人工智能技術(shù)在中職計算機專業(yè)教學中的應用

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)頓時聲名大噪。人工智能技術(shù)已經(jīng)應用到各行各業(yè)，并逐漸發(fā)展成一門學科。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬現(xiàn)實等信息技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)也迎來了爆發(fā)，小到智能家具、掃地機器人，大到無人駕駛、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)和教育領域的關系也非常密切，我國也非常重視人工智能技術(shù)在教育領域的應用。2017年，國務院印發(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)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學方法改革，構(gòu)建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系。由此可見，國家從政策上明確要求加強人工智能技術(shù)與教育教學的深度融合，以推動教學模式的創(chuàng)新和優(yōu)化。然而，傳統(tǒng)的課堂教學往往互動性差、教學形式固化、教學活動呆板、教學評價單一、教學反饋流于形式，已不能滿足目前中職計算機專業(yè)課教學需求，如何運用人工智能技術(shù)解決計算機專業(yè)教學中遇到的難題值得我們一起探討。二、中職計算機專業(yè)教學現(xiàn)狀分析1.課程教學環(huán)境分析2022年5月，新修訂的《中華人民共和國職業(yè)教育法》明確提出，支持運用信息技術(shù)和其他現(xiàn)代化教學方式，開發(fā)職業(yè)教育網(wǎng)絡課程等學習資源，創(chuàng)新教學方式和學校管理方式，推動職業(yè)教育信息化建設與融合應用。這體現(xiàn)了國家對職業(yè)教育信息化的重視，也給職業(yè)教育信息化建設與融合指明了方向。人工智能技術(shù)手段為推動智慧校園、智慧課堂提供了技術(shù)建設路徑。近年來，大多數(shù)職業(yè)院校以智慧校園、智慧課堂建設為抓手，大力推進教育信息化工作，各種教學平臺方案如雨后春筍，計算機實訓室的智能化改造也推陳出新，VR、AR等虛擬現(xiàn)實技術(shù)、AIGC及元宇宙等技術(shù)給計算機專業(yè)教學注入了一劑強心針。然而，受職業(yè)院校教學條件的限制以及教師的個人教學理念制約，目前，中職計算機專業(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)及平臺的使用大多數(shù)只出現(xiàn)在青教賽、教師能力大賽的舞臺，智慧課堂等人工智能技術(shù)的普及和推廣應用仍任重道遠，未來探索人工智能技術(shù)在中職計算機專業(yè)教學中的應用還有很長一段路要走。2.課程教學現(xiàn)狀分析首先，中職計算機專業(yè)開設的課程偏難。中職計算機類專業(yè)主要集中在計算機應用、計算機網(wǎng)絡技術(shù)、軟件與信息服務、數(shù)字媒體技術(shù)應用等幾大專業(yè)，開設的課程的特點主要體現(xiàn)在課程實用性強、內(nèi)容更新快、理論難理解，屬于中職類課程中教學難度較大的一類課程，尤其是理論性強的網(wǎng)絡技術(shù)及抽象難懂的編程類課程。其次，計算機專業(yè)課程內(nèi)容更新速度快。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計算機專業(yè)課程內(nèi)容不斷更新，這就更需要創(chuàng)新教學方法，更新教學設備。筆者所教的計算機網(wǎng)絡技術(shù)專業(yè)課程，由于網(wǎng)絡設備的更新?lián)Q代，以前購買的網(wǎng)絡設備已經(jīng)到了淘汰的時候，更新設備的造價等原因促使學校不得不采用虛擬仿真軟件來替代設備更新。最后，大部分中職學生學習自律性低、注意力不集中、文化基礎薄弱，而傳統(tǒng)的中職計算機專業(yè)課程教學以教師為主導，通過教師的課堂教授和操作演示等方式，單一地向?qū)W生傳授知識和技能，這種教學方式顯然不能滿足中職學生的需求，急需做出調(diào)整。三、人工智能技術(shù)在中職計算機專業(yè)教學中的應用目前，我國的職業(yè)院校探索人工智能技術(shù)在教學中的應用研究主要集中在教學模式的創(chuàng)新、網(wǎng)絡教學平臺的使用、人工智能教學工具的運用及課堂數(shù)據(jù)分析等方面，下面，結(jié)合筆者所在學校的實際情況，談談人工智能技術(shù)在中職計算機專業(yè)教學中的應用。1.利用人工智能技術(shù)創(chuàng)新教學模式人工智能技術(shù)與教育教學的融合，催生了新的教學模式，其中，最具有代表性的模式是線上線下融合式教學模式。作為后疫情時代的新型教學模式，融合式教學模式打通了線上線下、虛擬和現(xiàn)實場景隔閡，不僅蘊含了教學目標、教學內(nèi)容的重構(gòu)，更意味著學校組織形式和學習方式的重構(gòu)?！熬€上線下融合式教學模式”是利用各種信息化教學工具，取工具平臺之長，拓寬教學途徑，通過線上導學，線下導能，線上線下教學形成合力，共同解決職業(yè)教育在后疫情時代的痛點難點，最終達成培養(yǎng)學生良好職業(yè)素養(yǎng)的目標。新時代，教師應該轉(zhuǎn)變教學觀念，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改革。機器賦能傳統(tǒng)教學，人機協(xié)同教學模式也是新形勢下的一種教學模式創(chuàng)新，該模式是利用AI機器人介入?yún)⑴c教學的一種創(chuàng)新模式，在這種模式下，傳統(tǒng)的教師作為教學的唯一引導者角色被打破，形成了教師、學生、機器三方協(xié)同互動的局面。為了適應這種新的教學模式，教師的角色和思維都要與時俱進，由知識的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的構(gòu)建者，由身體力行轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)外包者，由主導地位轉(zhuǎn)變?yōu)橥榛ブ摺ｋS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，比如意圖識別、任務分配、工具調(diào)用等，這也意味著人機協(xié)同朝智能體的趨勢發(fā)展，人機協(xié)同對學習者的要求較高，通常，學習者需要學會如何和機器溝通。圖12.充分利用好各種網(wǎng)絡教學平臺人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，推動著計算機專業(yè)的知識迭代及行業(yè)技能的應用，這對中職計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高要求，這就要求我們在中職教學中利用好各種網(wǎng)絡資源，取軟件平臺之長，整合網(wǎng)絡優(yōu)勢資源?，F(xiàn)今，各種網(wǎng)絡教學平臺在教學改革的浪潮中迅速發(fā)展，涌現(xiàn)了像學習通、慕課等優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡教學平臺，線上教學和課堂教學的深度融合已成為教育新趨勢，區(qū)別于以往的傳統(tǒng)教學，新形勢下的教師和學生角色已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)變，學生對知識和技能的學習由以往的被動接受逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹骄浚磥斫逃姆涸趥€性化需求愈演愈烈，也間接催生了網(wǎng)絡教學平臺的發(fā)展。以筆者所在的計算機教研組為例，在過去的三年里，計算機教研組的老師們大多數(shù)掌握了一種以上的網(wǎng)絡教學平臺的使用，其中在各類小程序布置學習任務成為教研組老師的首選網(wǎng)絡教學平臺，理由是操作簡單、易于上手。其次是學習通，理由是功能強大，能提供全面的數(shù)據(jù)分析報告。學生也樂于接受網(wǎng)絡教學任務的學習。3.開發(fā)適合本校實際的智慧教學平臺智慧課堂是以建構(gòu)主義學習理論為依據(jù)，以“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式和大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)打造的智能、高效的課堂。其實質(zhì)是基于動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析和“云、網(wǎng)、端”的運用，實現(xiàn)教學決策數(shù)據(jù)化、評價反饋即時化、交流互動立體化、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用的范疇。雖然市面上眾多的網(wǎng)絡教學平臺給中職計算機專業(yè)教學提供了多種選擇，然而，并沒有一個系統(tǒng)完全滿足每個學校的需要，因此，鼓勵有條件的職業(yè)院校開發(fā)適合本校實際的智慧教學平臺。以筆者所在單位為例，本校由教研室牽頭，通過前期的調(diào)研，從教學管理人員、教師、學生的核心訴求出發(fā)，經(jīng)過與企業(yè)開發(fā)人員多輪溝通，初步設計教學管理平臺架構(gòu)如圖1所示。目前，我校的智慧教學平臺處于試用運行階段，功能模塊包括：我的課程、課程超市模版建課、通知中心、班級管理、教學團隊管理、資源庫超市、權(quán)限管理等，支持一鍵建課、通過模版導入建課、引用他人課件建課，力求簡單、高效、復用率高，以滿足本校一線教師的教學需求。4.利用人工智能技術(shù)創(chuàng)新課堂教學內(nèi)容根據(jù)中等職業(yè)學校“信息技術(shù)”課程標準的學科素養(yǎng)要求，要重點培養(yǎng)學生的信息意識和數(shù)字化學習與創(chuàng)新意識，在基礎模塊內(nèi)容編排上，課程標準把數(shù)字媒體技術(shù)應用、人工智能初步列入必修內(nèi)容，把數(shù)字媒體創(chuàng)意、機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算機專業(yè)教學，因此，我們要重視人工智能技術(shù)在教學上的應用，以便優(yōu)化和創(chuàng)新課堂教學。比如，在計算機網(wǎng)絡技術(shù)專業(yè)課教學中，我們可以利用仿真軟件、虛擬機等技術(shù)來模擬網(wǎng)絡設備的工作，讓學生輕松觀察和理解數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上如何傳輸，從而突破教學難點。在數(shù)字媒體技術(shù)應用的教學過程中，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，讓人工智能為數(shù)字媒體設計插上翅膀。比如，我們通過使用Kivicube平臺進行平面AR及交互式AR的制作，通過Nibiru制作360全景交互式課件。我們還可以利用當下最熱門的chatgpt+Mindshow快速制作高大上的PPT。四、結(jié)束語盡管目前人工智能技術(shù)在中職計算機專業(yè)教學中的應用仍處于探索階段，未來，我們要想進一步提高計算機