AIGC賦能中職課程項目化教學(xué)的探索與實(shí)踐

0 引言

隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，生成式人工智能（Artificial Intelligence Generated Con-tent，AIGC）已成為科技領(lǐng)域備受矚目的熱點(diǎn)。作為一種能夠模擬人類創(chuàng)造力、自動生成全新內(nèi)容的技術(shù)，AIGC在多個領(lǐng)域均展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力[1]。在教育領(lǐng)域，AIGC的引入不僅為學(xué)習(xí)資源的優(yōu)化與更新帶來了革命性的變革，也為學(xué)習(xí)資源的共享與整合提供了解決方案。高品質(zhì)學(xué)習(xí)資源的制作往往受限于人力、時間和技術(shù)壁壘等因素，AIGC的出現(xiàn)打破了這些束縛。通過利用大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)和自然語言處理等先進(jìn)技術(shù)，AIGC能生成高質(zhì)量的文本、圖片和視頻，提高了內(nèi)容生產(chǎn)的效率。AIGC還能夠根據(jù)用戶的喜好和行為數(shù)據(jù)生成個性化的推薦內(nèi)容，為學(xué)習(xí)者提供豐富的學(xué)習(xí)服務(wù)。本文旨在探討項目化教學(xué)中，AIGC賦能教學(xué)設(shè)計、微課制作、個性化學(xué)習(xí)和評價創(chuàng)新的教學(xué)實(shí)踐過程，分析AIGC給課程項目化教學(xué)帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，以期為課程項目化教學(xué)實(shí)踐提供參考。

1項目化教學(xué)概述

項目化教學(xué)（Project-basedLearning）關(guān)注學(xué)科的原理和核心概念，要求學(xué)生重視問題的解決，是一種基于現(xiàn)實(shí)的探究活動。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，本文所述的項目化教學(xué)是以學(xué)科概念和基本原理為中心，以展示作品為目的，基于真實(shí)情境，能借助資源展開探究性活動，并在一段時間內(nèi)解決一系列實(shí)際問題的新型探究活動[2]。項目化教學(xué)是學(xué)習(xí)者從淺層學(xué)習(xí)走向深度學(xué)習(xí)的橋梁，在中職課程教學(xué)中應(yīng)用普遍。項目化教學(xué)是基于項目，以作品為導(dǎo)向，整合學(xué)科知識與生活中的問題，激活內(nèi)在動機(jī)、合作探究、參與實(shí)踐并解決實(shí)際問題的一種學(xué)習(xí)樣態(tài)[3]

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，人工智能領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)迫在眉睫。人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程是人工智能相關(guān)專業(yè)的核心課程，內(nèi)容主要由人工智能技術(shù)理論、Python編程基礎(chǔ)和智能應(yīng)用模塊開發(fā)及應(yīng)用三部分組成。中職學(xué)生樂于動手，勤于實(shí)踐，因此，中職人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中可以廣泛應(yīng)用項目化教學(xué)。

2中職課程項目化教學(xué)中存在的問題

項目化教學(xué)對教師素養(yǎng)要求高，教師要具備四個維度的素養(yǎng)：學(xué)習(xí)素養(yǎng)、設(shè)計素養(yǎng)、協(xié)作問題解決素養(yǎng)、評價與反饋素養(yǎng)[4。高質(zhì)量的項目設(shè)計和實(shí)施需要教師做好頂層設(shè)計，把握項目實(shí)施細(xì)節(jié)，做好項目實(shí)施支持，給予及時合理評價。在具體教學(xué)實(shí)踐中，項目化教學(xué)面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。

2.1課程整體化項目設(shè)計難度高

項目化教學(xué)在教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用之初，教師致力于將案例轉(zhuǎn)化為更富有實(shí)際意義的項目，著力于項目情境的創(chuàng)設(shè)和與社會現(xiàn)實(shí)的融合。隨著研究的深入，高質(zhì)量的項目化教學(xué)需要以培養(yǎng)核心素養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)科概念和基本原理為核心，以可展示的作品為成果，基于現(xiàn)實(shí)生活對課程項目進(jìn)行整體化設(shè)計。以人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程為例，中職階段課程核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生對人工智能基本概念、原理的理解；培養(yǎng)學(xué)生的Python編程能力；培養(yǎng)學(xué)生對人工智能的感知力，使其理解人工智能技術(shù)原理，探索使用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問題；培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)智時代社會責(zé)任感與倫理道德。人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程是新興專業(yè)核心課程，在實(shí)際教學(xué)中適合中職學(xué)生的教學(xué)資源少，教師需要圍繞課程核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)整體化設(shè)計課程項目，這要求教師具備很高的學(xué)習(xí)力，對于教師來說是很大的挑戰(zhàn)。

2.2學(xué)習(xí)者沉浸式體驗情境創(chuàng)設(shè)難

項目化教學(xué)通常有五個步驟：項目發(fā)布、項目分析、項目實(shí)施、成果展示、項目評價。在項目發(fā)布環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)者沉浸式體驗情景的創(chuàng)設(shè)一直以來都是一項頗具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)者沉浸式體驗情境需要綜合考慮技術(shù)、內(nèi)容、互動和反饋等多方面因素。現(xiàn)如今信息技術(shù)飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)、3D建模與動畫技術(shù)、交互式模擬軟件技術(shù)等現(xiàn)代技術(shù)工具的使用能夠提升學(xué)習(xí)者的沉浸感。然而其技術(shù)門檻高，普通一線教師很難熟練掌握這些技術(shù)，導(dǎo)致課程項目中項目發(fā)布環(huán)節(jié)仍舊停留在文字描述、教師口述或者專家發(fā)布任務(wù)層面。學(xué)習(xí)者沉浸式體驗難以實(shí)現(xiàn)，沉浸式體驗情境創(chuàng)設(shè)存在技術(shù)壁壘。

2.3學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)支持難

項目化教學(xué)遵循在實(shí)踐中學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)中實(shí)踐、理論與實(shí)踐教學(xué)一體化的原則，學(xué)生通過“實(shí)踐一學(xué)習(xí)一再實(shí)踐一再學(xué)習(xí)”完成知識的獲取和技能的提升，從而不斷提高綜合能力[5]。項目化教學(xué)中共性問題可以通過提供微課資源，設(shè)計針對性的練習(xí)解決，然而學(xué)習(xí)者個性化的學(xué)習(xí)需求需要更為豐富的教學(xué)資源支撐。完善的學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)支持服務(wù)需要有強(qiáng)大的算力和在線服務(wù)時長作為保障，以往的項目化教學(xué)中通過小組合作、組員互助的形式可以部分解決此問題，但效果難以追蹤。

2.4過程性評價有效實(shí)施困難

在項目化教學(xué)中項目評價是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。實(shí)時有效的評價反饋可以幫助教師及時掌握學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和面臨的問題，對教學(xué)進(jìn)度做出恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，激勵學(xué)生積極參與項目，提高學(xué)習(xí)效果。過程性評價在項目化教學(xué)的評價環(huán)節(jié)顯得尤為重要。有效的過程性評價有賴于對學(xué)生學(xué)習(xí)信息的采集和評價渠道的暢通。傳統(tǒng)的過程性評價依賴評價者的洞察和過程性的考核結(jié)果，評價時效性差且不全面。

3AIGC賦能項目化教學(xué)

AIGC可以利用人工智能技術(shù)生成各種形式的內(nèi)容，包括但不限于文本、圖片、音頻、視頻等。AIGC有助于推動教育走向人機(jī)協(xié)同、知識突破、向下兼容、向“智”迭代[]。AIGC可以拓寬教師在項目化教學(xué)中的思維延展度，降低項目化教學(xué)中的技術(shù)難度，豐富項目化教學(xué)中的教學(xué)資源形式。目前國內(nèi)市場已興起多款生成式人工智能工具，能夠根據(jù)簡單的指令生成文本、圖片、視音頻等內(nèi)容，極大地提高工作效率，越來越多的學(xué)者開始探索AIGC在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。在AI領(lǐng)域具有影響力的生成式AI產(chǎn)品包括文小言、天工、ChatGPT、海藝、可靈、必剪Studio、Gammas等，如表1所示。

接下來將結(jié)合人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程探討AIGC在教學(xué)設(shè)計、微課制作、個性化學(xué)習(xí)和學(xué)習(xí)評價四方面的具體應(yīng)用。

3.1AIGC賦能教學(xué)設(shè)計

文本生成類AI產(chǎn)品涵蓋了文小言、天工、訊飛星火、通義千問、Kimi、豆包、智譜清言等。這些AI產(chǎn)品都具備很強(qiáng)的語言理解與生成能力，能夠在多個方面發(fā)揮作用，如與用戶進(jìn)行對話互動、解答各類問題和協(xié)助進(jìn)行創(chuàng)作等。

在開展人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)之前，天工可作為得力的輔助工具幫助教師進(jìn)行教學(xué)大綱設(shè)計。在運(yùn)用AI工具輔助設(shè)計教學(xué)大綱時，教師需向其提供充足的信息，包括教學(xué)的背景信息、明確的授課主題、授課內(nèi)容和課時安排等。教師在獲取AI工具提供的教學(xué)大綱后，依據(jù)學(xué)校的教學(xué)資源、教學(xué)要求和生源的知識水平、學(xué)習(xí)能力等實(shí)際情況，對教學(xué)大綱進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化與完善，使其更貼合實(shí)際教學(xué)需求、更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握。

在人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，基于生成的教學(xué)大綱，通過與AI工具對話優(yōu)化課程頂層項目設(shè)計，將課程學(xué)習(xí)內(nèi)容融合成9個學(xué)習(xí)項目。再使用AI協(xié)助創(chuàng)作功能對項目的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，形成更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)設(shè)計方案，如表2所示。

表1常見AI工具功能概覽表

表2AIGC輔助人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程頂層項目設(shè)計

3.2AIGC賦能微課制作

高質(zhì)量的微課有利于學(xué)生沉浸式地投入項目化教學(xué)，微課既可以應(yīng)用于項目引入，又可以應(yīng)用于教學(xué)重難點(diǎn)的突破。AIGC能夠有效地助力微課制作。使用AI工具快速生成PPT，對PPT進(jìn)行適當(dāng)美化、加工，生成適用于微課錄制的PPT；使用AI工具快速生成腳本，也可以根據(jù)腳本生成視頻；AI數(shù)字人工具可以快速獲得數(shù)字分身，配合具體教學(xué)內(nèi)容生成有真人出鏡的微課視頻；也可以使用AI工具通過詳細(xì)文字描述整合網(wǎng)絡(luò)視頻資源快速生成視頻。在具體教學(xué)中教師嘗試使用豆包的生成腳本功能生成關(guān)于人工智能概念和發(fā)展歷史的相關(guān)腳本，調(diào)整后再將腳本導(dǎo)入有言AI或者剪映中，與已經(jīng)錄制的PPT講解視頻和圖片再生資源融合后生成微課視頻。盡管直接根據(jù)文字生成的視頻與理想中的微課視頻尚有差距，但是輔以自提供圖片或視頻素材，剪輯后生成的視頻資源質(zhì)量就有了保障。由教師自身形象定制生成的數(shù)字人形象能極大地提高工作效率，縮短課程系列微課的制作時間。在AIGC加持下，教師的教學(xué)資源建設(shè)水平得以快速提升，學(xué)生沉浸式學(xué)習(xí)情境體驗有了更好的保障。

在人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，依托AIGC師生共研共制概念講解視頻“什么是人工智能？”“機(jī)器人三定律”“帶你走進(jìn)樹莓派”等，編程基礎(chǔ)知識視頻“港珠澳大橋鋼材重量智能估算”“電子藥品監(jiān)管碼的識別”“網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)密碼強(qiáng)度判斷”“居民用電費(fèi)用智能測算”等，硬件搭建過程視頻“GPIO口引用”“LED接線”“光敏傳感器應(yīng)用”“溫濕度傳感器應(yīng)用”“智能小車機(jī)械搭建”等共計32個。在微課制作過程中使用文小言輔助生成文本、圖片和優(yōu)化程序；使用Gamma優(yōu)化PPT設(shè)計；使用可靈輔助生成圖片和視頻；使用必剪Studio中數(shù)字人技術(shù)提升視頻生成效率。總之，AIGC為微課制作帶來了便利，降低了技術(shù)門檻，使微課制作更高效、更個性化、更富有創(chuàng)新性。

3.3AIGC賦能個性化學(xué)習(xí)

向中職學(xué)生普及AI工具的應(yīng)用需要謹(jǐn)慎。目前在課程教學(xué)中還沒有向?qū)W生全面普及AI工具而是逐步滲透。這主要是考慮到中職學(xué)生自控能力稍弱，一旦嘗試AIGC的強(qiáng)大功能，就會省略思考的過程直奔結(jié)果。在實(shí)際教學(xué)中，通常由教師使用AI工具生成有梯度的練習(xí)，輔助學(xué)生進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)。在項目化教學(xué)中，由于學(xué)生的水平參差不齊，教師需要針對學(xué)生面臨的不同問題提供必要的學(xué)習(xí)支架。教師使用AI工具能夠快速生成大量的分主題、分難易梯度的練習(xí)，再將練習(xí)內(nèi)容置入線上課程資源或納入課堂任務(wù)練習(xí)推送給學(xué)生，以此助力學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的達(dá)成。目前在線學(xué)習(xí)平臺中已嵌入的AI學(xué)習(xí)助手工具旨在為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)支撐，但精細(xì)服務(wù)能力尚需深入開發(fā)。學(xué)生在使用AI學(xué)習(xí)助手過程中存在不能得到有效反饋的現(xiàn)象，體驗感稍差。理想的學(xué)生個性化學(xué)習(xí)方案是在線上學(xué)習(xí)平臺根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況智能化推送適宜的學(xué)習(xí)和練習(xí)資源，學(xué)生提出的個性化學(xué)習(xí)問題均能得到正向反饋和高效指引。相信隨著AI技術(shù)的發(fā)展學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)環(huán)境會更加智能、更加完善。

3.4AIGC賦能學(xué)習(xí)評價

在項目化教學(xué)中，學(xué)習(xí)評價包括對項目目標(biāo)達(dá)成度的評價，對學(xué)生參與度的評價，對學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和溝通能力的評價。AIGC能夠輔助生成不同風(fēng)格的文字評價內(nèi)容給予學(xué)習(xí)者鼓勵，也能快速查找學(xué)生的技能痛點(diǎn)，從而方便教師給予學(xué)生及時反饋。基于AI技術(shù)的在線學(xué)習(xí)平臺能夠跟蹤學(xué)生的線上學(xué)習(xí)軌跡，及時評估學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)并給予反饋。在人工智能技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)中，教師使用AI工具能夠快速識別學(xué)生Python程序中存在的問題并給予及時反饋，也能使用AI工具生成期中、期末試卷，并快速批閱試卷，極大提高了工作效率。

4結(jié)束語

在教育領(lǐng)域，AIGC相關(guān)技術(shù)既扮演著教學(xué)輔助工具的重要角色，也帶來一定的風(fēng)險與挑戰(zhàn)。AIGC的應(yīng)用為教育的多個場景和環(huán)節(jié)帶來助益，推動了教育變革，這無疑令人振奮。然而，我們也需要保持警惕，防范技術(shù)的濫用或非法使用。展望未來，期待AIGC能夠進(jìn)一步推動學(xué)習(xí)方式的智能化、個性化和互動化，為學(xué)生提供更加豐富和高效的學(xué)習(xí)體驗。

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