陳少鋒

職業(yè)教育模式起源于1809年德國普魯士，主要以傳授現(xiàn)有知識和技藝為主。這種職業(yè)教育模式適應(yīng)了當(dāng)時工業(yè)化的發(fā)展，可以快速培養(yǎng)成熟產(chǎn)業(yè)工人。隨著人工智能技術(shù)的日趨成熟，大語言模型chatgpt3.5一經(jīng)推出便被廣泛應(yīng)用，國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭也相繼推出相關(guān)產(chǎn)品，例如：百度的“文心一言”，阿里云的“通義千問”，商湯科技的“商量”等。大語言模型可以代替教師傳授知識，學(xué)生可以隨時隨地獲得知識與操作技能。這種技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式，也促使我們思考如何培養(yǎng)適應(yīng)人工智能時代的產(chǎn)業(yè)人才，如何開展職業(yè)教育課程改革。

本文從以下五個方面探討中職課程如何培養(yǎng)人工智能產(chǎn)業(yè)人才，分別是：大語言模型與職業(yè)教育改革，人工智能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，人工智能產(chǎn)業(yè)中人的作用，人工智能產(chǎn)業(yè)對人能力的要求，樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程與產(chǎn)業(yè)人才能力培養(yǎng)。

一、大語言模型與職業(yè)教育改革

Excel公式怎么寫？數(shù)據(jù)如何處理？代碼怎么編寫？依靠大語言模型，學(xué)生能夠快速獲得這些問題的答案。大語言模型能夠像中職教師一樣傳授知識與技能，這項能力正在加速顛覆以往以知識與技能傳授為主的職業(yè)教育模式。人工智能技術(shù)的發(fā)展不會停滯，因為有無數(shù)未知領(lǐng)域等待人類和機器共同探索。教學(xué)改革也是不變的趨勢，只不過大語言模型的出現(xiàn)加速了改革進(jìn)程。在這種背景下，中職教師要思考的是如何進(jìn)行課程改革，如何培養(yǎng)適應(yīng)人工智能時代的產(chǎn)業(yè)人才。

二、人工智能產(chǎn)業(yè)要求及人才需求

（一）人工智能產(chǎn)業(yè)要求

要思考如何進(jìn)行教學(xué)改革，必須了解人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與應(yīng)用。人工智能技術(shù)在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。下面幾點是人工智能的部分產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求：

1.大語言模型技術(shù)根據(jù)現(xiàn)有知識生成我們所需要的信息。在知識、語言等信息處理與傳遞行業(yè)應(yīng)用廣泛，例如教育行業(yè)、新聞行業(yè)、信息技術(shù)行業(yè)、法律、醫(yī)療、政企公文處理等行業(yè)。

2.計算機視覺技術(shù)在制造業(yè)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，可以實現(xiàn)流水線自動分揀、表面質(zhì)量檢測、故障監(jiān)測等功能，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

3.機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以應(yīng)用于生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析，通過分析數(shù)據(jù)來改進(jìn)工藝、流程和管理模式，幫助企業(yè)降低成本、提高效率和質(zhì)量。

4.計算機處理自然語言的技術(shù)可以應(yīng)用于客戶反饋的分析、生產(chǎn)過程的控制等領(lǐng)域，提高了生產(chǎn)效率和客戶滿意度。

5.機器物聯(lián)網(wǎng)傳感器感知技術(shù)則可以利用傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對設(shè)備和工廠中的物品進(jìn)行連接和管理，利用智能傳感器感知信息、收集數(shù)據(jù)、利用云計算技術(shù)實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測等等，為企業(yè)帶來更高效、更安全的生產(chǎn)方式。

（二）人工智能產(chǎn)業(yè)人才需求

盡管機器在某些方面超越了人類，但人具有的是綜合能力和特性。人同時具有興趣、喜好、情感、道德、語言、運動、感知、觀察、思考、學(xué)習(xí)、實踐等多種特性和能力。這些特性和能力使人類在不斷實踐中創(chuàng)造知識、發(fā)現(xiàn)新規(guī)律、對已有知識進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用。正因如此，人仍然主導(dǎo)著生產(chǎn)和生活。為了適應(yīng)未來發(fā)展，職業(yè)教育需要培養(yǎng)學(xué)生探索新知識的動能、人機協(xié)作能力、項目工程實踐能力、跨學(xué)科知識整合能力。

三、人工智能產(chǎn)業(yè)中人才的地位

在人工智能產(chǎn)業(yè)中，雖然機器具備了很多人類的能力，但是人的作用仍然是機器無法替代的。在人工智能技術(shù)的發(fā)展過程中，人在實踐中扮演著非常重要的角色。下面是產(chǎn)業(yè)中人處于的地位：

（一）人與大語言模型

大語言模型能夠掌握人類知識和語言，但是它并沒有真正理解知識。它無法將知識和現(xiàn)實聯(lián)系起來，也無法憑空創(chuàng)造新的知識。因此，在人工智能產(chǎn)業(yè)中，需要有人實踐應(yīng)用知識并創(chuàng)造新的知識和應(yīng)用。

（二）人與機器視覺

機器視覺模型能夠代替人進(jìn)行視覺感知，但是它僅能夠理解特定種類的事物，而不能進(jìn)行整體認(rèn)知。因此，在實際應(yīng)用中，需要人對機器視覺所識別的內(nèi)容進(jìn)行判斷和評估，確保機器視覺的準(zhǔn)確性和有效性。

（三）人與物聯(lián)網(wǎng)傳感器

傳感器能夠比人更快速、更準(zhǔn)確地獲取信息，但是它需要人憑借感覺與常識對各類傳感器信息做出綜合性的分析和判斷，做出最終的決策。

（四）人與機器學(xué)習(xí)

機器學(xué)習(xí)能夠通過海量數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)某一規(guī)律，但是現(xiàn)實問題錯綜復(fù)雜，很多因素相互影響，需要人通過經(jīng)驗清洗數(shù)據(jù)、評估修正數(shù)據(jù)。在人工智能產(chǎn)業(yè)中，需要有人類對機器學(xué)習(xí)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，確保機器學(xué)習(xí)的準(zhǔn)確性和有效性。

（五）人與工業(yè)機器人

工業(yè)機器人可以不知疲勞地重復(fù)勞動，但是它無法靈活地根據(jù)不同產(chǎn)品進(jìn)行柔性制造。因此，在智能制造中，需要有人根據(jù)生產(chǎn)要求，對工業(yè)機器人進(jìn)行搭建和調(diào)試系統(tǒng)，確保機器的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

四、樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程如何培養(yǎng)人工智能產(chǎn)業(yè)人才

根據(jù)產(chǎn)業(yè)人才需求，構(gòu)建樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程改革原有教學(xué)模式，課程主要有以下四個方面培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)所需的能力，分別是：探索動能激發(fā)、人協(xié)作能力培養(yǎng)、跨學(xué)科知識體系構(gòu)建、工程實踐。

（一）探索動能激發(fā)

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)生在場景中通過個人認(rèn)知、情感、語言交流、觸覺、視覺、聽覺、嗅覺、工具等多種方式進(jìn)行場景感知，獲得探索新知識的動能。場景感知能力是只具有人類某項能力的機器所不具備的。

課程通過融入場景，提升學(xué)生場景感知能力。同時從品質(zhì)培養(yǎng)、情感激發(fā)、需求創(chuàng)造三個方面激發(fā)學(xué)生探索新知識的動能。

1.場景培養(yǎng)品質(zhì)，品質(zhì)激發(fā)動能

品質(zhì)來源于對生活的百味體驗，來源于對國家過去與未來的認(rèn)知，來源于對環(huán)境與自然的生命的感悟，來源于科學(xué)不懈探索精神的熏陶等等。課程通過場景融合，培養(yǎng)個人品質(zhì)，激發(fā)自身學(xué)習(xí)動機。下面是課程用場景培養(yǎng)個人品質(zhì)的案例。

（1）在Python人機協(xié)作項目，創(chuàng)設(shè)“中國煤礦開采行業(yè)百年巨變”場景，煤礦開采中，塌方、瓦斯爆炸、滲水礦難事故頻發(fā)，煤礦工人的悲慘遭遇讓學(xué)生感同身受。通過這些，培養(yǎng)學(xué)生善良、關(guān)愛和理解的思想品質(zhì)，同時學(xué)會珍惜勞動者為我們創(chuàng)造的幸福生活，學(xué)會感恩。觸及心靈深處引發(fā)思考：如何在礦井下搭建5G物聯(lián)網(wǎng)，通過遠(yuǎn)程人機協(xié)作方式，讓機器代替人執(zhí)行危險工作，改善煤礦開采工作環(huán)境，同時保障中國能源安全。

（2）在超聲波傳感器項目中，中緬邊境毒品走私猖獗，緝毒警察為此付出寶貴生命。通過血淋淋的案例提升學(xué)生對毒品危害的認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感；培養(yǎng)有擔(dān)當(dāng)、有愛心、有責(zé)任心的優(yōu)良品格。激發(fā)項目學(xué)習(xí)動能，使學(xué)生立志要用科技與自身所學(xué)，在中緬邊境用超聲波傳感器、紅外傳感器、振動傳感器、計算機圖像檢測技術(shù)架起科技防毒網(wǎng)，保護我們的家園。

2.場景觸動情感，用情感激發(fā)動能

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心社會熱點事件，將所學(xué)知識與實踐項目融入社會熱點事件，用科學(xué)技術(shù)創(chuàng)造價值、服務(wù)社會。下面是課程的幾個場景觸發(fā)情感案例：

（1）森林火災(zāi)頻發(fā)，消防員舍身撲火。森林面積大，監(jiān)管人員不足，如何用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)，人工智能視頻圖像識別技術(shù)代替人力監(jiān)管，減少災(zāi)難發(fā)生。

（2）白天課室開燈，大量資源浪費，如何用傳感器技術(shù)解決資源浪費問題？

（3）我國西北地區(qū)缺水，如何發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)滴灌農(nóng)業(yè)？

（3）河涌被污染，環(huán)境被破壞，水質(zhì)誰來監(jiān)測？

（4）水溫過高，魚大量死亡，農(nóng)戶一夜返貧。

3.場景引發(fā)需求，需求激發(fā)動能

按照馬斯洛需求理論，在場景中引發(fā)學(xué)生尊重與自我實現(xiàn)需求是動能激發(fā)的關(guān)鍵。包括自信心、創(chuàng)造個人的社會價值、責(zé)任感與使命、榮譽感、興趣愛好、自尊心等個人需求。社會地位、社交關(guān)系、社會期望的社會需求。下面是筆者的課程的場景提升需求層次的案例：

（1）點亮LED項目里面，用“螺絲釘精神”類比小小的LED，LED組成電腦、手機的屏幕，是機器世界與人的交流窗口，是我們生活中不可或缺的一部分。我們也一樣，每個人都在用自己微薄的力量為國家做出了自己的貢獻(xiàn)。每個人都很重要，都是國家、社會不可或缺的一份子，培養(yǎng)學(xué)生對個人努力的自信。

（2）Python的彈道建模項目中，引入甲午中日海上炮戰(zhàn)中指揮撞向敵艦的鄧世昌，抗美援朝戰(zhàn)爭中“我已被包圍，向我開炮，祖國萬歲”的偵察兵于樹昌的事例。英雄事跡激發(fā)學(xué)生追求自我成長和發(fā)揮潛能的渴望。英雄的故事能夠讓學(xué)生明白為國家、民族和社會貢獻(xiàn)的重要性，從而激發(fā)他們追求自我實現(xiàn)，發(fā)掘并發(fā)揮自己的潛力，實現(xiàn)個人成長和人生價值；能夠引導(dǎo)學(xué)生將個人尊嚴(yán)升華為國家民族尊嚴(yán)，明確為中華崛起的強國使命，需求激發(fā)學(xué)習(xí)戰(zhàn)場建模的動能。

（二）人機協(xié)作能力培養(yǎng)

機器在進(jìn)化，很多人擔(dān)心工作會被取代。技術(shù)革命推動時代的發(fā)展，而人工智能只不過是一個工具，人類依靠使用工具在所有生物中脫穎而出，依靠工具探索越來越多未知的宏觀微觀世界。隨著工具（機器）在發(fā)展提升生產(chǎn)力導(dǎo)致生產(chǎn)關(guān)系的改變，舊職業(yè)被取代，同時新職業(yè)產(chǎn)生。因此以其擔(dān)心工作何時被取代，不如培養(yǎng)人機思維提升人機協(xié)作效率，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的理念去適應(yīng)新的生產(chǎn)關(guān)系（職業(yè)），用新的生產(chǎn)工具提升個人生產(chǎn)效率。

人機思維能力是人工智能物聯(lián)網(wǎng)時代的一項重要思維能力。人機思維中的機器替代思維、機器構(gòu)建思維能夠幫助學(xué)生更好地與機器智能與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)協(xié)作，更快適應(yīng)新的生產(chǎn)關(guān)系。下面是樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程通過Python編程幫助學(xué)生提升人機協(xié)作能力的案例：

1.在Python的人機協(xié)作項目中，用Python的輸入、輸出、計算模擬下列場景：超市收銀員和銷售管理系統(tǒng)的協(xié)作、高速收費系統(tǒng)和收費員的協(xié)作、醫(yī)院醫(yī)生和藥品管理系統(tǒng)的協(xié)作、工廠工人和機器等等。

2.在Python的流程分解、流程控制、重復(fù)執(zhí)行項目中，引導(dǎo)學(xué)生分解復(fù)雜的洗衣機洗衣過程，汽車前擋玻璃涂膠過程，分解LED廣告燈的工作過程。用Python語言模擬機器的自動化執(zhí)行過程，達(dá)到理解機器運行邏輯的目的。

3.Python工具與模塊化搭建思維，用Python的函數(shù)構(gòu)建思維和模塊調(diào)用。讓學(xué)生明確不能閉門造車，不要重復(fù)造輪子。善于運用工具（機器），搭建系統(tǒng)，解決實際生產(chǎn)與生活問題。

4.Python的抽象與建模思維，通過拋物線方程計算和matlotlib模擬火炮彈道的案例，用商品采購過程的建模與Python模擬案例，培養(yǎng)學(xué)生對于現(xiàn)實場景的抽象建模思維習(xí)慣。

樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用課程主要以機器語言Python模擬機器生產(chǎn)過程，提升學(xué)生用Python機器語言解決實際問題提升人機協(xié)作能力。

（三）跨學(xué)科知識體系構(gòu)建

課程采用STEM+職業(yè)教育教學(xué)模式，該教學(xué)模式有很強的跨學(xué)科屬性。樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程涉及計算機科學(xué)、電子工程、數(shù)據(jù)科學(xué)、機器學(xué)習(xí)等多個學(xué)科領(lǐng)域，具體涉及Python程序設(shè)計基礎(chǔ)、傳感器開發(fā)基礎(chǔ)、電子電路基礎(chǔ)、Linux操作基礎(chǔ)、樹莓派控制基礎(chǔ)等眾多專業(yè)和基礎(chǔ)學(xué)科。

STEM+職業(yè)教育教學(xué)模式教學(xué)中，搜索引擎、大語言模型知識庫幫助學(xué)生快速獲取各學(xué)科知識，以項目引領(lǐng)知識構(gòu)建，根據(jù)個人認(rèn)知層次，構(gòu)建以項目引領(lǐng)和學(xué)科分類的知識脈絡(luò)，逐步細(xì)化深入知識。

（四）工程實踐應(yīng)用與終身職業(yè)能力培養(yǎng)

大語言模型的出現(xiàn)幫助中職學(xué)生解決實踐中遇到的問題，學(xué)生能夠在實踐中吸收知識。課程要借助人工智能的大語言模型知識庫工具，填補知識短板，突出職業(yè)教育的實踐優(yōu)勢。

1.以工程實踐教學(xué)為模式，培養(yǎng)技術(shù)技能水平

為了提升學(xué)生的工程實踐能力，在課程中，筆者主要用以下幾種方式開展教學(xué)。

（1）項目引領(lǐng)

組織學(xué)生進(jìn)行實踐項目，例如構(gòu)建一個智能家居系統(tǒng)、智能停車場管理系統(tǒng)等，讓學(xué)生通過實踐項目，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，提高工程實踐和應(yīng)用能力。

（2）實際操作

讓學(xué)生在課程中進(jìn)行實際的操作，親手搭建、調(diào)試和測試物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，從而深入理解物聯(lián)網(wǎng)的原理和應(yīng)用場景。這不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力，還能增加學(xué)生的興趣和自信心。

（3）問題解決

鼓勵學(xué)生在課程中面對實際問題，通過自主探究和解決問題的方式，提高工程實踐能力和解決問題的能力。例如，當(dāng)遇到設(shè)備互聯(lián)或者數(shù)據(jù)傳輸失敗等問題時，學(xué)生需要通過分析問題、調(diào)試設(shè)備、查找相關(guān)資料等方式解決問題。此外，大語言模型也能夠幫助學(xué)生解決問題。

（4）課堂競賽

將技能競賽引入課堂，創(chuàng)造競爭環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生提升技能從而獲取更好的競賽成績。

2.以工程實踐和課程內(nèi)容融合為案例，培養(yǎng)問題解決能力

在課程建設(shè)中，工程實踐案例的設(shè)置是至關(guān)重要的。以下是Python編程基礎(chǔ)的工程實踐案例：

人機協(xié)作編程項目：①購物車應(yīng)用。利用Python編程實現(xiàn)購物車功能，可以讓用戶選擇需要購買的商品，并對商品進(jìn)行實時價格計算，方便用戶掌握消費金額。將Python的input、print、基本運算應(yīng)用到購物車項目中培養(yǎng)工程能力。

②機器決策項目。西瓜挑選應(yīng)用，通過Python的if條件判斷，判斷西瓜紋路、顏色、敲擊聲，判斷是好瓜還是壞瓜。通過if條件判斷實現(xiàn)橙子大小、好壞的分揀工程實踐應(yīng)用。

③傳感器項目。舵機、LED、超聲波傳感器項目都需要學(xué)生進(jìn)行工程應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)問題、分析并解決問題。

通過以上工程案例，學(xué)生可以在實際場景中應(yīng)用Python編程，傳感器技術(shù)，提高編程和解決實際問題的能力。

（五）STEM+職業(yè)教育，培養(yǎng)綜合型技術(shù)技能人才

樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程探索STEM+職業(yè)教育教學(xué)模式改革，用“science科學(xué)理論”分析生產(chǎn)問題，用“工程實踐engineering”構(gòu)建跨學(xué)科知識體系，通過“技術(shù)應(yīng)用technology”強化知識，用“數(shù)學(xué)math”推理運算解決問題。以培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)和職業(yè)能力為目標(biāo)，探索STEM教育與中職教育融合的課程建設(shè)，培養(yǎng)人工智能應(yīng)用時代的產(chǎn)業(yè)人才。

五、結(jié)束語

為了推進(jìn)人工智能時代下的職業(yè)教育改革，筆者以樹莓派為實踐平臺，將知識探究與實踐結(jié)合，構(gòu)建以能力培養(yǎng)為主的樹莓派的人工智能物聯(lián)網(wǎng)課程。從探索動能激發(fā)、人協(xié)作能力培養(yǎng)、跨學(xué)科知識體系構(gòu)建、工程實踐能力培養(yǎng)等多個方面培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)發(fā)展能力，以適應(yīng)企業(yè)終身學(xué)習(xí)的崗位需求，適應(yīng)多樣的職業(yè)發(fā)展賽道。

責(zé)任編輯 朱守鋰