人工智能背景下高職生態教學模式探討

胡萬志　馮文健　羅海波

【摘 要】本文論述人工智能背景下高職生態教學模式，闡述國內外生態教學研究現狀，從四個環節構建基于人工智能的高職生態教學模式，并以計算機專業為例，提出生態教學的具體實現思路，即通過智能生態平臺把教學活動、教學環境、教學資源、教學評價四個環節有機結合起來，實現智能生態的目標。

【關鍵詞】人工智能 高職 生態教學模式

【中圖分類號】G? 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）27-0037-03

近年來，人工智能的發展使得高職院校的教學理念、教學內容、教學方法產生新的變化。新時代對學生的核心技能培養要求改變高職院校傳統的授課方式，構建以學生為中心、推動學生自主學習的生態系統。人工智能時代高職院校的課堂教學能夠借助人工智能以及大數據技術，重視學生的個性化需求，調節高職院校課堂教學生態中供給與需求的生態鏈，促進高職院校課堂教學中生態教學模式的發展。本文試從國內外生態教學研究現狀出發，構建基于人工智能的高職生態教學模式，并以計算機專業為例，提出生態教學的具體實現思路。

一、國內外生態教學研究現狀

國外學者早在20世紀30年代就開始對課堂生態進行研究，如美國學者Waller W.早在1932年就在出版的《教育社會學》一書中首次使用了“課堂生態”的概念，闡述了課堂生態環境以及教師與學生的互動關系。20世紀60年代以后，英國的學者Ashby E.在美國學者研究的基礎上，對高等教育的課堂生態進行實證分析，提出“高等教育生態學”的理論，將生態學的相關理論、方法運用到高等教育中。學者Ashby E.的研究雖然對課堂生態教學缺乏完善的界定，但是首次將生態學與教育學進行融合研究，標志著新的研究領域的開始。自此，越來越多的學者對教育生態學進行研究。隨著人工智能時代的到來，國外關于教育生態方面的研究也不斷創新，但主要集中在人才培養模式的研究上，如美國提倡多元制的高職創新教育模式，按照多元制的辦學模式為企業培養創新型的人才。德國倡導建立“雙元制”的高職院校人才培養的模式，采用職業分析的作為課堂建設的導向，采用校企合作的方式，注重課堂的實踐活動。總體來說，國外學者關于教育生態的研究成果比較豐富，形成理論化的體系，但是在人工智能與學科教學生態的影響等方面研究成果比較少。

而在國內，生態教學研究最初是在臺灣地區開展，有關研究成果主要集中在教育系統與生態學的關系上。如學者方炳林、李聰明等從比較寬廣的領域對生態教學進行闡述。進入21世紀，國內學者對于生態教學的研究進一步細化，如范國睿在《教育生態學》一書中對課堂生態的要素進行闡述，指出班級規模、座位安排等因素都會影響課堂生態。汪霞在《我們的課堂生態了嗎？》中提出課堂改革的必由之路是實施教育生態。吳林富編寫的《教育生態管理》一書介紹了課堂生態的管理、構建等。但是國內學界還較少從人工智能、計算機網絡視角對高職院校生態教學模式進行構建研究，通過中國知網數據庫查閱，發現僅有幾篇期刊論文：洪常春的《人工智能時代大學英語生態教學模式構建研究》、肖付良的《大數據時代下高職英語聽力生態課堂構建》、仝丹的《互聯網+背景下的大學英語教學生態課堂構建研究》、王媛媛的《大數據時代重構高校英語教學生態體系的幾點思考》等。

綜上所述，國內外學者多數是從大數據的視角分析其對于傳統教育模式的影響，并從人才培養等視角分析其對于課堂生態教學模式構建的重要性，較少有學者從實證調查的視角，結合具體的案例進行研究。因此，本文的研究有助于將人工智能運用到課堂生態教學模式的構建中，具有創新性。

二、基于人工智能的高職生態教學模式的構建

基于人工智能技術，高職專業教學可以實現教學個性化和環境虛擬化，虛擬化技術與專業課程的教學的深度融合可以把情境、協作、交流和意義結合起來，達到“教”“學”“感”的貫通效果。隨著人工智能技術在機械制造、數控技術、計算機等專業教學中的廣泛使用，各種資源庫、教學案例都被廣泛用于計算機專業的教學中，比如通過機器學習，可以協助學生學習計算機程序設計、模具設計、汽車維修、數據結構、操作系統等課程，通過基于深度學習的軟件，教師可以定制不同的教學形式、教學內容，采用不同的教學方法。具體的運行方式通過四個環節實現，如圖1所示。

第一環節：機器學習與深度學習是人工智能核心技術，該環節通過深度學習方法，采集學科教學過程中所產生的海量數據，采用自動推理的辦法分析學生現有知識水平與興趣愛好，將知識目標碎片化，設立明確的學習目標，實施合理的教學任務，把教學過程的情境化、可視化有機結合，針對不同的教學對象采用不同的教學方法，設計不同的教學內容，營造良好的學習氛圍。

第二環節：利用人工智能的數據挖掘和知識獲取技術，構建高效的反饋機制，對課程內容的結構進行科學評估，針對不同的學生開發不同的智能場景，創新教學活動的方法、形式和內容，深化教師與學生的互動力度，實現智能平臺與動態教學評價的良好融合。

第三環節：利用人工智能深度學習方法，打造智慧課堂、翻轉課堂，轉變教師與學生的角色，把傳統教師為中心的“主導式授課模式”轉變為“導向模式”，在引導學生教學的過程中，充分發揮學生自發性與主觀能動性。

第四環節：依托生態式人工智能教學平臺的教學評估模塊，對整個教學過程實施動態監控，從結構性評估和指標性評估兩個角度對教學活動進行評估，評估及反饋信息要及時在教學終端與學習終端得到反映，并及時處理，實現整個生態教學活動科學有效、健康發展。

三、生態教學的具體實現

生態教學模式基于生態學原理，在研究教學過程系統性、過程觀、差異觀、互動性以及教學情景重要性的基礎上，建立完整、和諧、民主的教學內容和教學思想。生態教學可以應用在不同的學科專業中，它的產生背景與環境倫理教育存在一定的關聯性，它具有開放多元性、自然和諧性、時空延伸性等特點，因此，具有普遍的推廣性。以下是計算機專業生態教學的具體實現思路，如圖2所示。

圖2所顯示的生態教學的實現主要由教學活動、教學環境、教學資源、教學評價等四個關鍵的環節構成。通過智能生態平臺可以把四個環節有機結合起來，實現智能生態的目標。其中，教學活動由教學方法、教學目的、教學內容、教學設備等組成，通過生態教學平臺，教學與學生之間，可以完成機電設備、汽車檢測與維修、計算機等專業教學內容、教學設計的定制。在網絡教學過程中，數字化資源發揮著重要的作用，平臺可以通過人工智能的深度學習、機器學習方式，構建海量的數字化資源，為電子信息類專業教學提供豐富的教學資源。比如生動形象的視頻更能激發學生的學習興趣，通過人工智能手段可以豐富課堂教學內容，實現和諧生態教學目標。

個性化是智能生態教學實現過程的關鍵環節，由于高職電子信息類專業學生素質有高有低，在教學過程中，應根據學生個體差異提供個性化的學習計劃，包括學習內容、學習方式、評價方式。隨著大數據在教育領域中的推廣運用，可通過大數據教育平臺構建個性化的學生學習檔案，分析學生的個性化學習行為及特點，針對不同的學生采用個性化的學習決策，實現生態化的教學目標。

教學評價是評價教學過程是否有效的量化手段，因此，在智能生態教學的設計過程中，必須構建動態的教學評價方式，結合互聯網技術手段，通過QQ、微信、微博以及專用的APP小平臺實現教師與學生的互動，及時反饋教學效果。與此同時，智能生態教學平臺具體大數據的分析模塊，通過數據挖掘和機器學習方式了解學生的學習需求，精準描繪出學生的學習風格和學習能力，為不同的學生進行個性化建模，因材施教，充分發揮學生主觀能動性，提高教學水平。

總之，國內外研究人工智能、計算機網絡技術以及高職院校教學生態改革的較多，對于二者的融合研究則較少。人工智能作為新事物，當前學者關注的是如何構建生態教學模式，但是很少將人工智能等現代信息化技術融入高職院校課堂生態教學改革中，而這是今后人工智能與學科發展的趨勢。本研究將人工智能、計算機網絡技術運用到課堂教學中，提出構建課堂生態的新路徑，為高職院校課堂教學生態模式的改革方案提出具體的對策，對高職院校人才培養模式構建具有一定的創新意義。

【參考文獻】

[1]洪常春.人工智能時代大學英語生態教學模式構建研究[J].外語電化教學，2018（12）.

[2]肖付良.大數據時代下高職英語聽力生態課堂構建[J].課程教育研究，2016（6）.

[3]仝丹.互聯網+背景下的大學英語教學生態課堂構建研究[J].宿州教育學院學報，2018（6）.

[4]王媛媛.大數據時代重構高校英語教學生態體系的幾點思考[J].黑龍江教育學院學報，2017（9）.

[5]張彭松.環境倫理教育：生態教學及實踐探索[J].廣西師范大學學報（哲學社會科學版），2014（2）.

[6]譚蘇燕.SPOC支持下的生態教學模式研究[J].中國成人教育，2016（3） .

【基金項目】2019年度廣西職業教育教學改革重點研究項目“高職計算機類專業智能生態課堂教學模式的研究”（GXGZJG2019A027）;2019年柳州職業技術學院課題“人工智能背景下高職計算機網絡專業生態教學模式的研究與實踐”（2019-A012）;2019年度廣西職業教育教學改革研究項目“人工智能主導下高職資源庫建設模式創新研究與實踐”（GXGZJG2019B157）

【作者簡介】胡萬志（1981— ），男，廣西河池人，在職研究生，廣西現代職業技術學院副教授，研究方向：計算機應用技術;馮文健（1981— ），男，廣西容縣人，碩士，柳州鐵道職業技術學院副教授，研究方向：計算機應用技術;羅海波（1973— ），男，廣西柳州人，碩士，柳州職業技術學院教授，研究方向：計算機應用技術。

（責編 何田田）