AI技術在高職院校信息技術類課程中的應用探究

摘要：在信息技術快速發展的背景下，高職院校“計算機基礎”課程面臨著提升教學效果和適應學生多樣化學習需求的挑戰。探討了AI技術在高職院校“計算機基礎”課程中的應用價值，旨在解決傳統教學模式下學生基礎差異大、教學內容更新慢、實踐教學資源有限等問題。高職課程引入AI輔助教學系統、自動批改與評價機制、虛擬實驗室等手段，實現了個性化教學、實時反饋與實踐技能培養的優化，從而提高了學生學習效率與教師教學效果，為高職院校信息技術教育的現代化轉型提供了新思路。

關鍵詞：AI技術；高職院校；計算機基礎；個性化教學；教學資源優化

一、前言

在數字化轉型的大背景下，高職院校面臨著提升信息技術教育質量與效率的迫切需求。“計算機基礎”作為核心課程，其教學模式亟待創新以適應學生多樣化的學習需求與快速變化的技術環境。當前，傳統教學方法在應對學生基礎差異、教學資源優化及實踐技能培養等方面存在明顯不足，亟須引入AI技術進行革新。AI技術以其智能化、個性化和高效性，為高職院校信息技術教育帶來了新的機遇，成為推動高職院校信息技術教育現代化的關鍵力量。

二、 AI技術在高職院校“計算機基礎”課程的應用價值

（一）提升學生學習效率

在高職院校“計算機基礎”課程中應用AI技術能顯著提升學生的學習效率。一方面，AI輔助教學平臺根據學生的學習情況自動推薦適合的學習資源和練習題，提供個性化的學習路徑幫助學生高效掌握知識點[1]。例如，智能教學系統分析學生在特定概念上的表現，為學生提供針對性的輔導材料，減少無效學習時間。另一方面，AI技術智能答疑系統即時解答學生的疑問，避免了等待教師回復的時間消耗，使學生能更快地理解難點，保持學習的連貫性。例如，利用自然語言處理技術，智能答疑系統能迅速理解學生的問題并給出準確答案，幫助學生及時解決問題，提高學習效率。

（二）優化教學資源配置

AI技術的應用有助于優化“計算機基礎”課程的教學資源配置。一方面，AI技術數據分析預測學生的學業表現，幫助教師合理分配教學資源，確保每位學生都能獲得適當的關注和支持。例如，對學生的學習數據進行分析，識別出哪些學生需要額外的幫助，從而有針對性地調配教師資源。另一方面，AI技術還能利用智能化的排課系統提高教室和實驗室的利用率，確保資源的有效分配。例如，智能排課系統能根據課程需求和學生人數自動調整教室分配，避免資源浪費。

（三）促進個性化教學

AI技術的應用促進了“計算機基礎”課程的個性化教學。一方面，AI技術根據學生的學習進度和能力水平調整教學內容，確保每位學生都能獲得最適合自己的學習體驗。例如，智能教學系統為不同水平的學生提供不同難度級別的練習題，幫助學生逐步提高技能。另一方面，AI技術還能分析學生的學習行為和偏好，為學生提供個性化的學習建議和資源推薦。例如，智能教學平臺利用機器學習算法，能識別學生的學習風格，并據此推薦最適合的學習材料和方法，從而提高學習效果。

三、高職院校“計算機基礎”課程教學中的現實挑戰

（一）學生基礎差異偏大

在高職院校的“計算機基礎”課程中，學生基礎差異偏大。一方面，學生在入學前對計算機基礎知識的掌握程度參差不齊。部分學生在中小學階段已經接受了較為系統的計算機教育，具備一定的操作技能和理論基礎。而另一些學生則來自教育資源相對匱乏的地區，對計算機的接觸和了解極為有限，該差異導致在教學起點的設定上存在困難，難以滿足所有學生的需求。另一方面，學生在學習能力和學習態度上也存在顯著差異。有些學生具有較強的自主學習能力和積極的學習態度，能迅速掌握新知識。而部分學生則學習動力不足，對計算機基礎課程缺乏興趣，進一步加大了教學的難度和復雜性。

（二）教學內容更新滯后

隨著信息技術的飛速發展，高職院校“計算機基礎”課程的教學內容更新速度往往跟不上技術進步的步伐。其一，計算機技術的發展日新月異，新的軟件、硬件和應用不斷涌現。然而，高職院校“計算機基礎”課程的教學內容往往不能及時跟上技術發展的步伐，導致學生所學知識與實際應用存在脫節。其二，隨著行業的發展，計算機基礎在不同專業領域的應用需求也在不斷變化，但當前的教學內容未能充分考慮專業差異和行業需求，缺乏針對性和實用性，無法滿足學生未來職業發展的要求。

（三）實踐教學設備不足

部分高職院校“計算機基礎”在實踐教學設備的配備上存在不足。一方面，由于經費限制等原因，部分高職院校在計算機硬件設備的投入上相對不足，計算機的數量無法滿足學生的實際需求，導致在實踐課程中，學生無法獲得足夠的上機操作時間，影響了實踐技能的培養。另一方面，設備的更新換代速度較慢，無法跟上計算機技術的發展。老舊的設備性能有限，無法運行最新的軟件和應用程序，限制了教學內容的拓展和實踐項目的開展。

四、AI技術在“計算機基礎”課程中的應用實踐

（一）智能教學輔助系統的應用

1.個性化學習路徑推薦

在“計算機基礎”課程中，智能教學輔助系統分析學生的初始知識水平、學習習慣和興趣偏好等多維度數據，為每位學生生成專屬的個性化學習路徑，如圖1所示。對于具備一定計算機基礎的學生，系統推薦側重于高級應用和拓展知識的學習模塊[2]。而對于基礎相對薄弱的學生，則優先推送基礎知識鞏固和基礎操作練習的內容。系統能根據學生的學習進展實時調整路徑，若學生在某個知識點的學習中遇到困難，系統會自動增加相關的輔導資源和練習機會，確保學生能逐步提升。

2.實時學習進度跟蹤

智能教學輔助系統在“計算機基礎”課程中能對學生的學習進度進行實時跟蹤。系統會記錄學生在每一個學習任務、練習和測試中的表現，包括完成時間、準確率、操作步驟等詳細數據[3]。教師對數據進行實時分析，及時了解學生的學習狀態，發現潛在的問題和學習瓶頸。若學生在某一章節的練習中頻繁出錯或耗時過長，教師可立即給予針對性的輔導和幫助。

（二）基于AI的自動批改與評價

1.作業與考試的自動批改

在“計算機基礎”課程中，基于AI的自動批改功能能提升教學效率。對于客觀題，如選擇題、判斷題等，AI系統能迅速比對標準答案進行準確批改。對于主觀題，如編程題、簡答題，AI借助自然語言處理和模式識別技術，分析學生的答案結構和關鍵要點，并與預設的標準回答進行相似度匹配和邏輯合理性判斷[4]。在編程作業的批改中，AI不僅能檢查代碼的語法錯誤，還能評估算法的效率和邏輯的嚴謹性。在考試中，自動批改能快速給出成績，為教師節省大量時間，使教師能將更多精力投入教學內容的優化和對學生的個性化指導上。

2.學習表現的綜合評價

在“計算機基礎”課程中，基于AI的綜合評價系統從多個維度對學生的學習表現進行全面評估。除了傳統的作業和考試成績，AI還會考慮學生的課堂參與度、在線學習時長、討論區的活躍程度等因素。分析學生在在線課程中的觀看時長、暫停次數和重復觀看的節點，推斷學生對不同知識點的掌握程度和學習困難點。對于實踐操作部分，AI會結合操作過程中的步驟準確性、完成效率以及遇到問題后的解決方式等，生成更全面、客觀的學習表現評價報告[5]，為教師提供更精準的教學依據，也為學生提供更具針對性的學習建議。

（三） 虛擬實驗室+仿真教學

1.虛擬實驗室教學

在“計算機基礎”課程中，虛擬實驗室和仿真教學為學生提供了便捷的實踐操作環境。學生在虛擬的計算機設備和軟件環境中進行操作練習，不受時間和空間的限制。學生在虛擬實驗室中模擬組裝計算機硬件、安裝操作系統和應用軟件、進行網絡配置等實踐操作，學生反復練習，熟悉操作流程，減少因實際操作失誤造成的設備損壞和數據丟失風險。

2.模擬復雜實驗場景

在“計算機基礎”課程中，虛擬實驗室結合仿真教學能模擬復雜的實驗場景。對于一些在現實中難以實現或具有較高風險的實驗，如系統崩潰后的恢復、網絡攻擊的防范等，虛擬仿真技術為學生創造逼真的場景。學生在模擬環境中親身體驗和處理各種復雜問題，鍛煉解決實際問題的能力。在網絡安全實驗中，學生模擬遭受網絡攻擊的情況，運用所學知識進行防御和反擊。

3.應用AI課程工具

在“計算機基礎”課程中，AI課程工具的集成能提升教學互動性和個性化學習體驗。例如，AIPPT（AI-Powered Presentation Tool）智能分析教學內容，自動生成結構化演示文稿，輔助教師高效備課。AIPPT還能根據學生反饋實時調整內容呈現方式，增強課堂參與度。其他AI課程工具，如文心一言、通義千問等對話AI則作為虛擬助教，提供24×7即時答疑，彌補了傳統教學時間限制，確保學生疑問得到及時解答。智能推薦系統根據學生學習軌跡，推送個性化學習資源，促進自主學習能力的培養。智譜清言等AI寫作輔助工具，則在寫作和報告撰寫方面為學生提供指導，從語法檢查到邏輯結構優化，全面提升學生的文本表達能力，同時幫助教師減輕作業批改負擔，使反饋更加精準和即時。綜合運用這些AI課程工具，不僅能豐富教學手段，提高了教學效率，還能促進學生個性化學習路徑的形成，為“計算機基礎”課程注入了新的活力，推動了教育智能化轉型。

五、應用效果評估

為了評價AI技術在高職院校“計算機基礎”課程中的應用效果，為進一步改善教學質量提供理論依據，設計了以下實驗：對本校的200名學生、10名教師進行了相關數據信息收集及問卷調查，了解應用前后的變化情況并得出相應實驗結果。

（一）學生學習成績與能力提升對比

對200名學生的調查數據可知，AI技術在“計算機基礎”課程中的應用顯著提升了學生的考試成績和實際操作能力。考試成績平均分從72.3提升至83.6，提升幅度達15.6%，表明學生對知識的掌握更加扎實。實際操作平均分從68.2提高到81.4，提升幅度達19.4%，反映出學生實踐能力的大幅增強。調查數據說明了AI技術能有效提升學生的學習成績與實際操作能力，為學生未來發展奠定堅實基礎。

（二）學生學習態度與興趣變化

根據調查數據，應用AI技術后，學生的學習積極性和課堂參與度均有顯著提升。學習積極性的平均值從6.5提升至8.2，提升幅度達26.2%，課堂參與度平均值從6.8提高到8.5，提升幅度為25.0%。表明AI技術的應用顯著激發了學生的學習熱情，使學生更加積極主動地參與課堂。

（三）教師教學負擔與效果反饋

對10名教師的調查結果顯示，AI技術的引入不僅優化了教學流程，還顯著改善了教學效果。教師平均工作量從7.8降至6.3，降幅達19.2%，意味著教師的工作負荷得到有效減輕。教學質量的平均值從8.1提升到9.2，提升幅度為13.6%，表明教學效果顯著增強。

六、AI應用在教學中存在的問題分析

首先，因為各地各校的發展狀況不同，不同學校、教師和學生對于AI技術應用于教學效果的期待也并不相同。AI技術賦能教學場景創設提供了“用戶”虛擬身份的可能性，學生可以獲得全感官聯動的學習體驗，但是，這種虛擬空間是AI技術“搶跑”的結果，它未必能夠完全切合當下教學之需，虛擬空間在教學端制造的新問題，可能會引發一些知識應用與創新能力不匹配等教學亂象，根本上就是AI技術的去中心化造成的。其次是數字教學資源的數據安全問題，主要是核心數據“裸奔”與算法被改寫的隱患，甚至出現數據篡改或偽造等現象，都需要師生高度警惕。再次是技術更新與設備應用所形成的數字鴻溝問題。AI技術應用具有特殊性，從根本上打破了教師作為知識“儲備庫”的傳統身份，由此帶來技術對教師主導角色替代的風險。例如，自動生成式人工智能的算法模型可以模仿教師的思考方式和教學模式，自動將教學內容進行智能化進階，在一定程度上置換了教師的角色。與此同時，在教學應用場景下，一些教學內容的空間導向也可能在人機交互的技術支持下轉變為應用性的交互導向，從而使教學內容被置換，教師失去了主導教學內容的優勢，對教師的主觀能動性、對高科技新生事物的學習力以及對教學過程的把控力提出了更高的要求，以適應科技發展給教學方式帶來的變革。

七、結語

綜上所述，AI技術在高職院校“計算機基礎”課程中的應用顯著提升了教學質量和學生學習體驗，促進了個性化學習和實踐技能的培養。隨著AI技術的不斷發展，高職院校應持續探索與技術融合的新路徑，構建更加靈活、高效的教學體系，為學生提供更加豐富、個性化的學習資源，進一步提升信息技術教育的現代化水平，以適應社會對高素質技術技能人才的需求。

參考文獻

[1]訾永所，舒望皎，傅正強，等.新課標下高職院校信息技術課程教學改進[J].昆明冶金高等專科學校學報，2024，40（02）：108-115.

[2]任燕.VR在高職院校人才培養中的應用研究——以信息技術類專業為例[J].計算機產品與流通，2019（12）：152+190.

[3]姜穎.大數據時代高職院校信息技術課程教學改革的路徑研究[J].中國新通信，2023，25（12）：140-142.

[4]王仕勛.高職信息技術課程分層教學策略的探索與實踐——以黃岡職業技術學院信息技術課程教學為例[J].黃岡職業技術學院學報，2022，24（03）：35-38.

[5]童紹波.高職院校“信息技術”課“雙線混融”教學模式探索與實踐[J].牡丹江大學學報，2024，33（06）：95-101.

作者單位：寧夏職業技術學院

責任編輯：王穎振、楊惠娟