985（2023）13-0084-06

一、緒論

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等新興技術的快速發(fā)展和廣泛應用，教育行業(yè)面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。智能技術的出現(xiàn)和普及，為職業(yè)教育課堂教學帶來全新的可能性。因此，智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革已經成為當前教育改革的一項重要任務。

近年來，國家對職業(yè)教育領域的信息化、數(shù)字化和智能化發(fā)展十分重視，陸續(xù)出臺了一系列政策和文件。2017年7月，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出加快智能化教育創(chuàng)新，推動教育變革發(fā)展的指導意見。2017年8月，教育部印發(fā)《關于進一步推進職業(yè)教育信息化發(fā)展的指導意見》，提出要推進職業(yè)教育教學改革，強化信息化教學應用，促進智慧教育與職業(yè)教育深度融合。2018年4月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，明確提出要推動智慧教育發(fā)展，促進智慧教育與職業(yè)教育深度融合。2022年12月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于深化現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設改革的意見》，強調要做大做強國家職業(yè)教育智慧教育平臺，提升職業(yè)院校關鍵辦學能力。

基于此，本研究以智能時代職業(yè)教育人才培養(yǎng)變革需求為導向，結合當前職業(yè)教育信息化、數(shù)字化和智能化發(fā)展現(xiàn)狀，聚焦智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的“賦能什么？何以賦能？如何賦能？”三個關鍵問題，深入分析智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的技術表征、內在機理及創(chuàng)新路徑，以期能對智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革提供理論借鑒與實踐引導。

二、智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的技術表征

1.智能化教學平臺。智能化教學平臺是一種基于先進智能技術開發(fā)的數(shù)字化教學平臺。智能化教學平臺以信息化、數(shù)字化和智能化為核心特征，為職業(yè)教育課堂教學進行全方位、多維度的智能化支持，以提高教學質量。智能化教學平臺主要具備三個特點：一是可視化教學。通過視頻、圖表、動畫等多媒體元素，呈現(xiàn)生動直觀的教學內容，增強學生學習過程的趣味性和交互性。二是個性化教學。通過采集學生學習的過程性數(shù)據(jù)，根據(jù)不同學生的學習特點、習慣和需求進行個性化學習路徑推薦和教學方案制訂，提高學生的學習效果。三是智能化評估。通過數(shù)據(jù)分析和挖掘，對學生的學習過程和學習成果進行全方位評估，并根據(jù)評估結果給出詳盡的優(yōu)化建議，提高學生的學習積極性和自我評價能力。

智能化教學平臺可以滿足在線課堂、在線考試、作業(yè)管理、學生成績分析等多種教學場景的需求，幫助教師更好地實現(xiàn)教學管理，提升教學效果；同時，也可以滿足學生的個性化學習需求，幫助學生更好地理解教學內容，掌握學科知識，提高學習興趣和能力。智能化教學平臺的應用為職業(yè)教育課堂教學改革帶來新的思路和方法，促進職業(yè)教育向信息化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。

2.智能化教學工具。智能化教學工具是一種基于人工智能技術的教學輔助工具，可以在課堂教學中為教師和學生提供更加便捷、高效的教學體驗和學習體驗。智能化教學工具的應用范圍非常廣泛，如語音識別技術可以將教師的授課內容自動轉化成文字，方便學生及時進行知識復習和重難點內容整理；自然語言處理技術可以幫助學生快速理解難懂的課程內容；智能推薦技術可以根據(jù)學生的學習情況和特點，向學生推薦最適合的學習資源和學習路徑。

在職業(yè)教育課堂中，智能化教學工具的應用具有重要意義。首先，幫助教師更加精準地把握學生的學習狀態(tài)和學習效果，及時調整教學策略和教學內容。其次，為學生提供多樣化、個性化的學習體驗，讓學生自主地掌握知識和技能。最后，讓教學更加高效、便捷，大幅度提高課堂教學效率，節(jié)省教師和學生的時間。

3.智能化評價系統(tǒng)。智能化評價系統(tǒng)是一種基于人工智能技術的評價系統(tǒng)，為職業(yè)教育教學提供全方位、多角度的評價。智能化評價系統(tǒng)通過多種形式的數(shù)據(jù)采集，如作業(yè)、考試、實驗表單、調查問卷等，對學生的學習成果、學習態(tài)度、學習習慣、學習能力等進行全面精準的評價。

相比傳統(tǒng)的教學評價方式，智能化評價系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：首先，提供多維度的評價結果，幫助教師更全面地了解學生的學習狀況。智能化評價系統(tǒng)可以對學生的各項表現(xiàn)進行評價，并將評價結果呈現(xiàn)在圖表、報告等形式中，幫助教師了解每個學生的學習情況，及時發(fā)現(xiàn)學生的問題和不足。其次，為教師提供科學、有效的教學決策建議，如基于數(shù)據(jù)分析的教學計劃、輔導方案等，從而幫助教師更好地指導學生的學習。最后，提高評價的客觀性和準確性。傳統(tǒng)的教學評價往往受到主觀因素的影響，而智能化評價系統(tǒng)通過人工智能技術可以有效減少主觀因素的干擾，提供更加公正、科學的評價結果。

4.智能化課堂監(jiān)管。智能化課堂監(jiān)管是基于人工智能技術的一種監(jiān)控和管理系統(tǒng)，用于監(jiān)督和管理課堂中的教學活動和學生行為。智能化課堂監(jiān)管采用多種現(xiàn)代化技術手段，如語音識別、自然語言處理、人臉識別、智能分析等技術，實時監(jiān)測學生的上課情況、學習狀態(tài)、作業(yè)完成情況等，同時也可以監(jiān)測教師的教學內容、教學方式、教學效果等。

智能化課堂監(jiān)管的主要優(yōu)勢在于可以減少教學過程中的盲區(qū)和漏洞，提高教學質量和效率。例如，在教學過程中，智能化課堂監(jiān)管可以實時監(jiān)測學生的學習情況，發(fā)現(xiàn)問題后立即進行指導和糾正，幫助學生提高學習效果；可以監(jiān)測教師的教學內容和方式，為教師提供及時的反饋和指導，幫助教師不斷優(yōu)化教學策略和方法，提高教學質量。此外，智能化課堂監(jiān)管還能幫助學校和教育管理者進行數(shù)據(jù)化管理：教育管理者通過對學生的學習數(shù)據(jù)進行分析，深入了解其學習興趣、學習特點等，從而進行個性化的教學指導和管理；教育管理者通過對教師的教學數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)教師的教學方式和教學特點，從而進行針對性的教師培訓和管理。

5.智能化學習系統(tǒng)。智能化學習系統(tǒng)是一種基于人工智能技術的學習輔助工具，可以為學生提供更加高效、便捷和個性化的學習服務。該系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)分析、機器學習和自然語言處理等技術，通過個性化學習路徑規(guī)劃、自適應學習資源推薦、實時反饋和評估，以及智能輔導和答疑等功能，促進學生高效學習。

智能化學習系統(tǒng)在賦能職業(yè)教育課堂教學方面有著重要意義。首先，針對不同學生的學習特點，提供針對性的學習計劃和學習資源，讓學生能夠更加高效地學習和掌握知識。其次，通過監(jiān)測和分析學生的學習過程，提供針對性的學習行為調整和優(yōu)化建議，幫助學生發(fā)現(xiàn)和克服學習中的困難，從而增強學生的學習動力，促進學生有效學習。最后，實時反饋學生的學習情況和學習效果，為教師提供全面、精準的學情數(shù)據(jù)，幫助教師更好地掌握學生的學習進展。

三、智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的內在機理

1.教學模式轉變的需求。傳統(tǒng)教學模式往往是單向傳授知識，以教師為中心，學生被動接受，缺乏互動式教學和個性化教學。隨著社會的快速發(fā)展和技術的飛速進步，新興職業(yè)不斷涌現(xiàn)，職業(yè)教育要求學生具備更廣泛的知識和能力，如創(chuàng)造性思維能力、團隊合作能力、協(xié)作交流能力等，而這些能力難以通過傳統(tǒng)教學模式進行培養(yǎng)。與傳統(tǒng)教學模式相比，智能技術賦能的職業(yè)教育教學模式以學生為中心，支持學生自主學習和創(chuàng)新實踐，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、實踐能力和終身學習能力。智能技術賦能的職業(yè)教育教學模式可以實現(xiàn)對學生學習需求和學習過程的實時監(jiān)測，并能通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的智能化分析，為學生個體提供定制化的學習路徑和資源，同時對教學內容進行實時的調整和優(yōu)化。在這個過程中，教師的角色不再是簡單的知識傳授者，而是成為學生的支持者和引導者。教師可以充分利用智能技術全面、準確地評估學生的學習情況，從而針對性地為學生提供學習支持和指導。

2.教學內容更新的需求。傳統(tǒng)的職業(yè)教育教學內容通常以固定的知識點為基礎，教授的內容較為單一，已難以應對當今快速變化的市場需求和技術發(fā)展。智能技術賦能的職業(yè)教育可以通過互聯(lián)網獲取海量的信息和數(shù)據(jù)，并借助數(shù)據(jù)挖掘和分析技術進行分析和歸納，實現(xiàn)對教學內容的快速更新和優(yōu)化，從而提高教學質量和效果。同時，智能化教學系統(tǒng)可以根據(jù)學生的個性化需求和興趣愛好，為其推薦合適的學習內容，提高學習效果。

3.學習環(huán)境優(yōu)化的需求。傳統(tǒng)的職業(yè)教育教學環(huán)境較為單一，難以滿足師生、生生互動的需求，學生感到枯燥和乏味，學習體驗不佳。傳統(tǒng)的職業(yè)教育學習環(huán)境往往無法提供真實的崗位實操場景，無法讓學生真正地了解對應崗位的具體工作內容和實踐要求，實踐效果不佳。傳統(tǒng)的職業(yè)教育學習環(huán)境的信息交流往往只由教師單向傳遞至學生，學生之間的交流與協(xié)作較少，無法充分利用學生之間互動帶來的知識共享、經驗交流、合作學習和思想碰撞等優(yōu)勢來提升學習效果。

職業(yè)教育學生來自不同的背景，學習興趣、學習方式和學習目標各不相同，傳統(tǒng)的學習環(huán)境無法滿足其多樣化的學習需求和個性化的學習模式。智能技術賦能的職業(yè)教育可以借助互聯(lián)網、移動設備和智能化教學平臺等技術手段，提供更加便捷、舒適的學習環(huán)境，幫助學生進行自主學習和實踐創(chuàng)新。例如，在智能化教學平臺上，學生不僅可以輕松地獲取教學資源、學習資料等，還可以與教師和同學進行線上交流互動。

4.教學質量提升的需求。傳統(tǒng)的職業(yè)教育教學模式以教師為中心，忽視學生的個性化需求和差異化學習，導致學習效果不佳。同時，教師還需要在教學管理和學生評價上花費大量的時間和精力上。而借助智能技術，職業(yè)教育教學可以實現(xiàn)自動化、智能化的教學管理與評價，有效改善上述問題，進而提升課堂教學質量和效果。

智能化教學平臺和智能化教學工具通過數(shù)據(jù)分析、機器學習等技術手段，實現(xiàn)對學生學習過程和學習效果全面、準確的評價。同時，根據(jù)學生學習情況、學習興趣、學習能力的差異，為學生量身定制學習方案。這可以提高學生的學習興趣和積極性，同時減輕教師的工作壓力，讓教師有更多的時間和精力專注于教學創(chuàng)新。

5.教育公平性提高的需求。智能技術在提高職業(yè)教育公平性方面發(fā)揮的作用是十分重要的。首先，智能技術賦能的職業(yè)教育可以增強教學資源的獲取公平。通過在線教育平臺和智能學習系統(tǒng)，學生獲得來自不同地區(qū)和文化背景的豐富教育資源，不再受限于地理位置、經濟條件等因素的影響。這樣，學生無論身處何地，都能獲得相同的學習機會和資源，有利于實現(xiàn)教育公平。其次，智能技術賦能的職業(yè)教育可以增強學習支持的獲取公平。不同學生有不同的學習基礎和學習需求。智能技術賦能課堂教學能夠全面、準確地評估學生的學習情況，深入了解不同學生的學習特點，為學生量身定制學習計劃，確保每個學生都能公平獲取適合自己的學習支持。最后，智能技術賦能的職業(yè)教育可以增強教學關注的獲取公平。智能技術賦能課堂教學可以幫助教師深入了解不同學生的學習差異和學習困惑，提供個性化的指導和支持，進而確保每個學生都能得到公平的教學關注。

四、智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的創(chuàng)新路徑

1.轉變課堂教學理念。轉變課堂教學理念是智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的基礎。在智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的背景下，首先，轉變課堂教學理念的基點是要理解、接受并善用智能技術賦能課堂教學的正向價值。教師自身要主動應用智能技術賦能課堂教學，如通過收集、分析學生的學習數(shù)據(jù)對學生進行智能評估和預測，以更好地指導學生的學習。其次，轉變課堂教學理念的核心是要將學生置于學習的中心地位，注重培養(yǎng)學生的主動性、創(chuàng)造性和實踐能力，這包括基于智能技術賦能課堂教學，提供多樣化的教學方式和教學資源，鼓勵學生在學習過程中探索和創(chuàng)新。最后，轉變課堂教學理念的關鍵是要倡導開放式教學。在智能技術賦能的基礎上，提倡學生自主學習和合作學習。教師應該成為學生學習過程的引導者和協(xié)作者，幫助學生解決問題，注重課堂互動，鼓勵學生積極參與課堂討論和合作學習。此外，教師可以利用智能技術支持學生開展自主學習和探究性學習，幫助學生樹立終身學習理念，培養(yǎng)學生終身學習能力，以適應未來職業(yè)發(fā)展的需求。

2.升級課堂教學樣態(tài)。升級課堂教學樣態(tài)是智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的關鍵。在智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的背景下，可以基于智能技術開發(fā)新的課堂教學形式。智能技術賦能課堂教學的創(chuàng)新樣態(tài)包括：第一，智能可視化課堂。利用智能技術將課堂教學內容以多媒體形式呈現(xiàn)，幫助學生更好地理解和掌握知識點。例如，通過虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)對歷史場景、化學分子等的可視化展示，或者通過智能教具讓學生在游戲化的環(huán)境中進行學習。第二，動態(tài)自適應課堂。利用智能技術根據(jù)學生的學習情況自動調整教學內容和難度，幫助學生實現(xiàn)個性化學習。例如，根據(jù)學生的答題情況智能推薦適合學生的題目和知識點，或者采用自適應評價模型對學生的學習進度、知識點掌握情況進行實時評估。第三，個性定制化課堂。根據(jù)學生的需求和興趣定制課程內容和教學方法，幫助學生更好地學習。例如，根據(jù)學生的學科偏好和興趣設置學習路徑，或者采用個性化推薦系統(tǒng)為學生提供適合自己的學習資源和學習內容。第四，虛擬“雙師型”課堂。利用智能技術在課堂中引入虛擬教師，輔助教師進行教學，實現(xiàn)真正的“雙師”教學。例如，在教學過程中，通過虛擬教師進行知識點的補充和解釋，或者通過智能語音助手教師與學生進行互動。第五，人機協(xié)同化課堂。利用智能技術將人類與機器協(xié)同起來，共同參與課堂教學活動，提高教學效果和效率。例如，利用機器人輔助教學，進行實驗操作和展示，或者通過自然語言處理技術實現(xiàn)機器輔助評估和反饋。

3.變革課堂教學設計。變革課堂教學設計是智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的核心。課堂教學設計是課堂教學的核心，直接關系到教學的效果和質量。在智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的背景下，課堂教學設計的變革，首先需要重新思考教學目標的設計。智能技術可以幫助教師更好地識別每個學生的學習需求和優(yōu)勢，從而制定個性化的教學目標，實現(xiàn)因材施教。同時，教學目標應該注重學生的高階思維能力以及與社會需求的相關性。其次，需要融入人機協(xié)同的自適應互動。在智能技術的支持下，可以采取多樣化的教學策略，如基于學習路徑的自適應學習、基于游戲化學習的教學、基于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的實驗學習等。在教學策略的實施過程中，教師可以結合學生個體數(shù)據(jù)畫像，為不同學生提供個性化的指導和支持。再次，需要注重動態(tài)智能可視化分析。借助智能技術可以對學生的學習行為、學習結果、學習態(tài)度等數(shù)據(jù)進行實時收集和分析，找出學生學習的薄弱點，為教師提供教學決策支持。例如，教師借助學習診斷系統(tǒng)實時收集和分析學生的學習數(shù)據(jù)，并基于學生的學習需求調整教學目標和教學策略。最后，需要注重學習全程評價。在基于智能技術的教學設計中，評價不應只關注學習成績，還應注重學生的學習全程。教師可以根據(jù)學生的學習數(shù)據(jù)對學生的學習過程進行多元化、多維度的評價，從而更好地反映學生的學習狀態(tài)和能力發(fā)展。

4.創(chuàng)新課堂教學活動。創(chuàng)新課堂教學活動是智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的必然。創(chuàng)新課堂教學活動的方式多種多樣，可以從不同角度出發(fā)，針對不同層次的學生進行設計。例如，教師利用基于智能技術的互聯(lián)網教學平臺，像智能課堂平臺、在線學習平臺等，進行多元化內容呈現(xiàn)、動態(tài)化學情分析、情境化即時交互、個性化資源推送等教學活動創(chuàng)新，從而實現(xiàn)智能可視化教學、動態(tài)自適應教學、個性定制化教學、虛擬“雙師”教學和人機協(xié)同教學等多種教學活動形式；教師利用基于知識圖譜的資源中心及教育APP，開展系統(tǒng)化知識建構和多樣化學習活動，像知識點的呈現(xiàn)、學習任務的推送、在線答題、課堂互動等；教師利用虛擬現(xiàn)實技術，像AR/VR/MR/XR等技術，為學生提供交互式資源和情境化學習環(huán)境，幫助學生更好地理解和掌握知識；教師利用自然語言處理技術，為學生提供與智能學伴自然交流的環(huán)境，實現(xiàn)學生學習的個性化支持和指導。此外，學生也可以利用基于模式識別的學習工具，分析自身的學習行為和學習結果，獲取個性化的學習支持和反饋。

5.重構課堂教學評價。重構課堂教學評價是智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的重點。智能技術可以在教學評價中發(fā)揮重要作用。智能技術的優(yōu)勢在于可以自動化、智能化地收集、分析和處理大量數(shù)據(jù)，從而幫助教師更加全面、客觀、科學地評價學生的學習狀況和教學效果。基于智能技術的課堂教學評價重構，需要從評價理念和評價方法兩個方面入手。

在評價理念方面，首先，以學生為本，關注每個學生的學習過程和學習結果。同時，實現(xiàn)多源數(shù)據(jù)聯(lián)動，將來自不同方面的數(shù)據(jù)整合在一起，如學生的學習成績、行為數(shù)據(jù)、過程數(shù)據(jù)、情感數(shù)據(jù)等。其次，進行動態(tài)精細畫像。通過對學生數(shù)據(jù)的分析和整合，實現(xiàn)對學生的全面畫像。

在評價方法方面，智能技術能夠智能感知和動態(tài)存儲課堂中有關的學習情況、師生互動、教學過程、教學情感等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并通過對上述多源數(shù)據(jù)的解構、關聯(lián)和重組，構建可以即時反映教學現(xiàn)狀的動態(tài)模型，同時通過智能化技術平臺進行分布式數(shù)據(jù)處理、畫像構建和動態(tài)評估，對評價模型進行持續(xù)修正，最終形成伴隨式、多元化、全方位、全過程的教學評價。具體而言，可以參考使用的評價方法有：一是數(shù)據(jù)驅動的評價方法。通過對學生數(shù)據(jù)的分析，包括學習行為、過程數(shù)據(jù)和情感數(shù)據(jù)等，進行學習效果的評價。二是動態(tài)評價方法。采用動態(tài)畫像技術對學生的學習情況進行動態(tài)評估，并根據(jù)學生不同階段的學習特點調整教學策略，提高教學效果。三是自適應評價方法。根據(jù)學生的學習特點和需求進行個性化評價，實現(xiàn)千人千面的評價。

五、結語

智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革，有助于增強職業(yè)教育適應性，對提高職業(yè)教育教學質量和人才培養(yǎng)質量具有重要意義。本研究的局限性在于，智能技術在課堂教學中的深度應用與具體的課程要素相關性比較強，使得本研究的相關結論在指導實踐過程中存在一定的路徑偏差，未來將結合具體課程內容進一步完善智能技術賦能職業(yè)教育課堂教學改革的實施路徑。

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