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摘要：为了培养符合时代需求的高水平技术技能型人才， 文章首先概述了智能时代高职学生人工智能素养框架，然后分析了智能时代高职学生人工智能素养培育现状，最后提出了智能时代高职学生人工智能素养 培育策略。
关键词：高职学生,人工智能素养,智能时代
近年来，人工智能加速发展，以人工智能技术为 核心的新一轮科技革命已然来临，人类进入智能时 代[1] 。2019 年，教育部部长陈宝生在国际人工智能与 教育大会上指出，要“让学生对人工智能有基本的意 识、概念、素养、兴趣”。当前，我国高职院校逐步开始 实施人工智能通识教育，旨在提升高职学生人工智能 素养。但目前高职人工智能素养通识教育在内容设 置、创新技能培养、伦理观念引导等方面还存在一定 的问题。对此，高职学生人工智能素养框架可以为人 工智能通识教育实践提供相应的依据，并为智能时代 所需的高素质技术技能型人才培养指明方向。 目前， 国内学者对人工智能素养的研究各有侧重，关于高职 学生人工智能素养的研究较少。为此，本文探讨了高 职学生人工智能素养框架及其核心要素，并提出了高 职院校培育学生人工智能素养的策略，以期为高职院 校开展人工智能素养培育实践提供参考，这对健全人 工智能课程体系建设和培养具备人工智能素养的高 素质技术技能型人才具有一定的意义。
一、智能时代高职学生人工智能素养框架概述
2016 年，国外学者首次提出“人工智能素养”的 概念。 由此，国内外学者开始讨论人工智能素养的概 念及要素。 已有文献中，大多将人工智能素养界定为 能力与综合素质。乔治亚理工学院朗(Long) 等[2]认为 人工智能素养是一种能够使用、批判性评估人工智 能，并能够与人工智能沟通的个人能力。香港大学王 (Wong) 等[3] 认为人工智能素养包括“AI 概念、AI 应 用、AI 伦理”三个部分。学者从不同视角对人工智能素 养的要素进行了探讨。联合国教科文组织提出了人工 智能教育的五大要素：数据意识、计算思维与编码、随 机性、后 AI 人文主义，以及对 AI 的批判性思考[4] 。杨鸿武等[5] 参考国际技术与工程教育家协会发布的《技 术与工程素养标准：技术和工程在 STEM 教育中的作 用》，构建了 STEM 背景下中小学人工智能素养框架。 王奕俊等[6]从五个层面廓清了高等院校人工智能素养 教育的内容。通过梳理分析国内外相关文献可以发 现，能力论与素质论强调的人工智能素养核心要素与 能力具有高度的一致性：均强调人工智能知识、能力 与对人工智能的伦理态度。
本文借鉴国内外人工智能素养相关研究，结合郑 州铁路职业技术学院(以下简称“我校”)人工智能通 识教育实践，构建了高职学生人工智能素养框架，如 图 1 所示。框架由知识、思维、技能、伦理 4 个一级要 素及 11 个二级要素构成，如表 1 所示。框架适用于高 职学生的人工智能素养培育，具有较强的可行性，可 为人工智能通识教育的实施提供依据。
职学生人工智能素养框架的 4 个一级要素循 序渐进，相互联系，互为支撑。知识为思维、技能、伦理 观念的形成打下基础;思维促进知识的掌握与技能的 形成;技能是知识与思维的外在体现;伦理观念可指 引知识、思维与技能的学习运用。即高职学生可在技 能实践中，不断巩固知识，训练思维;在知识学习，以及思维、技能运用过程中，高职学生可逐步形成科学 的人工智能伦理观念。
(一) 知识：人工智能素养的基础
基于布鲁姆教育目标分类学将人工智能知识概 括为事实性知识、概念性知识、程序性知识及元认知 知识。高职学生应当了解人工智能事实性知识，理解 人工智能概念性知识，掌握人工智能程序性知识，形 成自我应用人工智能技术的元认知知识。事实性知识 有助于学生对人工智能技术有一个概括性的感知;概 念性知识有助于高职学生对人工智能技术有清晰、准 确的理解;程序性知识有助于高职学生对人工智能模 型的产生有深入的理解;元认知知识有助于高职学生 测量自身对人工智能知识掌握的程度。
(二) 思维：人工智能素养的核心
思维可促进知识的掌握与技能的形成，是人工智 能素养的核心。思维包含敏捷的数据意识与计算思 维。其中，数据意识是指采用人工智能技术解决问题 时，能够从业务系统中分析检索出解决问题(训练人 工智能模型) 所需的数据，并且能够基于 Excel 等数据 处理工具对数据做常见的预处理操作(如去除空值、 填补缺失值、检测异常值等) ，最后基于数据进行模型 训练，或者做进一步的可视化分析。
计算思维是智能时代高职学生解决问题的基本技巧。1996 年，美国心理学家、计算机教育家佩珀特 (Papert) [7]初步界定了计算思维的内涵，认为学生在运 用计算机处理各种事情的过程中可以学会学习、掌握 方法和发展能力。2006 年，美国卡内基梅隆大学教授周 以真(Jeannette M.Wing) [8] 首次定义了计算思维，她强 调计算思维是一项每个人都必备的基础技能，不能仅 局限于与编程任务直接相关的任务。计算思维是解决 问题的方法和途径，绝非要人类像计算机一样去思考。
(三) 技能：人工智能素养的体现
基于知识与思维的水平，将技能分为应用人工智 能工具与创新人工智能应用两种层次。
应用人工智能工具是指对现有工具的使用。如提 取图片中的文字，使用文字识别工具;批量处理数据 文件，使用 Python 处理。在重复性、技术要求低的场景 中，采用人工智能工具可在降低人力、时间成本的同 时大幅提升工作效率。
创新人工智能应用是指基于人工智能技术，创造性 地形成解决问题的思路与进行人工智能应用开发。这 是人工智能素养的高水平体现，也是 2018 年教育部印 发的《高等学校人工智能创新行动计划》的内在要求[9]。 创新人工智能应用已成为高职培养高水平技术技能型人才的源动力。例如，铁路货车车号进行人工喷涂与 核对需要大量时间、人力，且极易发生误喷、漏喷的情 况。中国铁路武汉局集团有限公司李桑郁基于百度飞 桨研发了车号识别工具，以机器代替人工，在降低人力 成本的同时，大幅提升了车号识别的效率与准确度[10]。
(四) 伦理：人工智能素养的指引
人工智能的广泛应用极大地提高了社会生产效 率和经济效益，但与此同时，人工智能也对社会造成 了巨大的冲击，并引发了伦理关注。科学的人工智能 伦理观念是人工智能知识学习、技能展现的重要保 障，指引着人工智能素养的培育方向。
科学的人工智能伦理观念包含正确的态度、清晰 的责任和良好的政治思想素质。高职学生能够认识到 人工智能的巨大优势，也能够注意到人工智能给人类 社会带来的负面影响。其在应用人工智能技术或产品 的过程中，能够运用一定技术、策略保护自身或他人信 息安全， 并在无人监督的情况下个人行为符合相关法 律的规定，能够自觉维护信息社会的秩序与健康发展。 因此，在具体教学实践中，教师应寓价值观引导于知识 传授和能力培养过程，帮助学生塑造正确的世界观、人 生观、价值观，并将习近平新时代中国特色社会主义思 想、社会主义核心价值观、中华优秀传统文化、宪法法 治、职业理想和职业道德融入课堂内容，增强学生对党 的创新理论的政治认同、思想认同、情感认同，坚定中 国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化 自信。
二、智能时代高职学生人工智能素养培育现状
人工智能通识课程是人工智能通识教育的重点， 笔者对高职院校开设的人工智能通识在线课程(智慧 职教 MOOC 学院、 中国大学 MOOC 两大平台在线课 程) 进行调查分析，据此探索了高职学生人工智能素 养的培育情况。
(一) 知识的培育较为完整
对高职学生知识的传授较为完整。普遍开设的人 工智能通识课程均能够将知识的二级要素(事实性知 识、概念性知识、程序性知识) 系统、完整地教授给学 生，但鲜有课程阐述人工智能元认知知识，这将对学 生应用与创新人工智能技术的策略选择产生一定影 响。概括来说，上述课程基本符合高职学生人工智能 素养框架对知识培育的要求。
(二) 思维的培育有缺失
对高职学生数据意识的培育较少，对计算思维的培育较多。调查发现，课程中人工智能应用开发案例 几乎均未设置数据获取、数据处理及基于数据进行决 策的相关环节，而是使用教师事先准备好的数据，直 接导致了数据意识培育环节的缺失。同时，50%以上的 课程提出在 Python 编程练习中培育学生的计算思维。 如使用 Python 调用百度 AI 开放平台接口实现人脸识 别的项目，综合了抽象、概况、任务分解、代码实现等 步骤，可有效锻炼学生的计算思维。
(三) 创新技能的启发不足
对高职学生应用人工智能工具的技能培育较好。 上述课程均介绍了人工智能在自然语言处理、计算机 视觉、语音识别三大领域的典型案例，以及常用的人工 智能工具，并教授学生使用各种类型工具的方法，以提 升工作效率。高职学生具有好动手、实践能力强的特 点，能够积极主动学习、应用人工智能工具，普遍能够 掌握应用人工智能工具的技能。但对学生创新人工智 能应用技能的培育不足。调查发现，在线课程中创新人 工智能应用的内容较少，而算法原理部分的内容较多。 创新人工智能应用内容较少直接导致学生创新技能培 养的不足，与此同时，算法内容偏多导致了技能培养目 标的偏离。60%的课程中数学原理与人工智能算法占 据较多篇幅，即课程内容的编排侧重技术原理的学习， 而非技术应用的学习。对人工智能算法的学习也在一定 程度上偏向人工智能技术应用专业的课程目标。但人工 智能模型种类繁多，且在实际项目开发中需大量的编 程与模型设计、训练工作，而这些目标在现有课时安排 下难以实现。
(四) 伦理的引导不明显
对高职学生科学的伦理观念、个体责任引导不足。 仅有 37%的课程包含人工智能伦理相关内容，这与目 前人工智能广泛应用引起的巨大伦理关注是不相符 的。随着对人工智能知识、技能的学习，且现实中不断 涌现的与人工智能技术相关的负面事件、舆论，极易 引发学生对人工智能的负面情绪，进而影响其科学伦 理观念与清晰个体责任的形成，最终导致素养培育方 向的偏离。同时，对学生政治思想素质培育力度不足。 调查发现，较少有课程主题鲜明地提出蕴含思政要素 的章节，且思政内容融入不足，缺少人工智能伦理的 相关案例。虽然一些课程中安排了思政元素与人工智 能技术融合的项目，但这些项目内容丰富程度不够， 且不够贴近现实，以致很难引发学生对人工智能伦理 的思考，故而不利于坚定学生的理想信念，培养学生的家国情怀。此外，一些人工智能通识课程内容均为 Python 编程或计算机文化基础相关内容，人工智能通 识课程成为 Python 编程课或计算机操作课，这不利于 学生人工智能素养的培育，也无法达成人工智能通识 课程的教学目标。
三、智能时代高职学生人工智能素养培育策略
(一) 加强高职学生人工智能素养框架研究
人工智能素养框架是开展人工智能通识教育的 指导性要件。基于中国知网等文献平台进行文献分析 可以发现，近 5 年来，以人工智能对高职人才培养、高 职学生核心素养的影响及人工智能通识教育为主题 的论文仅有 10 余篇，故对高职学生人工智能素养框 架的研究还有待加强。人工智能素养框架涉及知识、 思维、技能及伦理观念培育等多个方面，工作复杂，极 具挑战性。框架的研究应由高职院校相关院系、学生 处、教务处等多部门协同配合，基于通识教育教学实 践，并结合学校的行业特色，不断深化人工智能素养 理论、实践研究，制定适用于学校的人工智能素养框 架。另外，《普通高中信息技术课程标准(2017 年版)》 详细阐述了高中信息技术学科核心素养[11]。基于此，高 职学生人工智能素养框架需从核心要素层面对接高 中信息技术学科核心素养，在其基础上研究如何将知 识范围、思维水平、技能水平和伦理观念进一步提升。 例如，我校基于人工智能通识课程实践，结合本校行 业特色(轨道交通类高职院校) ，对接高中信息技术学 科核心素养的 4 个方面 4 个层次，探索适用于本校的 素养框架，并将其应用于人工智能通识课程教学实 践，以期实现高职学生人工智能素养的科学培育。
(二) 加强人工智能通识课程建设
人工智能通识课程要加强课程建设，应基于人工 智能素养框架设置课程内容，注重技能培育，促使学 生形成科学的人工智能伦理观念。一是高职院校应在 全校范围内面向全部专业开设人工智能通识课程，并 将其设置为公共必修课程，向学生普及人工智能通识 教育。二是分专业大类开设人工智能通识课程。高职 院校专业门类较多，各专业学生思维感知有所差异， 如理工科背景学生逻辑思维较强，文科或医学与艺术 类背景学生感性认知较强。这就需要针对理工科、文 科、医学与艺术类专业，设置不同学时、内容、目标层 次的通识课程。在技能培养方面，理工科专业课程目 标倾向于创新人工智能应用的培育，而文科或医学与 艺术类专业课程目标应倾向于应用人工智能工具的培育。在人工智能通识课程建设方面，我校针对理工 科开设 32 学时的“人工智能概论”课程，针对文科或 医学与艺术类专业开设 16 学时的“人工智能概论”课 程，并在课程内容与教学目标上做了层次区分，取得 了良好的教学效果。此外，调查发现一些文科专业学 生在创新人工智能应用方面的能力表现优于理工科 学生，超出课程预期。
(三) 加强“人工智能+专业”建设
高职院校应加强“人工智能+专业”建设，充分发 挥人工智能技术优势，加快专业升级。一是优化课程 内容体系。在企业的资源支持下，学校应以专业应用 为重点，将人工智能相关内容(包括人工智能理论、人 工智能技术等) 融入数学、计算机科学、物理学、生物 学等专业课程内容，将传统的专业课程升级为“人工 智能+课程”，从而使人工智能技术“看得见，摸得着”。 与此同时，要积极开设“人工智能技术应用”等拓展课 程，提升学生应用创新人工智能技术的能力。二是鼓 励学生参与竞赛、创新创业。鉴于高职学生好动手的 特点，鼓励学生将人工智能技术融入竞赛、创新创业 项目，在项目实施过程中，学习知识、掌握技能。三是更 新专业人才培养目标。结合行业企业人才需求，以人工 智能技术与应用能力为培养主线，提出适应行业企业 发展所需的“人工智能+专业”人才培养目标，即培养适 应社会主义现代化建设事业需要，德、智、体、美、劳全 面发展，能够将人工智能技术在具体某一专业领域中 应用的应用型人才。四是培塑“人工智能+”教师。人工 智能技术赋能专业建设， 需要大批既懂专业又懂人工 智能技术的教师。故高职院校应大力引进人工智能技 术专业教师，同时还要加大对传统专业课程教师的培 养，提升他们的人工智能素养。例如，兰州职业技术学 院将人工智能技术与会计专业融合创新，有效推动了 会计信息化教学转型升级，从而使教师的人工智能技 术水平得到了有效提升[12]。
(四) 加强人工智能通识课程专任教师团队建设
人工智能通识课程是多学科交叉课程，具有很强 的综合性与先进性。课程内容知识面广泛且更新速度 快，因此教师需不断更新自身知识与技能，这样才能 适应课程发展。 目前，高职院校人工智能通识课程主 要由兼职教师承担，较大比例的教师在知识、创新技 能方面相对薄弱，这不利于人工智能通识课程的开展。
解决人工智能通识课程教师资源紧缺问题，可从以下方面着手。一是建立人工智能通识教育教研室，专门从 事人工智能通识课程建设与教学工作，并在此基础上 开展人工智能素养框架、课程内容、教学目标的研究; 二是产教融合、校企合作，引进科研机构、企业技术人 员兼任人工智能通识课程教师，其中企业教师能够将 企业生产项目引入课堂，加深学生对人工智能技术应 用的理解;三是遴选具备电子信息专业背景的教师参 加培训， 校本培养专任教师。具体来说，高职院校要鼓 励开展多层次、多样化的培训，即由教师与专业技术 人员共同组建培训团队，有针对性地开展教学培训; 邀请专家、学者分享人工智能通识课程先进教学理 论、优秀案例，提升团队专业水平;组织教师观摩优秀 课堂教学，加深教师对通识课程教学的认识。
总之，人工智能素养已成为智能时代高职学生的 必备素养，同时也是高职院校培育高素质技术技能型 人才的重要抓手与着力点。人工智能素养框架的研 究，能有效促进人工智能通识教育的开展。下一步的 研究应重点关注人工智能素养框架下项目化教学设 计、框架，要素的细化及评价指标与等级划分，以期使 框架内容更完善， 增强框架的实用性与可操作性。
参考文献：
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[9] 教育部关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知[EB/ OL].(2018-04-10)[2022-09-22] .http://www.moe.gov.cn/srcsite/A16/ s7062/201804/t20180410_332722.html.
[10] 铁路货车车号智能识别[EB/OL].(2021-11-02)[2022-09-22].https: //www.paddlepaddle.org.cn/support/news?action=detail&id=2665.
[11] 中华人民共和国教育部.普通高中信息技术课程标准(2017 年 版)[M].北京:人民教育出版社,2017:5-7.
[12] 张冰,江娜.人工智能背景下甘肃省高职会计人才培养模式改 革研究:以兰州职业技术学院为例[J]. 中国教育技术装备,2021(5): 125-127.
其他作者简介：王英杰(1992— ) ，女，讲师。研究方向：人工智能技 术应用，高职教育。
张明真(1987— ) ，女，讲师。研究方向：信息安全，人工智能。
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