基于人工智能的計算機基礎課程改革研究

陸小霞

摘要：人工智能+教育產生新形態，創新新模式，新應用，促使教育的變革新信息作為一種新型工程教育，其育人的本質沒有變，但對人才的培養要求發生了變化。結合我院實際，基于人工智能建設的基本思想，以立德樹人為引領， 以應對變化、 塑造未來為建設理念， 以繼承與創新、 交叉與融合、 協調與共享為主要途徑，加強產教融合，并且利用人工智能輔助教學，培養未來多元化、 創新型卓越工程人才。實踐證明，相比傳統課堂，人工智能課堂教學能有效提升教學質量，有利于培養學生的自主學習和協作學習能力，可應用于更多課程中。

關鍵詞：人工智能;計算機;教育;多元化;交叉融合

Abstract： As a new engineering education， the essence of education has not changed， but the training requirements of talents have changed. In combination with the actual situation of our college， based on the basic idea of artificial intelligence construction， taking morality cultivation as the guidance， coping with changes and shaping the future as the construction concept， inheritance and innovation， cross and integration， coordination and sharing are the main ways to strengthen the integration of production and education， and use artificial intelligence to assist teaching to cultivate future diversified and innovative outstanding engineering talents. Practice has proved that compared with the traditional classroom， artificial intelligence classroom teaching can effectively improve the quality of teaching， is conducive to the cultivation of students' autonomous learning and collaborative learning ability， and can be applied to more courses.

Key words： Artificial intelligence; computer; education; diversification; cross integration

1 研究背景及意義

2017年，國務院發布了《新一代人工智能發展規劃》，這是我國“搶占信息化制高點，增加國際話語權”的重要戰略舉措，標志著當前人類已經進入人工智能時代[1]。規劃中明確指出加快個性化創新復合型人才的培養訴求。培養共性化人才的傳統教育的“工廠模式”已無法適應時代發展要求。人工智能、互聯網、大數據等信息技術高速發展，推進技術與教育的深度融合，特別是大規模開放在線課程（MOOC）[2-4]的興起，為高校課程教學改革提供了一大契機。基于線上線下一體化的多元混合教學[5-7]備受國內外研究者們關注。研究表明：多元混合教學模式以學生為中心，實施個性化教學，能獲得更好的教學效果。人工智能課堂已逐漸發展成為教學深化改革的一個得力工具。將人工智能課堂引入到多元混合教學方法改革中，取得了不錯的效果。但總體來說，教育進一步深化改革的任務任重道遠，仍存在“外焦里嫩”的困局：概念規劃火爆，真正轉型不易，迫切需要更多切實可行有效的改革方法和實踐經驗的支撐。

《計算機基礎及互聯網技術》作為高校計算機基礎的第一門課程，主要教學內容是計算機學科知識的“壓縮餅干”，內容多、課時少[8-9]。傳統課堂主要采取滿堂灌、填鴨式的授課方式，只注重知識傳授，忽略了師生間互動交流的重要性，導致學生聽課效果較差，教學質量不高。難以滿足2010年教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會提出的由“基于知識的技能傳授”向“基于應用的計算思維能力培養”轉變的目標。基于此，本研究以“計算思維能力培養”為目標，結合《計算機基礎及互聯網技術》課程教學，借助MOOC開展基于人工智能課堂的混合教學模式實踐研究。對實現人工智能課堂教學的教學資源建設、教學準備、課前學習、課堂學習和過程性考核等五個方面進行深入研究，并給出具體可行的設計與實現方案。實踐證明，相比傳統課堂，人工智能課堂教學能有效提升教學質量，有利于培養學生的自主學習和協作學習能力，可應用于更多課程中。

2 國內外研究現狀

在大數據、云計算、人工智能、“互聯網+”等新興信息技術進入教育領域的背景下，學生的學習需求也產生了變化，書本知識、課堂知識已經遠遠無法滿足學生的學習需求，一部手機、一臺平板電腦，整個世界的面貌便可呈現于青少年眼前。國際人工智能與教育大會第三屆世界智能大會相繼召開，各類AI+教育產品競相亮相。教育部部長陳寶生表示，新一代信息技術的發展為中國教育帶來了新的發展契機。

隨著人工智能技術的不斷升級換代與創新變革，AI也在潛移默化改變著生活的方方面面。國內更是誕生了諸如曠視科技、商湯科技、極鏈科技Video++、依圖科技等人工智能初創企業。AI在人類社會中所起到的作用將越發重要，培養人工智能人才將成為教育的重要使命，同時教育方式也將隨著人工智能的發展而產生變化。當前，我國已充分認識到人工智能與教育融合發展的重要性，并進行了相關規劃布局。教育部副部長鐘登華介紹說，2017年，中國政府發布《新一代人工智能發展規劃》，提出加快人工智能高端人才培養，建設人工智能學科，發展智能教育。