人工智能技术在中职计算机专业教学中的应用

一、研究背景2016年，AlphaGo击败围棋世界冠军李世石，人工智能技术顿时声名大噪。人工智能技术已经应用到各行各业，并逐渐发展成一门学科。随着大数据、云计算、虚拟现实等信息技术的发展，人工智能技术也迎来了爆发，小到智能家具、扫地机器人，大到无人驾驶、智慧医疗，人工智能技术覆盖了民生、医疗、交通等方方面面。人工智能技术和教育领域的关系也非常密切，我国也非常重视人工智能技术在教育领域的应用。2017年，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中提出，利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。由此可见，国家从政策上明确要求加强人工智能技术与教育教学的深度融合，以推动教学模式的创新和优化。然而，传统的课堂教学往往互动性差、教学形式固化、教学活动呆板、教学评价单一、教学反馈流于形式，已不能满足目前中职计算机专业课教学需求，如何运用人工智能技术解决计算机专业教学中遇到的难题值得我们一起探讨。二、中职计算机专业教学现状分析1.课程教学环境分析2022年5月，新修订的《中华人民共和国职业教育法》明确提出，支持运用信息技术和其他现代化教学方式，开发职业教育网络课程等学习资源，创新教学方式和学校管理方式，推动职业教育信息化建设与融合应用。这体现了国家对职业教育信息化的重视，也给职业教育信息化建设与融合指明了方向。人工智能技术手段为推动智慧校园、智慧课堂提供了技术建设路径。近年来，大多数职业院校以智慧校园、智慧课堂建设为抓手，大力推进教育信息化工作，各种教学平台方案如雨后春笋，计算机实训室的智能化改造也推陈出新，VR、AR等虚拟现实技术、AIGC及元宇宙等技术给计算机专业教学注入了一剂强心针。然而，受职业院校教学条件的限制以及教师的个人教学理念制约，目前，中职计算机专业课程授课形式仍以传统的教师PPT讲授和操作演示为主，新技术及平台的使用大多数只出现在青教赛、教师能力大赛的舞台，智慧课堂等人工智能技术的普及和推广应用仍任重道远，未来探索人工智能技术在中职计算机专业教学中的应用还有很长一段路要走。2.课程教学现状分析首先，中职计算机专业开设的课程偏难。中职计算机类专业主要集中在计算机应用、计算机网络技术、软件与信息服务、数字媒体技术应用等几大专业，开设的课程的特点主要体现在课程实用性强、内容更新快、理论难理解，属于中职类课程中教学难度较大的一类课程，尤其是理论性强的网络技术及抽象难懂的编程类课程。其次，计算机专业课程内容更新速度快。随着信息技术的发展，计算机专业课程内容不断更新，这就更需要创新教学方法，更新教学设备。笔者所教的计算机网络技术专业课程，由于网络设备的更新换代，以前购买的网络设备已经到了淘汰的时候，更新设备的造价等原因促使学校不得不采用虚拟仿真软件来替代设备更新。最后，大部分中职学生学习自律性低、注意力不集中、文化基础薄弱，而传统的中职计算机专业课程教学以教师为主导，通过教师的课堂教授和操作演示等方式，单一地向学生传授知识和技能，这种教学方式显然不能满足中职学生的需求，急需做出调整。三、人工智能技术在中职计算机专业教学中的应用目前，我国的职业院校探索人工智能技术在教学中的应用研究主要集中在教学模式的创新、网络教学平台的使用、人工智能教学工具的运用及课堂数据分析等方面，下面，结合笔者所在学校的实际情况，谈谈人工智能技术在中职计算机专业教学中的应用。1.利用人工智能技术创新教学模式人工智能技术与教育教学的融合，催生了新的教学模式，其中，最具有代表性的模式是线上线下融合式教学模式。作为后疫情时代的新型教学模式，融合式教学模式打通了线上线下、虚拟和现实场景隔阂，不仅蕴含了教学目标、教学内容的重构，更意味着学校组织形式和学习方式的重构。“线上线下融合式教学模式”是利用各种信息化教学工具，取工具平台之长，拓宽教学途径，通过线上导学，线下导能，线上线下教学形成合力，共同解决职业教育在后疫情时代的痛点难点，最终达成培养学生良好职业素养的目标。新时代，教师应该转变教学观念，迎合互联网，拥抱信息化，以积极的心态去探索中职教育教学改革。机器赋能传统教学，人机协同教学模式也是新形势下的一种教学模式创新，该模式是利用AI机器人介入参与教学的一种创新模式，在这种模式下，传统的教师作为教学的唯一引导者角色被打破，形成了教师、学生、机器三方协同互动的局面。为了适应这种新的教学模式，教师的角色和思维都要与时俱进，由知识的传授者转变为知识的构建者，由身体力行转变为技术外包者，由主导地位转变为同伴互助者。随着OpenAI发布GPT-4，人工智能技术再次突破，GPT-4在技术上有了质的飞跃，比如意图识别、任务分配、工具调用等，这也意味着人机协同朝智能体的趋势发展，人机协同对学习者的要求较高，通常，学习者需要学会如何和机器沟通。图12.充分利用好各种网络教学平台人工智能技术的快速发展，推动着计算机专业的知识迭代及行业技能的应用，这对中职计算机专业人才的培养提出了更高要求，这就要求我们在中职教学中利用好各种网络资源，取软件平台之长，整合网络优势资源。现今，各种网络教学平台在教学改革的浪潮中迅速发展，涌现了像学习通、慕课等优质的网络教学平台，线上教学和课堂教学的深度融合已成为教育新趋势，区别于以往的传统教学，新形势下的教师和学生角色已经发生转变，学生对知识和技能的学习由以往的被动接受逐渐转变为主动探究，未来教育的泛在个性化需求愈演愈烈，也间接催生了网络教学平台的发展。以笔者所在的计算机教研组为例，在过去的三年里，计算机教研组的老师们大多数掌握了一种以上的网络教学平台的使用，其中在各类小程序布置学习任务成为教研组老师的首选网络教学平台，理由是操作简单、易于上手。其次是学习通，理由是功能强大，能提供全面的数据分析报告。学生也乐于接受网络教学任务的学习。3.开发适合本校实际的智慧教学平台智慧课堂是以建构主义学习理论为依据，以“互联网+”的思维方式和大数据、云计算等新一代信息技术打造的智能、高效的课堂。其实质是基于动态学习数据分析和“云、网、端”的运用，实现教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化。人工智能技术是一种信息化手段，而智慧课堂正是这种手段所应用的范畴。虽然市面上众多的网络教学平台给中职计算机专业教学提供了多种选择，然而，并没有一个系统完全满足每个学校的需要，因此，鼓励有条件的职业院校开发适合本校实际的智慧教学平台。以笔者所在单位为例，本校由教研室牵头，通过前期的调研，从教学管理人员、教师、学生的核心诉求出发，经过与企业开发人员多轮沟通，初步设计教学管理平台架构如图1所示。目前，我校的智慧教学平台处于试用运行阶段，功能模块包括：我的课程、课程超市模版建课、通知中心、班级管理、教学团队管理、资源库超市、权限管理等，支持一键建课、通过模版导入建课、引用他人课件建课，力求简单、高效、复用率高，以满足本校一线教师的教学需求。4.利用人工智能技术创新课堂教学内容根据中等职业学校“信息技术”课程标准的学科素养要求，要重点培养学生的信息意识和数字化学习与创新意识，在基础模块内容编排上，课程标准把数字媒体技术应用、人工智能初步列入必修内容，把数字媒体创意、机器人操作列入拓展模块，这也意味着人工智能课程全面融入计算机专业教学，因此，我们要重视人工智能技术在教学上的应用，以便优化和创新课堂教学。比如，在计算机网络技术专业课教学中，我们可以利用仿真软件、虚拟机等技术来模拟网络设备的工作，让学生轻松观察和理解数据在网络上如何传输，从而突破教学难点。在数字媒体技术应用的教学过程中，我们也可以把AR、数字人、数字孪生等新技术引入课堂教学，让人工智能为数字媒体设计插上翅膀。比如，我们通过使用Kivicube平台进行平面AR及交互式AR的制作，通过Nibiru制作360全景交互式课件。我们还可以利用当下最热门的chatgpt+Mindshow快速制作高大上的PPT。四、结束语尽管目前人工智能技术在中职计算机专业教学中的应用仍处于探索阶段，未来，我们要想进一步提高计算机