随着信息技术的迅猛发展，人工智能技术已成为推动社会各行业转型升级的核心力量。它不仅在提升生产效率、优化管理流程、提高服务质量方面发挥着关键作用，也深刻影响着高职教育的专业发展和课程教学内容的改革。作为培养专业技术技能人才的摇篮，高职院校必须创新其教学模式和方法，以适应新的发展需求，从而培育出能够适应未来技术变革的高素质人才。特别是在实验实训教学领域，人工智能的融入为职业教育改革提供了新的思路和工具。
一、融合人工智能是时代发展的必然趋势
在技术推动人类文明变革的历史脉络中，第四次工业革命以技术创新为核心动力，引领着经济结构和社会生活的深刻变革。当前，技术进步已超越自动化生产和智能制造的范畴，扩展至虚拟现实、大数据分析、人工智能等更广泛的领域。每一项技术的突破都在根本上重塑了人类的工作模式和生活方式，开辟了新的工业路径和商业模式，显著提升了生产效率和创新能力。
随着第四次工业革命的深入发展，技术与经济的快速发展催生了新兴产业的发展，促使传统行业进行技术改造和产业升级，劳动力市场需求发生了显著变化，对劳动者构成了双重影响：一方面，对高技术技能和创新能力的高素质人才需求日益增长；另一方面，加剧了对低技能劳动力的替代与淘汰。这种劳动力市场的重大转型要求劳动者不断提升技能和素质，以适应新时代的需求。因此，为了提升劳动力的技能和创新能力，职业教育必须进行改革与创新，以更好地适应工业4.0时代，满足未来社会的多元化需求。
二、融合人工智能是国家发展的必然要求
人工智能与教育的深度融合已成为全球各国和国际组织关注的焦点。2019年5月，联合国教科文组织(UNESCO)与中国政府合作在北京举办国际人工智能与教育大会，并在同年8月发布《北京共识--人工智能与教育》文件，形成了国际社会对智能时代教育发展的共同愿景。2021年，UNESCO发布了《人工智能与教育：政策制定者指南》，并在同年11月24日通过了《人工智能伦理问题建议书》，2023年9月7日颁布了《生成式人工智能教育与研究应用指南》，从宏观管理、教育政策制定、技术应用与服务的方法与原则、前沿人工智能技术的应用与建议等方面，全方位、多角度深入探讨了人工智能对教育的影响与发展前景。
中国也高度重视人工智能与教育的融合发展。2018年，教育部发布《高等学校人工智能创新行动计划》，设定了2020、2025、2030的三节点发展目标，并涵盖了前沿创新、人才培养、科技成果转化与示范应用的三方面重点任务。同年，教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，标志着教育信息化建设正式迈入以人工智能为代表的2.0时代。2024年在上海举办的世界数字教育大会上，教育部部长怀进鹏表示，教育部将实施人工智能赋能行动，以促进智能技术与教育教学、科学研究、社会的深度融合。
三、实验实训教学与人工智能融合的发展策略
3.1 培育数字化思维，提升数字化技能
将人工智能融入实验实训教学不仅仅是对现有教学体系的技术性升级，而是涉及到教育理念、教学方法和管理模式的全面革新。这一过程要求我们从技术应用和融合的初步阶段，逐步深化到培养数字化意识和思维方式，进而发展相应的数字化技能和方法。这不仅关乎技术和工具的使用，更重要的是挖掘教育资源和数据的潜在价值，构建智能化、生态化的实验实训教学新模式，形成高效、透明、可持续的数字化治理体系和运行机制。这将推动实验实训教学体系的现代化，适应社会快速变化的需求，支持职业教育的持续发展。同时，我们还需深化对实验实训教学与人工智能融合的理解，视其为一场深刻的教育革命，这场革命不仅改变了教学工具和环境，还重新定义了教学和学习的方式。通过人工智能的强大技术支持，我们可以智能分析学习者的行为和表现，提供个性化的教学资源和学习策略，打破传统教学的时间和空间限制，实现个性化学习和终身学习。
3.2 打造智能化实验实训学习环境
智能化学习环境不仅标志着学生学习和教师教学方式的进步，而且是支持人工智能与实验实训教学融合的基础。目前，无论是传统的实验实训教室还是配备最新多媒体技术的理论实践一体化教室，大多仍受限于固定地点和单一场景，这种局限性导致教学过程在不同场域之间的割裂，减少了教学互动的可能性，使得教师对学生学习状态的追踪变得更加困难。在人工智能时代，教育环境需要从封闭向开放转变，这不仅是时空观念的变化，也体现在学习方式的演进上。为了适应这种变化，传统学习环境亟需通过数字化、网络化和智能化的升级改造来实现革新。这包括数据共享、设备协同工作、知识互联以及群体智能整合，目的是创建一个能够自我适应和自我优化的学习环境，使学习过程更加轻松、更具沉浸感，更有效率。例如，利用人工智能分析，教师可以更准确地理解学生的学习习惯和需求，从而提供更个性化的教学。同时，人工智能可以辅助教师设计课程和评估学生的学习成果，使教育资源分配更加高效。此外，通过引入虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术，可以为学生提供模拟实验和场景体验，极大地增强学习的互动性和实践性。
我们的目标是创建一个多维度、高度互动和完全融合的智能学习环境，这不仅是物理空间的转变，也是学习理念和教学模式的重大跃迁。通过不断探索和创新，智能化学习环境将引领教育的未来，为学生提供更加广阔的学习视野和无限的可能性。
3.3 强化数字化教学资源的构建
在实验实训教学改革中，课堂仍然是主阵地。数字化转型，尤其是课堂教学资源与人工智能的融合，构成了所有数字化应用和服务的基石。尽管基于人工智能的多模态数据分析技术及其衍生应用产品尚未完全成熟，且传统教学数字化转型过程中面临诸多挑战，但通过整合传统纸质教材、数字化教材和智能化教学设备，我们有望开发出新型教学模式，以提升课堂教学效率，减轻师生负担，并激发学生的创新能力。
数字化教学资源的核心在于其数字形态，得益于网络在线平台的支持，这些资源不仅能够在多种数字设备上被访问和更新，还能捕捉并记录学生学习过程中的互动轨迹，提供即时反馈。创建这类教学资源涉及内容的编辑、加工、审校、发布以及在教学实践中的运用和平台维护，涵盖一系列全方位的数字化操作。为有效构建数字化教学资源，我们需要关注几个关键点：首先，探索和建立新型数字化教学资源的建设标准和知识体系设计规范，确保教学内容的质量和系统性；其次，开发配套的互动设计与编辑工具，支持教师和教学内容开发者以创新方式设计和呈现学习资料；再次，构建知识图谱和支撑平台，系统化管理和梳理教学资源，促进资源的个性化和精准化匹配；最后，开发示例教学资源和探索基于不同应用场景与人工智能相结合的数字化教学新模式，为教师和学生提供实践参考和灵感。通过这些措施，我们可以推进数字教学资源的建设，促进教学过程与人工智能融合的数字化转型，提高教育质量和教学效率，为学生提供更丰富、互动和个性化的学习体验。
3.4 革新实验实训评价体系
基于人工智能的测评技术创新是实验实训教学评价数字化改革的关键。实验实训教学的评价体系在很大程度上决定了教学的发展方向，并深刻影响教学方法和学习模式的选择。因此，深化实验实训评价改革，迫切需要创新评价工具和方法，以人工智能等现代信息技术为支撑，探索更全面、科学和客观的评价体系。这种新评价方式能够全面监测学生学习过程，并进行横向和纵向评价，横向关注德智体美劳等全方位能力评价，纵向涵盖学生知识掌握、能力发展、情感态度等多个维度，全面了解和评价学生的发展情况。这种评价方式的创新在于，它超越了传统的纸笔考试和单一维度评价，通过人工智能技术实现对学生学习过程的连续跟踪和实时反馈，更精准地识别学生的学习需求和潜能，发现并及时指导解决学生学习中的问题。
实现这一目标的关键在于开发和应用一系列人工智能测评工具和平台。这些工具和平台应具备强大的数据处理能力，能够收集和分析大量学习数据，利用机器学习、自然语言处理等人工智能技术，深入分析和评价学生的学习行为和效果。通过这些智能化手段，教师可以获得更精确和多维的学生学习数据，为学生提供个性化和精准的教学指导。此外，人工智能测评技术还应注重评价结果的应用和反馈机制。通过构建有效的数据反馈系统，将评价结果及时反馈给教师和学生，帮助他们调整学习和教学策略，实现教学相长。同时，人工智能测评为教育决策提供科学依据，支持教育管理者在宏观层面进行更精准的教育资源配置和政策制定。
因此，革新人工智能测评技术是推动教育评价数字化转型的核心，它不仅增强了评价的科学性和客观性，还促进了教育教学方法的创新与优化。人工智能测评技术能够更有效地支持学生的全面成长，促使教育评价体系朝着更公正、合理和高效率的方向发展。
3.5 构建和优化政策法规与标准体系
人工智能与实验实训教学的深度融合，需要构建和完善一套全面的政策法规和标准体系，以保障数字化教育的健康和有序发展。这一体系应涵盖数据保护、隐私权、知识产权以及人工智能伦理等多个关键领域，确保在推动教育创新的同时，也维护所有利益相关者的合法权益。
首先，政策法规需明确规范数据的收集、处理和存储标准，确保学生和教师的个人信息安全，防止数据泄露和滥用。随着人工智能技术在教育中的广泛应用，相关政策还需解决人工智能决策过程的透明度问题，确保人工智能系统的决策是可解释、可审计的，并且公正无私。
其次，知识产权保护同样重要。在数字化教学资源和在线共享日益普及的背景下，原创内容创作者的权益需要得到更多重视。政策法规需平衡促进资源共享与保护知识产权的关系，激励教育内容创新，同时防止未经授权的复制和分发。
最后，人工智能伦理是另一个关键领域。随着人工智能技术在教育领域的深入应用，如何确保技术应用不加剧教育不平等、不滥用学生数据、不造成道德风险，都是需要严格考虑的问题。政策和法规需制定明确的伦理指导原则，引导人工智能技术的负责任使用。
综上所述，通过建立和完善政策法规与标准体系，我们可以为人工智能与实验实训教学的融合发展提供坚实的基础，确保数字化教育的健康发展，同时保护教育创新和所有利益相关者的权益。
