人工智能賦能高職信息化教學(xué)的機(jī)遇、現(xiàn)狀、風(fēng)險及未來

孔陶茹，李晚春，張菊玲

西安思源學(xué)院，陜西西安，710038

0 引言

信息化教學(xué)是指為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，將信息技術(shù)融入教學(xué)過程各環(huán)節(jié)，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施、管理、診斷、評價、開發(fā)及研究的新型教學(xué)方式，是推進(jìn)高職教育教學(xué)改革、提高職業(yè)教育質(zhì)量與人才培養(yǎng)水平的重要保障。而人工智能是研究如何模擬人的思維過程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的技術(shù)，作為新一輪科技革命的核心力量，對教育領(lǐng)域產(chǎn)生了重大影響。2017年7月，國務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，“利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系”。2019年聯(lián)合國教科文組織表示，“人工智能有潛力加快實(shí)現(xiàn)全球教育目標(biāo)的進(jìn)程，教學(xué)工具、學(xué)習(xí)方式、獲取知識的途徑和教師培訓(xùn)都將發(fā)生革命性的變化”。2022年，《教育部2022年工作要點(diǎn)》發(fā)布，提出“加快推進(jìn)教育數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級”“深化信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新”。因而，運(yùn)用人工智能技術(shù)改革職業(yè)教育教學(xué)，已然成為政策規(guī)定與現(xiàn)實(shí)訴求，旨在提升技能人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。當(dāng)前，人工智能已經(jīng)深度融合到課堂教學(xué)全過程，通過機(jī)器學(xué)習(xí)、知識圖譜、自然語言處理、人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)視覺、生物特征識別、AR/VR等關(guān)鍵技術(shù)，改革了課堂教學(xué)模式，提升了課堂教學(xué)質(zhì)量，改善了學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

1 人工智能賦能高職信息化教學(xué)的機(jī)遇：引領(lǐng)新時代的智慧教學(xué)及智適應(yīng)學(xué)習(xí)

1.1 新時代的智慧教學(xué)

近年來，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)深度應(yīng)用于課堂教學(xué)，產(chǎn)生了智慧教學(xué)這樣的教學(xué)新形態(tài)，推動了數(shù)字化教育的新發(fā)展[2]。在新時代的智慧教學(xué)中，人工智能技術(shù)不再是傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充和輔助，而是擔(dān)當(dāng)了智慧教學(xué)矩陣與系統(tǒng)中的重要角色，成為變革教師教學(xué)力和學(xué)生學(xué)習(xí)力的核心抓手。

新時代的智慧教學(xué)中，人工智能技術(shù)與高職教育教學(xué)深度融合，引發(fā)了高職教育人才培養(yǎng)模式、教學(xué)模式、教學(xué)工具及教學(xué)方法的變革。同時，人工智能技術(shù)聯(lián)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)等創(chuàng)設(shè)智慧課堂的教學(xué)環(huán)境，通過人機(jī)協(xié)同交互實(shí)施課堂教學(xué)過程，從而實(shí)現(xiàn)人工智能引領(lǐng)下的交互式教學(xué)。

1.2 智適應(yīng)學(xué)習(xí)

自適應(yīng)學(xué)習(xí)的理念致力于給學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，但由于缺乏人工智能技術(shù)的加持，導(dǎo)致其智能化程度較低，不夠精準(zhǔn)化、擬真化。而以機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)為核心的人工智能技術(shù)及大數(shù)據(jù)技術(shù)，推進(jìn)了從自適應(yīng)學(xué)習(xí)到智適應(yīng)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)移。

智適應(yīng)學(xué)習(xí)是自適應(yīng)學(xué)習(xí)的優(yōu)化升級。它利用人工智能技術(shù)深度分析學(xué)生的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，檢測學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和知識水平，從而智能推薦最佳的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)反饋和建議、學(xué)習(xí)路徑及策略。具體來說，人工智能技術(shù)通過圖像及語音識別、眼球追蹤、大腦探測等設(shè)備，收集學(xué)生學(xué)習(xí)行為的多模態(tài)全景數(shù)據(jù)，并應(yīng)用學(xué)習(xí)分析、情感鑒別、動作識別等技術(shù)，分析并挖掘?qū)W習(xí)者的綜合表現(xiàn)，支持精準(zhǔn)擬真的個性化學(xué)習(xí)[3]，從而實(shí)現(xiàn)從自適應(yīng)學(xué)習(xí)到智適應(yīng)學(xué)習(xí)的躍遷。

2 人工智能賦能高職信息化教學(xué)的現(xiàn)狀

當(dāng)前，人工智能技術(shù)已經(jīng)在高職信息化教學(xué)過程中大規(guī)模應(yīng)用并取得可測量的成效。教師可以通過學(xué)情分析實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)備課，經(jīng)由過程診斷實(shí)施差異教學(xué)，依靠知識圖譜智能定位學(xué)習(xí)問題，利用學(xué)生畫像支持智能學(xué)習(xí)規(guī)劃，挖掘全景數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能評價[4]。

2.1 智能輔導(dǎo)系統(tǒng)

智能輔導(dǎo)系統(tǒng)是將人工智能應(yīng)用于輔助學(xué)習(xí)和訓(xùn)練的系統(tǒng)，旨在為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)。該系統(tǒng)能實(shí)時監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)過程，獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，通過人工智能學(xué)習(xí)分析技術(shù)，給學(xué)生提供適切的學(xué)習(xí)內(nèi)容和精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)反饋。比如，卡內(nèi)基學(xué)習(xí)公司的“Mika”軟件，基于認(rèn)知科學(xué)，主要使用人工智能技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，為高等教育教學(xué)提供個性化輔導(dǎo)和實(shí)時反饋。

2.2 在線教學(xué)平臺

目前，各高校紛紛啟用了免費(fèi)的線上教學(xué)軟件，如釘釘、雨課堂、騰訊課堂、騰訊會議等。目前，各在線教學(xué)平臺僅限于在線教學(xué)的數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，尚不能通過人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)視覺及生物特征識別等技術(shù)對學(xué)生的精神狀態(tài)及軀體狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉和分析，智能化程度不高，尚未能真正給學(xué)生提供精準(zhǔn)的個性化學(xué)習(xí)。

2.3 虛擬仿真系統(tǒng)

虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)是人工智能技術(shù)聯(lián)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，將企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境真實(shí)地嵌入課堂教學(xué)場域，為學(xué)生提供生產(chǎn)過程體驗(yàn)及現(xiàn)實(shí)世界感知的教學(xué)平臺，使得學(xué)生不必親赴實(shí)訓(xùn)中心即可實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)。實(shí)驗(yàn)研究表明，虛擬仿真系統(tǒng)所創(chuàng)建的逼真影像及沉浸式教學(xué)空間，極易吸引學(xué)生注意力，并使學(xué)生沉浸其中。對知識結(jié)構(gòu)薄弱的學(xué)習(xí)者而言，其學(xué)習(xí)效果更為明顯。

2.4 虛擬教師系統(tǒng)

虛擬教師系統(tǒng)可以在三維虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中，模擬真實(shí)教師的形象、動作、表情，并模擬真實(shí)教師的教學(xué)功能。虛擬教師系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)為自然語言處理技術(shù)、語音識別技術(shù)及虛擬人技術(shù)。目前，虛擬教師主要承擔(dān)教學(xué)支持、遠(yuǎn)程答疑、教學(xué)助教等服務(wù)。虛擬教師豐富的肢體動作，可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的沉浸性；虛擬教師具有視聽表現(xiàn)力，可以傳遞清晰的建議；虛擬教師可以提供有效的情感交互，以實(shí)現(xiàn)全方位的學(xué)習(xí)陪伴；虛擬教師可以提供情感激勵，實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。未來的虛擬教師系統(tǒng)將更加類人化，具有更加生動的表情、逼真的動作及豐富的情感。

2.5 智慧課堂行為管理系統(tǒng)

智慧課堂行為管理系統(tǒng)屬于智能輔助教育系統(tǒng)。它通過人工智能學(xué)習(xí)分析、情感識別及動作識別等技術(shù)，經(jīng)由語音識別、眼球追蹤及大腦探測等設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)無感“刷臉”考勤的同時，既能分析教師的教學(xué)行為數(shù)據(jù)，如眼動、姿勢等，亦能分析學(xué)習(xí)者的情緒、語言及交互，從而為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)提供可能。

3 人工智能賦能高職信息化教學(xué)的風(fēng)險及應(yīng)對

3.1 數(shù)據(jù)安全風(fēng)險

人工智能教育平臺的核心要素之一，即是對教師、學(xué)生、課堂及智能教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集及分析。然而，當(dāng)教育數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行使用和傳播時，難免存在數(shù)據(jù)安全風(fēng)險。數(shù)據(jù)安全風(fēng)險涉及數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)隱私及數(shù)據(jù)保護(hù)安全風(fēng)險。人工智能技術(shù)本身的不完善、數(shù)據(jù)安全法律法規(guī)的不健全、數(shù)據(jù)安全規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的缺乏、數(shù)據(jù)安全意識的薄弱等，是造成數(shù)據(jù)安全風(fēng)險的主要原因。若要化解和規(guī)避數(shù)據(jù)安全風(fēng)險，需要從意識、制度及法律法規(guī)三個層面進(jìn)行治理。

3.2 技術(shù)價值風(fēng)險

人工智能背景下，高職信息化教學(xué)過程中，大量應(yīng)用了大數(shù)據(jù)分析、自然語言處理及深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)。但是，當(dāng)過度依賴技術(shù)時，會使得技術(shù)無形中充當(dāng)了聯(lián)結(jié)教師與學(xué)生的重要媒介，從而弱化了教師對課堂的影響，淡化了師生互動及學(xué)生之間的交流活動。課堂教學(xué)中的情感交流、價值觀塑造及高階思維能力的培養(yǎng)，正是智能化技術(shù)內(nèi)在的缺陷。

在人與技術(shù)之間辯證地把握理性與非理性的張力，明確技術(shù)服務(wù)于人的基本育人立場，是突圍人工智能技術(shù)價值風(fēng)險的關(guān)鍵[5]。教師才是教學(xué)活動的組織者與倡導(dǎo)者。人工智能及人機(jī)協(xié)同技術(shù)都應(yīng)緊緊圍繞“以人為本”的教育本質(zhì)，跳脫“技術(shù)至上”的思維誤區(qū)，積極調(diào)適人與技術(shù)的良性互構(gòu)。

3.3 教學(xué)倫理風(fēng)險

人工智能技術(shù)的不完善性、對人工智能風(fēng)險認(rèn)知的局限性以及多方協(xié)同治理的缺乏，導(dǎo)致人工智能技術(shù)在高職信息化教學(xué)中的應(yīng)用，具有潛在的職業(yè)教育教學(xué)倫理風(fēng)險。首先，由于對教學(xué)過程大數(shù)據(jù)的采集、使用及傳播，人工智能技術(shù)在高職信息化教學(xué)過程中的應(yīng)用涉及數(shù)據(jù)所有權(quán)、用戶知情權(quán)及隱私權(quán)等問題，極易引發(fā)隱私倫理風(fēng)險。其次，人工智能技術(shù)的不完善性可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)決策的偏誤，引發(fā)教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)的混亂和謬誤，進(jìn)而對學(xué)生的學(xué)習(xí)造成傷害。再次，人工智能中的算法邏輯和數(shù)據(jù)處理極易受到算法設(shè)計(jì)者職業(yè)教育教學(xué)觀念的影響[6]，進(jìn)而造成職業(yè)教育教學(xué)過程中對教師及學(xué)生的算法歧視風(fēng)險。最后，對技術(shù)的過度使用有可能造成高職教育課堂上師生互動、生生交流的淡化和減少，這不利于學(xué)生職業(yè)道德和職業(yè)倫理的奠基和構(gòu)建。

因而，在高職信息化教學(xué)中，應(yīng)堅(jiān)守職業(yè)教育“以人為本”的價值立場，提升教師及學(xué)生的人工智能素養(yǎng)，加強(qiáng)師生對人工智能引發(fā)倫理風(fēng)險的認(rèn)知，遵循人工智能倫理原則和規(guī)范，避免技術(shù)的誤用、濫用、越界及異化。

3.4 職業(yè)替代風(fēng)險

人工智能通過大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)及深度學(xué)習(xí)等關(guān)鍵技術(shù)為我們提供智慧課堂及智慧學(xué)習(xí)的同時，其類人屬性也給高職教育教學(xué)帶來了職業(yè)替代風(fēng)險。首先，人工智能可以高效履行教師教學(xué)過程中部分自動化、重復(fù)性的工作；其次，人工智能未來的發(fā)展方向?yàn)椤靶闹抢碚摗焙汀白晕乙庾R”這些類人屬性；再次，“技術(shù)理性”容易導(dǎo)致師生對人工智能技術(shù)的過度依賴。這些因素都極易引起教師的職業(yè)替代風(fēng)險及未來學(xué)生就業(yè)后的職業(yè)替代風(fēng)險。

若欲規(guī)避人工智能技術(shù)賦能高職信息化教學(xué)帶來的職業(yè)替代風(fēng)險，應(yīng)著眼能力本位，回歸教育“以人為本”的本質(zhì)，提升及培養(yǎng)師生的創(chuàng)新能力、批判思維能力、評價反思等高階思維能力，關(guān)注師生在教學(xué)過程中的情感流動、價值傳遞及文化傳承。

4 人工智能賦能高職信息化教學(xué)的未來

4.1 守正“以人為本”的教育立場

盡管人工智能的未來發(fā)展目標(biāo)為類人屬性，但與學(xué)生的社會生存和職業(yè)發(fā)展密切相關(guān)的社會與情感能力、高階思維能力、創(chuàng)新能力及創(chuàng)造能力，卻是人工智能難以模仿、開發(fā)和超越的。同時，人工智能所產(chǎn)生的教學(xué)倫理風(fēng)險、替代風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險，其突破之道皆指向“以人為本”教育理念的回歸。因而，無論人工智能技術(shù)如何發(fā)展，高職教育教學(xué)應(yīng)始終指向個體生命成長：尊重學(xué)生個體差異，關(guān)懷學(xué)生內(nèi)心情感，培養(yǎng)學(xué)生高階思維及創(chuàng)新能力，浸潤學(xué)生職業(yè)道德、理想及信念。

4.2 人機(jī)協(xié)同教學(xué)

未來教學(xué)系統(tǒng)將會廣泛采用人機(jī)協(xié)同智能技術(shù)。根據(jù)最新研究，人工智能應(yīng)用于教育教學(xué)，其發(fā)展存在“人機(jī)協(xié)同共存、人機(jī)協(xié)同共融、人機(jī)協(xié)同共生”三個階段。其中，“人機(jī)協(xié)同共存”歸屬弱人工智能階段。目前，我們剛剛邁入“人機(jī)協(xié)同共融”階段，即強(qiáng)人工智能階段。人工智能賦能高職信息化教學(xué)的最高階段將是“人機(jī)協(xié)同共生”，被稱為超人工智能階段。在人機(jī)協(xié)同教學(xué)系統(tǒng)中，教師需要具備跨界思維，基于智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新應(yīng)用。在高職信息化教學(xué)中，人機(jī)協(xié)同教學(xué)模式的采用和發(fā)展，需要遵循人工智能由弱到強(qiáng)的發(fā)展規(guī)律，根據(jù)技術(shù)發(fā)展、學(xué)情分析、硬件設(shè)備及軟件環(huán)境，有選擇、有步驟、漸進(jìn)式地進(jìn)行。

5 結(jié)語

本研究分析了人工智能賦能高職教育教學(xué)的時代機(jī)遇，總結(jié)了其應(yīng)用于高職教育教學(xué)的現(xiàn)狀，并探討了其應(yīng)用于高職教育教學(xué)的潛在風(fēng)險，進(jìn)而對其應(yīng)用于職業(yè)教育教學(xué)的未來進(jìn)行展望，以期回歸教育“以人為本”的本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)人工智能與教育教學(xué)的和諧共生。未來，人工智能將繼續(xù)依托人機(jī)協(xié)同、跨界融合、深度學(xué)習(xí)等新業(yè)態(tài)，賦能高職教育教學(xué)改革，實(shí)施兼具“知識、技能、品格、高階思維及創(chuàng)新能力”的智慧人才培育。