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個性化培養一直是教育界所倡導的教育理念,也是實現國家“十四五”規劃提出的提升高等教育質量的一個有效途徑。但長期以來人們往往注重個性化思想培養、理念的傳承,實踐中缺少可具體操作的模式。高等職業院校人才培養都是實行標準化教育,大(小)班教學,教學方法和評價方式單一,教師大多依靠自身經驗掌握學生個性特點和差異性,缺乏科學“識才”工具,無法進行學生個性化診斷和綜合評價,難以精準“施教”;定時定點定案的傳統教學模式,學生個性化發展受到極大限制。這些問題限制了個性化培養的進一步發展,從而成為規模化個性培養難以突破的瓶頸,因此急切需要采取新的方法和手段加以解決。而人工智能技術賦能個性化培養,使大規模教育數據的采集、分析成為可能[1-2]。《2020智能教育發展藍皮書——人工智能助力因材施教》明確提出,通過人工智能、大數據等智能技術為教學系統賦能,助力實施規模化個性化培養。
1國內外研究
1.1國內研究
目前,我國正在積極將智能技術引入到教學過程中,為發展個性化學習創建相應的智能化學習環境。改革教學模式,為個性化培養提供保障。劉邦奇等[3]對智能技術賦能增值評價的策略和應用進行了詳細的闡述,并從選擇與應用增值評價模型、發展水平可視化、數據庫的建立與維護等多個視角,研究了智能技術支持下實現增值評價的方式。王一巖等[4-5]對人工智能時代多模態學習進行了分析研究,對學習者智能精準測評建模、教育情境智慧學習空間建模、教育系統的教育生態治理建模,深度融合了真實教育場景與多模態學習分析。顧雯等[6]根據2008—2019年中英文文獻中關于40項人工智能技術應用于教學實驗的量化分析,發現學習規模對提升學生學習成績沒有較大差異,而應用不同人工智能技術教育均能明顯提升學生成績。黃榮懷等[7]提出將人工智能融入學生知識獲取過程中能極大激發學生自主學習內驅力,能很好地促進家校互聯、泛在教育的實施。在賦能教師進行差異教學、協同教學方面效果顯著。
1.2國外研究
目前,在國外提升學員成績的重要途徑,就是將智能技術引入到教育體系中。最著名的適應性學習體系是遠程在線教育,亞利桑那州立大學的2000名學生應用該體系進行了兩學期訓練,發現輟學率顯著下降,畢業率明顯提升。亞洲教育網通過“三網智慧泛教育云平臺”,為國內教育部門和學校構建了“課堂―校內―校外”三位一體的公共智慧云。教師、學生、家長可以通過電腦、平板、電視、手機等載體,隨時隨地輕松訪問,從而使先進的教育理念和優質教育資源突破時間和空間的限制,實現了三網融合、泛在學習的目標。另外,日本一些大學結合相關大數據,利用媒體、數據分析工具跟蹤學員們的學習情況,量身定做學習計劃,從而針對不同的學習群體開展個性化學習。
2.1基本概念
個性化培養是教師根據學生的特點及個體化差異,有的放矢地進行差別化教學[8-10]。智能技術包含了大數據、云計算和物聯網等信息化手段。依托智能平臺豐富的學習資源,將知識圖譜、自然語言處理、人機交互、計算機視覺、AR/VR五個智能關鍵技術深度融入高等職業教育中[11-13],了解學習者自身能力和水平,開展自助式和個性化學習教育,促進個性化培養規模化發展[14-16]。
2.2總體框架
本文以高職院校分析檢驗技術專業《食品分析》專業核心課程為研究對象,充分發揮人工智能技術對高職院校個性化人才培養增能、使能、賦能作用,構建“智能助教+教師”為主要特征的“師生學習中心”,如圖1所示。在這個學習中心,教師主要以教學活動設計者,教學組織管理者的身份出現,通過智慧職教、藍墨云等教學平臺,向學生推送學習資料,教師根據教學平臺統計資料,進行分析整理,科學“識才”。針對不同學生群體開發活頁式智能化個性教材,基于平臺智能教學評價系統,實施個性化數據畫像,并通過平臺推送個性化教學資料,精準“施教”;根據平臺個性化畫像,開展私人定制課程,推廣個性化自調式學習與正式學習相結合,形成以人工智能技術為基礎,創新科學“識才”、精準“施教”、促進“發展”的混合式教學新模式。
2.3制定符合企業實際需求的“2+1”個性化人才培養方案
通過校企合作建立的多元協同育人平臺,調查實際教學中“個性化人才培養”方面存在的問題。根據平臺大數據分析,結合學生的興趣和愛好,制定與企業實際崗位相適應的個性化人才培養方案和專業課程體系。采用教學平臺智能工具進行數據分析,結合學習者的興趣與喜好,針對“個性化人才培養”過程中出現的問題,提出了與專業實踐項目相適應的個性化人才培養計劃與課程體系。根據學生具體學習及使用情況,幫助老師科學識才,確定“才”的特點以及個人學習程度,找準“教”的起點,從而預設彈性化的教學、創設適切性的情境,進行多樣化的課堂互動、個性化的作業生成與批改、智能化輔導與答疑等教學活動,探討精準“施教”方式與手段。
2.4創建智慧型校園
2.4.1建設智慧型大數據教育中心打造智慧課堂,建立智慧型大數據教育中心,是實現智能化混合式教學方法的必要條件。通過建設智慧型大數據教育中心,利用攝像機、感應器和智慧設備,全方位地即時理解教學情況,通過動態控制和存儲在教育環境中的信息,并基于信息進行相關度挖掘和深入認知,對學習者的認知過程實現精細建模,從而創造適合于學習者自身特點的大數據畫像;按照專業要求,為客戶匹配最優的智能化教學資源,并追蹤管理,進行針對性的服務。能夠對教師隊伍情況、培訓質量、教育服務質量等整個教學環節進行有效質量診斷。精準“畫像”,加快應用、改進、優化的螺旋上升進程,促進人才培養質量的全面提升。
2.4.2創新智能化管理服務體系加大物聯網建設力度,大力推廣人臉識別、智能安防管理、能耗監測、數據共享和機器人語音服務等智能技術的應用。不斷完善并創新智能化管理服務體系,統一身份認證,實現智能管理,智能控制,建設高效綠色校園,從入學到就業,實現質量反饋實時響應,全程服務每個學生,形成“一站式”服務管理系統。
2.4.3智能型教師團隊培育
隨著智能技術在教學過程中的廣泛應用,教師的角色也發生了較大的改變,由傳統的知識傳授者逐漸轉變為學習行為導向者。高度信息化素養的智能型教師團隊是保證智能化教學過程的必備條件。教師需要對智能平臺的大數據進行分析總結,制定授課計劃,開展與學員實際情況相符合的導向教學活動,合理評估整個師生教學過程,制定并實施相應的糾正措施;監督和修正智能平臺個性化“畫像”和推薦方案;及時更新或者開發個性化智能教材。因此,建立教師學歷提升、信息素養培訓、教學質量認定的激勵制度,定期組織老師參加教師教學能力培養的講座或者培訓,鼓勵教師參加各級別的教學能力大賽,以賽促教,以賽促學,激發教師不斷提升專業教學能力的熱情。
2.4.4智能型教法改革
智能技術在教學全過程中的深度融入,必然會產生與此相適應的智能化教學模式。“1+N”智能教學應用模式已由試點向全面常態化發展,“1”是指智能技術,“N”是指任務驅動式、案例式、角色扮演等教學方法。組織一線教師將智能技術有效融入智能化多元教學模式,建立健全教育信息化、智能化可持續發展機制;以行動導向為教學原則,以提升課堂實效為目標,借助人工智能技術,優化教學組織,創新教學方式和課堂管理模式,構建基于大數據分析的學習評價體系;以智慧職教、藍墨云班課等教學平臺為載體,全過程量化評價師生的整個學習過程,建立健全智能化特征明顯的教師教學質量考核體系。完善實習實訓過程管理、產教融合及黨建特色學習平臺,將智能技術與課堂教學深度融合,構建網絡、數字、智能、個性、終身一體的全方位教育教學新體系是教育的新常態。
2.4.5智能化教學平臺建設
智能化教學平臺是基于人工智能技術、大數據分析技術、為廣大師生提供個性化教學的教學系統。其主要具有高效性,個性化,數據驅動等特點。為豐富教學平臺內容,更好的體現個性化教學,主要從以下幾方面入手。①開發立體化、個性化智能教材:隨著“互聯網+”時代的來臨,教育教學智能化特征明顯。高職院校教材建設也應與時俱進,充分利用現代網絡信息技術和人工智能技術,配套開發可隨時學用的智能化視頻資源、教學案例,形成動態化、立體化、智能化的教學資源體系。根據社會產業升級情況,及時更新調整教學內容,實現優質資源即時共享,從而助推教學改革進一步發展。根據生源的特點和來源實施分層培養,并將其落到實處,關鍵點就是有效融合智能技術與教育教學改革,深入了解學生學習的實際情況,整合國家教學資源庫課程資源,融合在線課程平臺,設計能夠滿足多樣化、個性化需求的微課或者慕課。根據課程標準以及興趣愛好,開發符合學員個性特點的智能型教材。根據人才培養方案的要求,學員可以根據個人特點和喜好,結合必修和選修要求,自由選擇智能化教材,從而為真正實施個性化培養提供可能性。②開發智能仿真教學系統:在高職院校中,實踐性教學是提升人才培養質量非常重要的一個環節,但由于受現實條件限制,網絡教學平臺難以將實訓教學內容落到實處。即使有一些基礎訓練也只限于實訓片段展示,很難讓學生有感同身受的體驗。智能仿真技術將人工智能與仿真技術高度融合,可以模擬仿真專家進行建模、設計實驗、實施操作、理論評估、試錯等教學環節,突破了傳統仿真模型及建模方法的局限性,具有一定的糾錯和指導能力。采用智能仿真系統進行實踐性教學,可以有效解決由于大型分析儀器設施設備價格昂貴,維護保養費用較高等原因導致的實驗工位數和儀器臺套數不足等問題,節省人力物力的同時,激發了學生的學習興趣,為提升人才培養質量提供了良好的外部條件。③構建智能化評價體系:以成果導向的教育理念(OBE),開發智能在線考試,記錄教學過程實時數據,將網絡實訓虛擬及教學評價融入智能教學平臺中,對學員學習過程及行為數據進行大規模自主智能評估,構建多元梯次的智能型個性化評價體系。
3人工智能技術賦能高職院校人才培養質量,助力區域經濟發展
通過人工智能技術提升高職院校“個性化培養”人才質量及覆蓋面:加快構建網絡化、智能化、個性化、終身化的教育體系,培育教育服務新業態,借助智慧職教教學平臺實現智能“助教”與專任教師雙重教學模式。在人機互動學習中,精準捕捉學員的學習情況,并進行數據采集分析,從而完成學員個性化畫像,為實施大規模個性化培養提供強有力的支撐。結合學員個性化畫像,重構符合個性特點及其社會需求的專業課程內容,開展分層教學和個性化教學,實現更加精準、客觀、量化的個性化學習;通過互聯網、智能教室等智能方式拓展學生的學習時間、空間,搭建高等職業教育可持續發展的“立交橋”,用科技實現大規模個性化培養。深度融合人工智能技術與職業教育,為區域經濟發展提供強有力的智力支撐:以提升人才培養質量為目標,以人工智能技術為手段,充分發揮企業優勢,通過校企師資共育、課程共建、技術共研,數據共享等渠道,實現資源互補,優化職業教育資源配置,進一步深化產教融合,貫通人才培養渠道,促進個性化、智能化、終身化的教育體系的構建。為周邊企業及其產業園區,培養更多的高素質技術技能人才。通過校企項目合作、技術攻關的形式,充分發揮教育資源的內在潛力,從而為區域的經濟發展提供源源不斷的智力支撐。
參考文獻
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[8]朱小琴,陳小虹.大數據環境下高職院校大學生的個性化培養與管理研究——以泉州經貿職業技術學院為例[J].楊凌職業技術學院學報,2021,20(4):57-62.
作者:吳新華 劉軍 曹慧君單位:湖南化工職業技術學院