人工智能技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

一、研究背景2016年，AlphaGo擊敗圍棋世界冠軍李世石，人工智能技術(shù)頓時(shí)聲名大噪。人工智能技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到各行各業(yè)，并逐漸發(fā)展成一門(mén)學(xué)科。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)也迎來(lái)了爆發(fā)，小到智能家具、掃地機(jī)器人，大到無(wú)人駕駛、智慧醫(yī)療，人工智能技術(shù)覆蓋了民生、醫(yī)療、交通等方方面面。人工智能技術(shù)和教育領(lǐng)域的關(guān)系也非常密切，我國(guó)也非常重視人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。2017年，國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出，利用智能技術(shù)加快推動(dòng)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。由此可見(jiàn)，國(guó)家從政策上明確要求加強(qiáng)人工智能技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，以推動(dòng)教學(xué)模式的創(chuàng)新和優(yōu)化。然而，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)往往互動(dòng)性差、教學(xué)形式固化、教學(xué)活動(dòng)呆板、教學(xué)評(píng)價(jià)單一、教學(xué)反饋流于形式，已不能滿足目前中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)需求，如何運(yùn)用人工智能技術(shù)解決計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中遇到的難題值得我們一起探討。二、中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀分析1.課程教學(xué)環(huán)境分析2022年5月，新修訂的《中華人民共和國(guó)職業(yè)教育法》明確提出，支持運(yùn)用信息技術(shù)和其他現(xiàn)代化教學(xué)方式，開(kāi)發(fā)職業(yè)教育網(wǎng)絡(luò)課程等學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)新教學(xué)方式和學(xué)校管理方式，推動(dòng)職業(yè)教育信息化建設(shè)與融合應(yīng)用。這體現(xiàn)了國(guó)家對(duì)職業(yè)教育信息化的重視，也給職業(yè)教育信息化建設(shè)與融合指明了方向。人工智能技術(shù)手段為推動(dòng)智慧校園、智慧課堂提供了技術(shù)建設(shè)路徑。近年來(lái)，大多數(shù)職業(yè)院校以智慧校園、智慧課堂建設(shè)為抓手，大力推進(jìn)教育信息化工作，各種教學(xué)平臺(tái)方案如雨后春筍，計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室的智能化改造也推陳出新，VR、AR等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、AIGC及元宇宙等技術(shù)給計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)注入了一劑強(qiáng)心針。然而，受職業(yè)院校教學(xué)條件的限制以及教師的個(gè)人教學(xué)理念制約，目前，中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程授課形式仍以傳統(tǒng)的教師PPT講授和操作演示為主，新技術(shù)及平臺(tái)的使用大多數(shù)只出現(xiàn)在青教賽、教師能力大賽的舞臺(tái)，智慧課堂等人工智能技術(shù)的普及和推廣應(yīng)用仍任重道遠(yuǎn)，未來(lái)探索人工智能技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用還有很長(zhǎng)一段路要走。2.課程教學(xué)現(xiàn)狀分析首先，中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的課程偏難。中職計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)主要集中在計(jì)算機(jī)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件與信息服務(wù)、數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用等幾大專(zhuān)業(yè)，開(kāi)設(shè)的課程的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在課程實(shí)用性強(qiáng)、內(nèi)容更新快、理論難理解，屬于中職類(lèi)課程中教學(xué)難度較大的一類(lèi)課程，尤其是理論性強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及抽象難懂的編程類(lèi)課程。其次，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容更新速度快。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容不斷更新，這就更需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方法，更新教學(xué)設(shè)備。筆者所教的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課程，由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的更新?lián)Q代，以前購(gòu)買(mǎi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備已經(jīng)到了淘汰的時(shí)候，更新設(shè)備的造價(jià)等原因促使學(xué)校不得不采用虛擬仿真軟件來(lái)替代設(shè)備更新。最后，大部分中職學(xué)生學(xué)習(xí)自律性低、注意力不集中、文化基礎(chǔ)薄弱，而傳統(tǒng)的中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)以教師為主導(dǎo)，通過(guò)教師的課堂教授和操作演示等方式，單一地向?qū)W生傳授知識(shí)和技能，這種教學(xué)方式顯然不能滿足中職學(xué)生的需求，急需做出調(diào)整。三、人工智能技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用目前，我國(guó)的職業(yè)院校探索人工智能技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用研究主要集中在教學(xué)模式的創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的使用、人工智能教學(xué)工具的運(yùn)用及課堂數(shù)據(jù)分析等方面，下面，結(jié)合筆者所在學(xué)校的實(shí)際情況，談?wù)勅斯ぶ悄芗夹g(shù)在中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用。1.利用人工智能技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式人工智能技術(shù)與教育教學(xué)的融合，催生了新的教學(xué)模式，其中，最具有代表性的模式是線上線下融合式教學(xué)模式。作為后疫情時(shí)代的新型教學(xué)模式，融合式教學(xué)模式打通了線上線下、虛擬和現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景隔閡，不僅蘊(yùn)含了教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容的重構(gòu)，更意味著學(xué)校組織形式和學(xué)習(xí)方式的重構(gòu)。“線上線下融合式教學(xué)模式”是利用各種信息化教學(xué)工具，取工具平臺(tái)之長(zhǎng)，拓寬教學(xué)途徑，通過(guò)線上導(dǎo)學(xué)，線下導(dǎo)能，線上線下教學(xué)形成合力，共同解決職業(yè)教育在后疫情時(shí)代的痛點(diǎn)難點(diǎn)，最終達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生良好職業(yè)素養(yǎng)的目標(biāo)。新時(shí)代，教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，迎合互聯(lián)網(wǎng)，擁抱信息化，以積極的心態(tài)去探索中職教育教學(xué)改革。機(jī)器賦能傳統(tǒng)教學(xué)，人機(jī)協(xié)同教學(xué)模式也是新形勢(shì)下的一種教學(xué)模式創(chuàng)新，該模式是利用AI機(jī)器人介入?yún)⑴c教學(xué)的一種創(chuàng)新模式，在這種模式下，傳統(tǒng)的教師作為教學(xué)的唯一引導(dǎo)者角色被打破，形成了教師、學(xué)生、機(jī)器三方協(xié)同互動(dòng)的局面。為了適應(yīng)這種新的教學(xué)模式，教師的角色和思維都要與時(shí)俱進(jìn)，由知識(shí)的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)的構(gòu)建者，由身體力行轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)外包者，由主導(dǎo)地位轉(zhuǎn)變?yōu)橥榛ブ?。隨著OpenAI發(fā)布GPT-4，人工智能技術(shù)再次突破，GPT-4在技術(shù)上有了質(zhì)的飛躍，比如意圖識(shí)別、任務(wù)分配、工具調(diào)用等，這也意味著人機(jī)協(xié)同朝智能體的趨勢(shì)發(fā)展，人機(jī)協(xié)同對(duì)學(xué)習(xí)者的要求較高，通常，學(xué)習(xí)者需要學(xué)會(huì)如何和機(jī)器溝通。圖12.充分利用好各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)著計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)迭代及行業(yè)技能的應(yīng)用，這對(duì)中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高要求，這就要求我們?cè)谥新毥虒W(xué)中利用好各種網(wǎng)絡(luò)資源，取軟件平臺(tái)之長(zhǎng)，整合網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)資源?，F(xiàn)今，各種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)在教學(xué)改革的浪潮中迅速發(fā)展，涌現(xiàn)了像學(xué)習(xí)通、慕課等優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，線上教學(xué)和課堂教學(xué)的深度融合已成為教育新趨勢(shì)，區(qū)別于以往的傳統(tǒng)教學(xué)，新形勢(shì)下的教師和學(xué)生角色已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)由以往的被動(dòng)接受逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探究，未來(lái)教育的泛在個(gè)性化需求愈演愈烈，也間接催生了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的發(fā)展。以筆者所在的計(jì)算機(jī)教研組為例，在過(guò)去的三年里，計(jì)算機(jī)教研組的老師們大多數(shù)掌握了一種以上的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的使用，其中在各類(lèi)小程序布置學(xué)習(xí)任務(wù)成為教研組老師的首選網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，理由是操作簡(jiǎn)單、易于上手。其次是學(xué)習(xí)通，理由是功能強(qiáng)大，能提供全面的數(shù)據(jù)分析報(bào)告。學(xué)生也樂(lè)于接受網(wǎng)絡(luò)教學(xué)任務(wù)的學(xué)習(xí)。3.開(kāi)發(fā)適合本校實(shí)際的智慧教學(xué)平臺(tái)智慧課堂是以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為依據(jù)，以“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)打造的智能、高效的課堂。其實(shí)質(zhì)是基于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和“云、網(wǎng)、端”的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)教學(xué)決策數(shù)據(jù)化、評(píng)價(jià)反饋即時(shí)化、交流互動(dòng)立體化、資源推送智能化。人工智能技術(shù)是一種信息化手段，而智慧課堂正是這種手段所應(yīng)用的范疇。雖然市面上眾多的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)給中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)提供了多種選擇，然而，并沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)完全滿足每個(gè)學(xué)校的需要，因此，鼓勵(lì)有條件的職業(yè)院校開(kāi)發(fā)適合本校實(shí)際的智慧教學(xué)平臺(tái)。以筆者所在單位為例，本校由教研室牽頭，通過(guò)前期的調(diào)研，從教學(xué)管理人員、教師、學(xué)生的核心訴求出發(fā)，經(jīng)過(guò)與企業(yè)開(kāi)發(fā)人員多輪溝通，初步設(shè)計(jì)教學(xué)管理平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。目前，我校的智慧教學(xué)平臺(tái)處于試用運(yùn)行階段，功能模塊包括：我的課程、課程超市模版建課、通知中心、班級(jí)管理、教學(xué)團(tuán)隊(duì)管理、資源庫(kù)超市、權(quán)限管理等，支持一鍵建課、通過(guò)模版導(dǎo)入建課、引用他人課件建課，力求簡(jiǎn)單、高效、復(fù)用率高，以滿足本校一線教師的教學(xué)需求。4.利用人工智能技術(shù)創(chuàng)新課堂教學(xué)內(nèi)容根據(jù)中等職業(yè)學(xué)?！靶畔⒓夹g(shù)”課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)科素養(yǎng)要求，要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識(shí)，在基礎(chǔ)模塊內(nèi)容編排上，課程標(biāo)準(zhǔn)把數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用、人工智能初步列入必修內(nèi)容，把數(shù)字媒體創(chuàng)意、機(jī)器人操作列入拓展模塊，這也意味著人工智能課程全面融入計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)，因此，我們要重視人工智能技術(shù)在教學(xué)上的應(yīng)用，以便優(yōu)化和創(chuàng)新課堂教學(xué)。比如，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專(zhuān)業(yè)課教學(xué)中，我們可以利用仿真軟件、虛擬機(jī)等技術(shù)來(lái)模擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的工作，讓學(xué)生輕松觀察和理解數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上如何傳輸，從而突破教學(xué)難點(diǎn)。在數(shù)字媒體技術(shù)應(yīng)用的教學(xué)過(guò)程中，我們也可以把AR、數(shù)字人、數(shù)字孿生等新技術(shù)引入課堂教學(xué)，讓人工智能為數(shù)字媒體設(shè)計(jì)插上翅膀。比如，我們通過(guò)使用Kivicube平臺(tái)進(jìn)行平面AR及交互式AR的制作，通過(guò)Nibiru制作360全景交互式課件。我們還可以利用當(dāng)下最熱門(mén)的chatgpt+Mindshow快速制作高大上的PPT。四、結(jié)束語(yǔ)盡管目前人工智能技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用仍處于探索階段，未來(lái)，我們要想進(jìn)一步提高計(jì)算機(jī)