人工智能技術支持的高職計算機類專業智慧教學模式研究*

劉靜

湖南工程職業技術學院信息工程學院 湖南 長沙 410005

1 研究背景

2018年4月，教育部發布《教育信息化2.0行動計劃》指出“以人工智能、物聯網、大數據等新一代信息技術為根本，依靠多種高級的人工智能技術設備及移動5G網絡，加快推行智慧教育科學研究和智慧校園的示范建設”，這為人工智能技術融入智慧教學過程提供了新思路和方法[1]。2018年1月國務院發布了《關于全面深化新時代教師隊伍建設改革的意見》，這體現了國家對教育的重視，表現出大力加強教師隊伍規范建設的決心，《意見》著重目標是加強將來教師隊伍的建設和發展，鮮明地指出：“教師要自動順應信息化、人工智能等新興技術的改革，自覺積極地進行智慧化的課堂教學”。

人工智能技術的迅猛發展與應用，推動信息類產業快速轉型與升級，這對高職計算機類專業人才的綜合實踐能力、技術應用創新能力提出了更高要求?；谝苿?G網絡、數據采集及分析技術、人工智能技術等構建而成智慧教學模式是人工智能技術與教育相結合，是新技術與教育科學的有機融合；人工智能技術支持下的高職計算機類智慧教學新模式將以引領學生實現自主學習、深度學習和無界限學習為目標，以提升學生的崗位職業能力為宗旨，已然成為當下高職計算機類專業課程教學急需解決的問題。

2 現狀分析

2.1 專業課程教學現狀分析

目前，國內智慧教學模式是各大教育領域的重要研究方向，國內部分學者開始對人工智能技術背景下的智慧教學實踐進行理論層面的研究，針對智慧教學模式應用研究還未深入。當下普遍高職院校的計算機類專業課程教學為了更好地對接企業真實崗位需求，基于校企合作模式，課程教學模式以企業項目為教學載體，采用項目驅動教學法、案例演示法等教學方法創設更為真實的教學情境，并將“教、學、做”融為一體，突破了“學”與“用”之間的壁壘，提升了學生職業技能，但是“教”與“學”之間的壁壘并未打破[2]。例如，教學過程無法實時監控，教師針對教學過程中發現問題無法及時調整、教學評價無法量化評估等，專業課程的教學效果得不到客觀評價，課程育人質量得不到有效保障，現有的教學模式明顯不能滿足需要，而基于人工智能技術建構智慧教學模式，依據大數據采集與分析技術，對學情進行分析，依據學生學習特點，精準定位教學目標、設計教學策略、安排教學活動；智慧教學模式加強教學情境的設計，教師基于智能教學平臺創建個性化的數字化資源庫，將知識、技能融入情境化教學活動中，激發學生學習興趣，充分調動學習興趣與主動性；同時，智慧教學模式需要專業教師不斷更新教育教學理念，與時俱進、不斷學習，提升教學能力和教學信息技術應用能力，對教學過程精心設計，探索新型教學模式，最終使教學過程從單純的知識與技能傳授轉變為智慧教學。

2.2 智慧教學環境分析

近年來，國家加大對高職院校的教育投入，以及市場對高職計算機類人才培養的需求旺盛。大多數高職院校以數字校園、智慧校園建設為抓手，大力推進各類智慧教學平臺建設和部署，計算機類專業實訓室更是加大對傳統機房改造力度，配備了智能教學電子屏、智慧教學平臺，但是，這些設備及平臺的使用多數流于形式，智慧教學的推廣和普及依然面臨困境。因為智慧教學模式受教師個人的教學理念的影響，以及受信息化教學能力及教學環境的硬件配置的限制，目前的高職計算機類專業課程授課形式仍以傳統的教師講授和演示為主，學生被動學習，從而導致學生學習興趣不高，項目實踐過程遇到問題無法及時得到幫助；課堂互動少，學生項目實踐能力難以提高。

圖1 智慧教學模式

3 智慧教學模式實踐研究

高職計算機類專業課程智慧教學模式由教學分析、教學目標、教學策略、教學過程以及教學評價五部分構成?；谌斯ぶ悄芗夹g強大的自適應AI算法，智慧教學過程是動態、成長性的[3]。教師和學生既是AI算法的使用者，也是算法的設計者；既是智慧教學過程中數據的收集者，也是數據的創造者，這就要求教師具有一定的人工智能應用理論基礎和技能，具有迅速的反應和應變能力，充分利用智慧教學平臺對教學過程可能出現的情況進行預判，并設計多種應急策略，利用數字化教學資源重構教學內容；依據實際工作流程，基于在線教學系統、學生終端（移動端、PC端）、和教室交互智能顯示屏等軟硬件設施構建智慧教學模式。

3.1 教學分析

智慧教學模式的教學分析包括學習需求分析、學習內容分析和學生學情分析。學習需求分析可充分利用觀察法、訪談法及問卷調查法等收集數據，利用大數據分析技術等獲得有效可靠的學習需求分析結論[4]。高職計算機類專業課程前后內容銜接緊密，應遵循學生學習規律進行編排并及時調整，針對課程核心內容進行準確分析其作用與地位，采用歸類分析法、圖解分析法等方法進行學習內容分析；針對高職計算機類專業學生喜歡動手、具象思維強等特點進行分析，制定教學策略，從而實現更為精準的智慧教學。

3.2 教學目標

智慧教學模式的教學目標決定教學實施方向及預期效果。智慧教學模式利用人工智能技術實現教學數據的可視化與評價反饋的及時化。根據計算機類相關崗位新發展需求，結合國家職業標準，確立知識、技能、素養三位一體的課程教學目標，并以潤物細無聲的方式巧妙融入課程思政內容，提高學生對專業課程學習興趣，引導學生樹立正確的理想信念，以專業課程教學目標，落實培養高素質技術技能人才目標。

3.3 教學策略

智慧教學模式下的課堂氣氛相較于傳統課堂強調師生共同推進教學進程。根據學情分析，基于智慧教學平臺的教學功能，選取教學方法和教學手段，攻克教學重點和難點；采用線上和線下混合式教學法、項目驅動教學法、啟發式教學法、頭腦風暴等方式充分調動學生興趣，幫助學生克服專業課程學習的畏懼心理，激發學習興趣；通過觀察法適時調整課題教學活動，引導學生通過實踐參與、團隊協作，多角度、多環節的啟發學生學習智慧，提升學生參與度。

3.4 教學過程

智慧教學過程是智慧教學的核心過程，教學實施過程，以計算機相關崗位所需職業技能為標準，設計合適環節激發學生學習興趣、培養學生自主探究的能力，充分利用智慧教學平臺，針對教學過程中的問題實時監測，持續優化改進教學方案，高質量完成教學目標[5]。

3.4.1 課前。通過檢查智慧教學平臺中學生工作任務提交情況，并結合在線平臺課前預習數據和課前測試數據，分析得出學生課程內容的薄弱環節，確定本次課教學難點，結合企業導師點評和教學建議，優化教學設計、調整教學策略。

3.4.2 課中?；谥腔劢虒W平臺發布本次課的任務工作單，教師分析任務需求，針對難點，著重講解關鍵算法和流程。通過項目驅動教學法、案例演示法、分組討論等方式突破教學難點；利用課前預習視頻導入任務基礎知識，課內分析課前預習成果，學生分小組協作開展任務實踐活動，并將任務成果提交至教學平臺。由企業導師進行點評，強化遵守工作規范，培養學生養成嚴謹細致認真的職業素養。

3.4.3 課后。課后教與學反思，是教學過程進行歸納、總結、調整的重要環節，對后續課程教學設計至關重要[6]。依據智慧教學平臺的分析數據向學生精準推送課后作業，對于掌握良好的學生，推送課后拓展練習；對于掌握較差的學生，推送課堂強化練習，逐個突破課內學習盲區，徹底掌握課堂內知識。師生通過課后教與學反思，調整后續教與學策略，教師通過改進教學內容、調整教學設計，學生通過調整學習策略、改進學習方法，師生協同推動教學反思與課后鞏固。

3.5 教學評價

智慧教學模式下的教學評價注重多元、多維、多樣的系統化評價方式，充分將教學評價的導向和激勵功能發揮出來。智慧教學評價機制參照企業評價體系設定評價標準，借助智慧教學平臺的課前預習、課堂自測、課后拓展等客觀成績，再綜合教師評價、導師評價、小組自評、小組互評多元化、多維度的對學生學習效果進行客觀綜合評價。

4 結束語

從逐年提升的專業課程考核通過率、畢業設計抽查通過率、學生職業技能競賽獲獎率來看，人工智能技術支持下的智慧教學模式經實踐檢驗，能明顯提高課程教學質量，提升學生專業技能。智慧教學實踐模式采用線上和線下混合教學法，以“企業導師+學校教師”的雙導師制，利用智慧教學平臺全流程深入教學過程，充分利用Web端、備課端、授課端、App端，多終端、多場景的服務專業課程教學活動設計，實現課前高效備課、學生分組，課堂上師生互動教學、小組合作學習；采集教與學過程性數據并統計分析，課下教師查看課堂報告與學情分析，及時調整教學策略。打通課上、課下師生互動與交流通道，實現教學過程與崗位工作過程的無縫對接，提升課程教學質量、強化職業技能。