中等職業教育人工智能通識課程實踐研究

郭伊葭

引言

中職學校是為適應現代社會對技術人才的需求而設立的，其教育目標是培養具有一定職業技能和創新能力的應用型人才。中職信息技術課程標準自2020年首次加入了人工智能的教學內容；2021年的職業教育專業目錄也充分體現了對接現代產業體系、推進數字化升級改造的特點，體現了職業教育全面進行數字化內涵改造的發展趨勢。中職學校開設人工智能通識課程是國家培養高素質人才的迫切需要。

自2018年9月開始，廣州市在中小學階段開展人工智能課程，高職和本科階段的信息技術課程中也加入了人工智能的內容。中職學校雖然起步較晚，但重視程度高，進展飛快。自2022年4月啟動人工智能通識課程試點校項目以來，至今已有10余所學校加入了人工智能通識課程的教學實踐陣營。筆者所在的學校自2021年9月在全校所有二年級學生中開展人工智能通識課的教育教學工作，目前正在進行第二年的實踐。本文將探討中職人工智能通識課程開設的必要性、存在的問題，并提出相應的解決方案和建議。

一、開展中職人工智能通識課程的必要性

中職學生具備一定的人工智能素養和知識儲備，才能更好地適應未來職場和生活的發展需求，開設人工智能通識課程主要有以下四點必要性：

一是緊跟時代潮流。人工智能是當前最熱門的領域之一，各行各業都在積極應用相關技術，中職生也需要學習和了解這些技術的基本概念、原理和應用。

二是培養創新思維。人工智能需要創新思維和實踐能力的支持，通過學習人工智能通識課程，中職生可以鍛煉自己的創新思維和解決問題的能力，以應對未來職場的挑戰。

三是提高就業競爭力。掌握一定的人工智能知識和技能可以提高中職生的就業競爭力，越來越多的行業都需要具備人工智能技術能力的員工。

四是幫助未來職業規劃。人工智能已經滲透到各個行業和領域，了解和掌握這方面的知識可以幫助中職生更好地規劃未來職業方向，為職業發展做好準備。

二、開展中職人工智能通識課程存在的問題

近兩年，廣州市中職學校陸續開展了人工智能通識教育的探索，但現狀不容樂觀，主要存在以下三個問題：

一是缺乏合適的中職人工智能通識課教材。目前我國中職教育對人工智能的認知還處于起步階段，學生對人工智能的認知還停留于個人感知的程度，僅有少數中職人工智能通識課教材，或者是中小學教材的復雜版本，或是用大學教材降維取代，缺乏職業教育的鮮明屬性。

二是缺乏人工智能教學資源和教學環境。由于人工智能技術的發展過于快速，市場上缺乏專業的人工智能教學資源和實驗編程環境，同時因經費投入有限，中職人工智能通識課的開展困難重重。

三是缺乏人工智能教育的評價標準。中職教師普遍缺乏人工智能專業知識和技能，而教育體系難以跟上步伐，導致教師培訓不足。同時人工智能教育的評價標準不明確，難以確定學生的學習效果和教學質量。

三、中職人工智能通識課程的教學實踐

隨著社會經濟形成“人工智能+產業”新發展格局，中職人工智能通識課程的設計應在了解人工智能基礎原理和應用的基礎上，增加“人工智能+專業”的教學內容，提高學生的專業拓展能力和市場適用能力，為社會發展、區域經濟調整提供“人工智能+專業”的復合創新型人才。筆者結合所在學校的教育教學實踐，從教學時間安排、教學內容設置和教學模式三個方面展開闡述。

（一）中職人工智能通識課程開設的時間

人工智能是中職信息技術課程標準拓展模塊的教學內容， 一共36學時，課程標準基礎模塊部分還有8個課時的人工智能基礎知識，兩個部分加起來一共44學時。就筆者調查的情況看，目前在全體學生開設36學時人工智能課程的中職學校僅有大約20%。人工智能通識課程在中職學校的開展情況不太理想。

在2021學年的教學實踐經驗基礎上，筆者提出按照專業類別安排人工智能通識課程的方案。理工科類專業建議安排在一年級第二學期，以每周兩節課開展，學生在一年級完成信息技術基礎模塊和拓展模塊的所有內容；因為理工類學生對信息技術類的課程的學習興趣濃厚、動手能力相對較強，集中時間學習，對學生信息意識和計算思維的培養、數字化學習與創新能力的提升都有很大的幫助，對學生二年級專業課程的學習也有很大的促進推動作用。文科類專業建議安排在中職階段二年級，分兩個學期開展，一周一節課；目的是讓文科學生在整個在校學習的全過程中，貫穿信息技術基礎模塊和拓展模塊的學習，培養文科生的理性思維和動手能力，潛移默化間提升科學素養和計算思維的培養，讓學生在實習階段能夠更快適用工作環境，進入工作狀態（表1）。

（二）中職人工智能通識課程教學內容設置

由于中職教育的職業屬性，筆者提出以“人工智能+專業”來設置教學內容的思路。中職人工智能通識課程的總體設計思路是：在數字化轉型背景下，學生要具備人工智能的思維，了解創新的基本方法和人工智能解決問題的基本要素，對人工智能的主要應用技術有一定的了解，以此培養學生能將人工智能的求解方法遷移到具體問題領域的能力。基于上述人才培養目標的要求和中職學生的學情分析及認知特點，以人工智能的典型應用為教學載體，采用模塊化教學策略，將典型案例進行分解和改造，形成一個個教學任務，按照學中做、做中學的思路組織教學內容，將理論和實踐統一起來，力求理實內容的完美融合和銜接。通過組織集體備課，把復雜的技術問題轉化為通俗易懂的案例，圍繞實用性和應用性展開教學設計，力求讓學生聽得懂，用得上。

考慮到非計算機類學生對計算機理論與原理理解不夠深入，算法基礎和設計能力較弱，我們把人工智能基礎課程計劃分為基礎、應用和程序語言三個模塊來推進，每個模塊搭配對應的實驗環節。同時把教學的側重點放在應用模塊，通過與學生所學專業相關的案例教學，培養學生具備人工智能技術基礎素養。以課程標準36學時為例，中職人工智能的教學內容安排如圖1、表2所示。

當前市場上大多數人工智能通識課程教材采用在本科教材基礎上降維或刪減內容作為中職學校的教材，以傳統學科式且大量理論講授為主，缺乏中職學校需要的任務驅動的項目化教學案例，無法滿足與專業結合的項目實戰的需求。針對這種情況，筆者就教學內容進行整合，設置了符合中職學生特點和專業的任務驅動式教學內容。

（三）中職人工智能通識課程的教學模式

人工智能作為典型的交叉學科課程，其應用本質是軟件定義和硬件進行場景表達的過程，學習和實訓的過程必須是軟硬件相結合，單純的軟件或者硬件都很難真正教會學生必要的用于工程項目的實戰技能，教學場景很難對接，教學效果更無法保證，培養的學生也無法適應人工智能“云、邊、端”協同的發展趨勢。

在人工智能通識課程的教學工作中，我們教師團隊深深感受到，一個合適的實驗平臺對該課程教學的重大意義。針對零基礎的人工智能學習者設計一款低學習門檻、高技術含量的教育實訓平臺，打造理論與實操一體化的人工智能通識教育方案。通過結合各專業的典型應用實踐場景與案例，為各個專業的學生規劃與專業對應匹配的就業方向；通過設計科學合理的理實一體化的學習路線，讓學生有計劃有目標地學習對應的技能，為未來就業打下扎實基礎；通過設計趣味拓展實驗，激發學生的創新意識，鼓勵跨界思維，成為有創新意識的應用型的人工智能人才。平臺的搭建，旨在培養學生對深度學習場景應用的發現、分析及解決問題的綜合素質，在運用人工智能技術開發的過程中提升創新實踐應用能力，推動“人工智能+專業”的人才培養生態建設。

針對筆者所在學校學生的具體情況，結合廣州市中職學校人工智能通識課程的開展現狀，該課程實驗平臺的研發和設計應具有體驗性、交互式、DIY式和前沿性（圖2）。

四、結論

本文對中職人工智能通識課程進行了研究，分析了中職人工智能通識課程開設的必要性和現狀，探討了中職人工智能通識課程開設的意義和實施困難，并提出了可供借鑒的解決方案。從研究結果可以看出，中職人工智能課程的開設對于提高中職學生的人工智能素養和就業競爭力具有重要意義，是信息技術教育和學生培養的大勢所趨。

通過中職人工智能通識課程建設，探索“人工智能+專業”的協同發展，賦能傳統專業數字化升級改造，有助于推動“人工智能+專業”的人才培養生態建設，促進專業建設發展，提高智能化人才培養質量、拓展學生專業技能，促進學生高質量就業。

責任編輯 魏家堅