高職信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的融入路徑研究

摘要：探討了人工智能在高職信息技術(shù)課程中的融入路徑，主要包括四個(gè)方面。首先，更新課程內(nèi)容，將人工智能的基礎(chǔ)知識與應(yīng)用技術(shù)引入信息技術(shù)課程。其次，深化實(shí)踐教學(xué)，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)課程等形式，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。再次，推動(dòng)跨學(xué)科融合，將AI技術(shù)與智能制造、電子商務(wù)等領(lǐng)域結(jié)合，拓寬學(xué)生的應(yīng)用視野。最后，推廣人工智能工具和平臺的使用，使學(xué)生能夠掌握當(dāng)前主流的AI開發(fā)技術(shù)。通過這些路徑的實(shí)施，不僅能提升學(xué)生的技術(shù)能力，還能增強(qiáng)他們的創(chuàng)新思維和職業(yè)競爭力，為未來的就業(yè)市場培養(yǎng)高素質(zhì)的技術(shù)人才。

關(guān)鍵詞：人工智能；教學(xué)變革模型；課題研究

一、前言

隨著人工智能（AI）技術(shù)的快速發(fā)展，全球各行業(yè)對人工智能人才的需求日益增加。高職院校作為技術(shù)人才培養(yǎng)的重要基地，面臨著將前沿技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的挑戰(zhàn)。信息技術(shù)專業(yè)作為人工智能技術(shù)應(yīng)用的核心領(lǐng)域之一，必須積極探索AI技術(shù)的有效融入路徑，以滿足社會(huì)對高技能人才的需求。然而，目前高職信息技術(shù)教學(xué)中，人工智能的融入尚處于起步階段，存在課程設(shè)置滯后、實(shí)踐環(huán)節(jié)不足等問題。如何在高職教育中有效融入人工智能，培養(yǎng)具備實(shí)際應(yīng)用能力的技術(shù)型人才，已成為教育改革的重要議題。本文將探討高職信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的融入路徑，以期為教育實(shí)踐提供有益參考和指導(dǎo)。

二、高職信息技術(shù)教學(xué)與人工智能

（一）高職信息技術(shù)教學(xué)

高職信息技術(shù)教學(xué)旨在培養(yǎng)具備現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用能力的技術(shù)型人才，滿足各行業(yè)對信息技術(shù)應(yīng)用的需求[1]。課程設(shè)置通常涵蓋計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、編程語言、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫管理、操作系統(tǒng)、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學(xué)方法上，高職信息技術(shù)注重項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)和案例教學(xué)，通過真實(shí)的企業(yè)項(xiàng)目或模擬場景，讓學(xué)生在實(shí)際操作中掌握技術(shù)技能，提升解決實(shí)際問題的能力。此外，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，課程內(nèi)容也不斷更新，加入了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容，以保證學(xué)生能夠跟上行業(yè)發(fā)展的步伐。整體而言，高職信息技術(shù)教學(xué)致力于培養(yǎng)既懂技術(shù)又能適應(yīng)快速變化行業(yè)需求的復(fù)合型人才。

（二）人工智能

人工智能（AI）是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，旨在研究和開發(fā)模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的系統(tǒng)和技術(shù)。其核心目標(biāo)是使機(jī)器能夠執(zhí)行通常需要人類智能的任務(wù)，如感知、推理、學(xué)習(xí)、決策和自然語言處理。人工智能的主要技術(shù)包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺和知識圖譜等[2]。

見表1，機(jī)器學(xué)習(xí)通過算法讓計(jì)算機(jī)從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并不斷改進(jìn)性能，而深度學(xué)習(xí)則通過多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更復(fù)雜的學(xué)習(xí)與分析，尤其在圖像識別和語音處理等領(lǐng)域表現(xiàn)突出。隨著計(jì)算力的提升和數(shù)據(jù)量的激增，人工智能在醫(yī)療、金融、教育、交通等多個(gè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的工作方式和生產(chǎn)模式。盡管如此，人工智能仍面臨倫理、安全和隱私保護(hù)等挑戰(zhàn)，未來發(fā)展需平衡技術(shù)創(chuàng)新與社會(huì)責(zé)任，以推動(dòng)智能化的可持續(xù)發(fā)展。

三、高職信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的融入現(xiàn)狀分析

（一）課程情況

如圖1所示，在調(diào)查中，有60%的人表示他們的學(xué)校開設(shè)了人工智能相關(guān)課程，占比最大。這說明人工智能教育正在逐漸普及。25%的人表示沒有開設(shè)這類課程，而15%的人對此情況不太清楚，表明還有一部分學(xué)校尚未引入人工智能課程，或者學(xué)生對此不太了解。總體來看，人工智能教育的推廣仍有提升空間，特別是在那些尚未開設(shè)相關(guān)課程的學(xué)校。同時(shí)，提高學(xué)生對這些課程的認(rèn)識和興趣也很重要。

（二）是否參加過人工智能相關(guān)的課程或講座

從圖2可以看出，在參與調(diào)查的人群中，有45%的人表示參加過人工智能相關(guān)的課程或講座，而55%的人沒有參加過，表明雖然人工智能教育正在逐漸普及，但仍有超過半數(shù)的人沒有接觸過相關(guān)課程，可能反映出人工智能教育的普及程度仍有待提高，或者人們對這類課程的認(rèn)識和興趣不足。因此，教育機(jī)構(gòu)在推廣人工智能教育的同時(shí)，也需要關(guān)注如何提高公眾對這一領(lǐng)域的認(rèn)識和參與度。

（三）是否接觸過與人工智能相關(guān)的內(nèi)容

如圖3所示，在參與調(diào)查的人群中，有50%的人表示接觸過與人工智能相關(guān)的內(nèi)容，如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等。另外50%的人沒有接觸過。數(shù)據(jù)表明目前公眾對人工智能相關(guān)內(nèi)容的接觸程度是均等的，既有一半的人對這一領(lǐng)域有所了解，也有一半的人尚未接觸。這種情況可能反映了人工智能技術(shù)的普及程度以及公眾對這一領(lǐng)域興趣的分布情況。因此，對于教育者和推廣者來說，這是一個(gè)機(jī)會(huì)，可以通過各種渠道增加公眾對人工智能的了解和興趣。

（四）人工智能課程內(nèi)容

在關(guān)于人工智能課程應(yīng)包括哪些內(nèi)容的調(diào)查中，80%的人認(rèn)為應(yīng)包括人工智能基礎(chǔ)理論，這是占比最高的選項(xiàng)。其次是深度學(xué)習(xí)（75%）、機(jī)器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)分析（70%）、人工智能應(yīng)用開發(fā)（65%）、自然語言處理（60%）、計(jì)算機(jī)視覺（40%）。只有10%的人選擇了“其他”選項(xiàng)，表明大多數(shù)人認(rèn)為人工智能課程應(yīng)涵蓋基礎(chǔ)理論、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、應(yīng)用開發(fā)等核心內(nèi)容，同時(shí)也應(yīng)包括自然語言處理和計(jì)算機(jī)視覺等特定領(lǐng)域。這樣的課程設(shè)置能夠全面地培養(yǎng)學(xué)生的理論知識和實(shí)踐技能，以適應(yīng)人工智能領(lǐng)域的多樣化需求。

四、高職信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的融入路徑

（一）課程內(nèi)容融入

在高職信息技術(shù)教學(xué)中，人工智能的融入首先應(yīng)體現(xiàn)在課程內(nèi)容的更新和豐富上。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程可以增加與人工智能相關(guān)的基礎(chǔ)理論內(nèi)容，如機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、計(jì)算機(jī)視覺等模塊。通過引入這些前沿技術(shù)，幫助學(xué)生建立起人工智能的基本概念和應(yīng)用框架[3]。進(jìn)一步，可以設(shè)置專門的AI課程，深入講解AI算法、深度學(xué)習(xí)、智能控制等方面的知識。課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧理論與實(shí)踐，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。同時(shí)，課程中可以引入AI的應(yīng)用案例，如智能客服、智能醫(yī)療等，幫助學(xué)生理解人工智能如何在不同行業(yè)中發(fā)揮作用。這種方法不僅能讓學(xué)生掌握理論知識，也能為他們今后的工作奠定實(shí)踐基礎(chǔ)，培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。

（二）實(shí)踐教學(xué)的深化

人工智能的教學(xué)不僅僅依賴于理論講授，更需要通過實(shí)踐教學(xué)來加深學(xué)生的理解。在高職信息技術(shù)教學(xué)中，可以通過實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目式教學(xué)、競賽等方式來推動(dòng)AI技術(shù)的應(yīng)用[4]。教師可以設(shè)計(jì)與人工智能相關(guān)的實(shí)際項(xiàng)目，如圖像識別、語音識別、智能機(jī)器人等，讓學(xué)生參與項(xiàng)目開發(fā)的全過程，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、模型訓(xùn)練和系統(tǒng)測試等環(huán)節(jié)。這種項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方式能夠讓學(xué)生更好地掌握AI技術(shù)的應(yīng)用流程，同時(shí)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、問題解決和創(chuàng)新能力。此外，可以與企業(yè)合作，設(shè)計(jì)符合行業(yè)需求的實(shí)踐課程或?qū)嵙?xí)項(xiàng)目，幫助學(xué)生將課堂所學(xué)知識與實(shí)際工作緊密結(jié)合，提升他們的就業(yè)競爭力。

（三）跨學(xué)科融合與創(chuàng)新應(yīng)用

人工智能在高職信息技術(shù)教學(xué)中的融入不應(yīng)僅局限于計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，而應(yīng)擴(kuò)展到其他學(xué)科和領(lǐng)域的融合應(yīng)用。例如，在智能制造、智慧城市、電子商務(wù)等行業(yè)中，AI技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。教師可以通過跨學(xué)科項(xiàng)目，將AI技術(shù)與這些領(lǐng)域相結(jié)合，設(shè)計(jì)出更加創(chuàng)新的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐活動(dòng)[5]。例如，在智能制造課程中，可以結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和自動(dòng)化控制，進(jìn)行智能工廠模擬；在電子商務(wù)課程中，可以講解AI在大數(shù)據(jù)分析、精準(zhǔn)營銷中的應(yīng)用。這種跨學(xué)科的融合不僅能擴(kuò)大學(xué)生的視野，也能幫助學(xué)生理解人工智能的多元化應(yīng)用場景，培養(yǎng)他們提高創(chuàng)新思維和跨領(lǐng)域的綜合能力，為今后的職業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。

（四）人工智能工具和平臺的應(yīng)用

為了提高教學(xué)的效率和效果，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用當(dāng)前主流的人工智能工具和平臺，如TensorFlow、PyTorch、Keras等，這些工具已被廣泛應(yīng)用于機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域。通過這些工具，學(xué)生可以更加直觀地理解人工智能算法的實(shí)現(xiàn)過程，掌握數(shù)據(jù)處理、模型訓(xùn)練、算法優(yōu)化等核心技能。此外，學(xué)生還可以使用AI開發(fā)平臺，如Google Colab、Microsoft Azure等進(jìn)行云計(jì)算與AI開發(fā)，從而提升實(shí)踐能力。在教學(xué)中，教師可以通過組織學(xué)生進(jìn)行在線學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練、技術(shù)競賽等活動(dòng)，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。這些平臺和工具的使用，不僅能夠幫助學(xué)生加深對人工智能的理解，還能提升他們的技術(shù)能力和解決實(shí)際問題的能力。

五、結(jié)語

人工智能技術(shù)的融入為高職信息技術(shù)教學(xué)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過更新課程內(nèi)容、深化實(shí)踐教學(xué)、推動(dòng)跨學(xué)科融合以及應(yīng)用AI開發(fā)平臺等途徑，可以有效提升學(xué)生的技術(shù)能力和創(chuàng)新思維，增強(qiáng)其職業(yè)競爭力。面對AI技術(shù)的快速發(fā)展，高職院校應(yīng)不斷優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，緊跟行業(yè)需求，培養(yǎng)具備實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)技術(shù)人才。未來，隨著AI技術(shù)的進(jìn)一步普及和發(fā)展，人工智能在高職信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用將持續(xù)深化，為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步提供更廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)

[1]丁美榮，王同聚.人工智能教學(xué)中“知識建構(gòu)、STEM、創(chuàng)客”三位一體教學(xué)模型的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].電化教育研究，2021，42（04）：108-114.

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作者單位：太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院

責(zé)任編輯：王穎振 楊惠娟