基于ChatGPT 的高职计算机软件专业教学改革方案研究

万腾

摘要：中国数字化转型进入高速发展期，高职承担着培养计算机专业人才的重要职责。文章提出一种基于ChatGPT 的计算机专业教学改革方案。方案以强化学生实践技能培养为导向，设计了基于ChatGPT 的互动教学模型，实现自动化答疑、考试辅导、项目辅导、代码评估、个性化学习等教学辅助功能，配合课程改革和企业实战方案，促进学生学习效果和教学质量的整体提升。

关键词：ChatGPT；计算机软件技术专业；高职；互动教学模型；教学辅助

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）06-0021-03

0 引言

ChatGPT是一种基于人工智能技术的语言大模型，它采用大规模的预训练和微调方法，学习了丰富的语言知识和语义理解能力，能够与用户进行自然语言交互[1]。无论是对于常见的问题还是复杂的语境，ChatGPT都能够准确地理解用户的意图，给出有价值的回答，并能够进行一定程度的推理和推断。此外，ChatGPT还具备一定的个性化和情感理解能力，能够与用户建立情感连接，提供贴近用户需求和喜好的答案。这种个性化的交互体验，使得ChatGPT在AI助手、在线客服、教育辅助等多个领域展现出了其潜在的商业价值。

自2022年11月ChatGPT推出以来，国外有多所大学禁止该工具。部分学术界人士认为，学生使用ChatGPT可能会存在如下问题：1）分散注意力：学生在学习过程中需要集中精力，使用ChatGPT可能会分散他们的注意力，影响学习效果。2）学术舞弊：使用ChatGPT可能会导致学术不诚信问题，例如抄袭、作弊等[2]。3）错误引导：ChatGPT生成的回答可能存在不准确、有偏见或不适当的内容。4）技术滥用：学生可能会滥用ChatGPT来进行欺骗、恶作剧或其他不当行为[3]。作为一种新的技术手段，必然有利有弊。在鼓励学生独立思考和完成学业的基础上，更高效率地使用ChatGPT成为目前需要解决的问题[4]。习近平总书记强调：“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。”[5]计算机软件专业要优先考虑ChatGPT技术对日常教学的影响。

1 改革方案

ChatGPT在计算机软件专业教学中具有广泛的应用前景，但也需要配合教育改革才能发挥最大作用。文章提出一种基于ChatGPT的计算机软件专业教学改革方案。方案架构见图1。

方案主要分为三个部分：课程重构、人工智能和企业实战。课程重构对计算机软件专业课程进行重新构造设计，使课程方案更加适应当前IT行业需求。人工智能部分引入ChatGPT进行辅助教学，包含自动化答疑、个性化学习、项目辅导、代码评估和考试辅导等5个部分，可以减轻老师的辅导工作量，并提升学生的学习效率。企业实战部分根据企业的岗位和实际工作要求进行设计，对接真实企业工作环境，将学校学到的知识进一步转化成工作技能，完成从学到用的转变，提升学生的软件专业素质。

1.1 重构计算机软件专业课程

将ChatGPT引入教育行业进行应用，需要配合教育改革才能发挥其最大价值。计算机软件专业的培养目标和课程设置也需要进行重构，以适应IT行业的需求变化。在实际企业开发过程中，软件开发可以分为前端开发和后端开發两个环节。前端开发主要负责设计和开发用户界面，使用户能够直观、高效地使用软件。后端开发负责处理数据存储、业务逻辑和系统安全等方面的工作，是支撑整个系统运行的关键。为了对接企业实际生产，专业课程也需要进行对应调整。在大学计算机软件专业的课程设置中，对于喜欢前端开发的学生应加强对HTML、CSS和JavaScript等前端开发技术的教学，引入前端框架（如Vue、React和Angular）和前端工具（如Webpack、Babel 和ESLint），培养学生的前端开发能力，提升工程实践经验。对于喜欢后端开发的学生，应注重培养学生的后端开发能力，包括对多种编程语言（如Java、Python、C++等）的教学，以及对后端框架（如Spring Boot、Django等）和数据库（如MySQL、MongoDB和Oracle等）的深入学习。除了前端开发和后端开发，软件工程也是大学计算机软件专业不可或缺的一部分。软件工程涉及需求分析、软件设计、软件测试与质量保证以及项目管理等方面的知识。在企业中，良好的软件工程实践是保证项目成功的关键。因此，在大学计算机软件专业的课程设置中，应加强对软件工程的教学，培养学生的系统思维和团队合作能力。综合考虑前端开发和后端开发实际情况，重新定义课程培养目标，可以使学生更好地适应IT行业的需求变化。大学计算机软件专业应注重培养具备综合能力的计算机软件专业人才，同时也兼顾学生的学习兴趣。

学生学习完课程知识后，应鼓励学生考取对应的行业证书，如Java、Python等编程语言的行业证书，进一步巩固学习成果。这些证书可以提高学生的就业竞争力，并为他们未来的职业发展打下基础。对于部分学习优异，希望继续深造的学生，在课后辅导课程中安排相关的竞赛训练，如ACM程序设计竞赛、全国技能大赛等比赛的培训。这些竞赛可以提高学生的团队协作能力、综合素质和创新能力。通过课证赛融合教学，可以将课堂教学、证书培训和竞赛训练有机地结合起来，为学生提供更加全面和实用的教育体验。这种教学模式可以帮助学生更好地适应行业需求和就业市场，提升他们的职业竞争力。

社区合作学习，是一种课后继续学习的模式。在国外，谷歌与多所大学合作，开展了一系列的社区合作项目，学生可以参与谷歌的开源项目，与谷歌工程师一起合作开发项目，了解行业实践和最新技术动态。在国内，阿里和百度等互联网公司也在网上发布了众多开源项目，学校应该积极与企业合作，培养学生钻研前沿科技的精神。这种合作学习模式提高了学生的实践能力和职业素养，并促进了学术界和工业界的合作与交流。创新教学方法通常需要教师具备新的教学技能和知识。对于教师，可能需要接受培训和支持才能适应这些新的教学模式。对于学生，创新教学方法的接受程度和适应能力可能有所不同，部分学生可能需要更多的时间来适应新的学习方式。尽管存在困难和挑战，但通过充分的准备、资源支持和持续的改进，这些创新教学方法可以取得成功并带来积极的影响。

1.2 引入ChatGPT 辅助教学

教育的主体是学生，发挥学生学习主观能动性是教学成功的关键。在传统的教学模式下，学生学习过程中遇到问题可以向老师提问，或者在网上查找相关资料来解决。由于老师无法做到实时解答学生问题，通过网络查找资料是学生首选解决问题的方法。网络资料虽然丰富，但是学生在查找过程中会遇到两个关键问题：1）学生搜索资料的能力差异很大，很多学生无法在大量的网络资料中找到真正能够解决自己问题的答案。某些复杂问题的搜索，可能还会花费学生大量的时间。2）计算机学科类知识错综复杂，初学者在面临网络提供的似是而非的答案时，可能无法判断其真伪。另外，学生如果想进一步巩固和提升自己的学习知识，也需要加大练习和应用。但是，传统教学模式中，往往作业由老师布置，而老师布置的作业并非面向个人，而是面向整个班级。老师无法掌握每个学生的学情，如果个别学生对于某个知识点掌握不够好，想通过练习进一步进行提高时，无法第一时间获取到对应的作业进行练习。ChatGPT引入辅助教学，可以提高学生的自主学习效率。

ChatGPT可以实现如下几个功能。

1）自动化答疑：利用ChatGPT能够构建一个智能答疑系统，协助学生解决他们在学习计算机专业知识过程中遇到的问题。学生通过与ChatGPT进行对话来获取即时的答案和解释，无需教师参与，减轻老师的负担，也可以提高学习效率。

2）个性化学习：ChatGPT可以根据学生的学习需求和兴趣，提供个性化的学习建议和资源推荐。学生通过与ChatGPT进行对话，提出自己的学习目标和学习过程中遇到的具体困难点。ChatGPT可以收集并根据这些信息为学生量身定制学习计划和教材推荐。例如，在Java程序设计课程教学中，学生对于循环语句掌握不够深，可以向ChatGPT获取关于循环语句部分的练习。学生在遇到某个练习完成后仍然想进一步进行巩固，可以向ChatGPT提问，获取该练习的相似题目。

3）项目辅导：计算软件专业课程通常包含一些实践项目，学生在完成这些项目时可能会遇到各种问题。ChatGPT在训练时学习了大量的项目代码，它可以作为一个虚拟的企业老师，为学生提供技术支撑，例如：学生可以向ChatGPT咨询关于项目的设计思路和技术问题等。ChatGPT可以提供大量的项目案例供学生进行自主学习，学生如果需要开发某种类型的项目，可以让ChatGPT提供该项目已经有的案例，这样学生可以在这个基础上进行开发，不仅可以减少开发时间，也能吸取前人的开发经验，迅速提升自己项目开发的能力。

4）代码评估：ChatGPT能够自动评估学生提交的代码。学生完成程序编写后，与ChatGPT进行对话，ChatGPT可以分析出学生代码中的错误，并给出相应的修改意见。这样可以提高代码质量，帮助学生更好地理解和应用编程知识。此外，学生在开发过程中遇到不会写的代码，ChatGPT可以对学生进行代码提示。

5）考试辅导：ChatGPT能够提供考试辅导和模拟考试。在学校组织的正式考试前，学生通过与ChatG?PT进行对话，了解某门计算机专业课程考试的内容和要求，并进行模拟考试练习。学生完成模拟练习后，ChatGPT 可以根据学生的答案给出评分和反馈。ChatGPT可以提供多套试卷供学生练习，学生在正式考试前通过大量的模拟练习，会加深对各个知识点的记忆。正式考试结束后，学生可以将自己考试出错的题目提交给ChatGPT，让ChatGPT给出参考答案，学生根据参考答案可以对相应知识点进一步深入学习。

下面，以传统的Java 程序设计课程为例，阐述ChatGPT引入计算机軟件专业教学后存在的问题。表1列出了目前常见的Java编程题目，其中难易程度由学生打分后评级为容易、中等、困难三个等级。利用ChatGPT解决表中给出的10个题目，结果发现ChatG?PT对于网上已经出现过的问题，全部都能够正确解答。但是，如果提交的问题进行了创新性改动，设置了更多的条件或者障碍时（例如回文判断改编版，设置万能字符可以和任意字符匹配等），ChatGPT给出的答案往往是存在错误的。利用ChatGPT进行辅助教学时，需要防止学生过度依赖ChatGPT，或者利用ChatGPT进行考试舞弊。此外，ChatGPT也无法保证100%正确，在提供答案时，也可能存在错误，这可能会误导学生。

为了解决这两个问题，可以采取如下方法来进行应对：1）对学生使用ChatGPT辅助进行监管：所有学生接入统一平台使用ChatGPT，统一管理学生使用Chat?GPT时的行为和活动，及时发现并阻止作弊行为。平台引入查重工具来检测学生提交的作业或者考试答案，判断是否存在与ChatGPT相似的模式或解答。2）设计有创造性的问题：设计问题时，可以选择那些需要学生进行思考、分析和创造性思维的问题，而不仅仅是简单的知识回答。这样可以减少学生依赖Chat?GPT来获取答案的可能性。3）强调学术诚信：学校应加强对学术诚信的教育和宣传，让学生明白作弊的后果，也让学生知道学习的过程比学习的结果更重要，技能的成长无法通过作弊获取。4）多维度教学评价体系：教师可以采用面试答辩、实验、项目作业等，全面评估学生的学习成果。在专业课结束后，可以对接企业，让学生参加企业实际生产，通过学生在企业的表现进一步对学生的学习情况进行评价。5）ChatGPT 答案更正机制：定期收集学生对ChatGPT回答有疑问的案例，教师对案例进行核对，如果确实有错误，则在平台进行发布，及时通知学生进行查阅更正。

1.3 企业实战历练职业技能

社会数字化程度越来越深，企业对软件开发的要求也越来越高。企业实战是一种重要的课程形式，可以帮助学生更好地了解企业软件开发的实际情况，提高实践能力和就业竞争力。企业实战是指将传统的课堂教学转变为以企业项目为基础的教学模式。在这种模式下，学生需要参与到真实的企业项目中，负责项目的需求分析、设计、开发、测试和项目交付等环节。通过企业实战，学生可以更好地理解软件开发的流程和方法，掌握实际应用技能。

在企业项目化重构课程中，学生需要完成以下任务：1）项目需求分析：学生与企业合作，了解项目的需求和目标，制定项目计划和进度安排。2）项目设计：学生根据项目需求，设计应用系统的总体架构、模块和接口等。3）项目开发：学生根据设计文档，使用编程语言和开发工具进行编码，完成应用系统的各项业务功能。4）项目测试：学生对软件系统进行测试和调试，确保应用系统的各项功能能够满足业务需求，并运行稳定。5）项目交付：学生将完成的软件系统交付给企业，并对目标用户进行培训和技术支持，收集用户遇到的问题，并进行迭代开发。

通过参与企业项目化重构课程，学生可以获得以下好处：

1）实践能力提升：通过参与真实的企业项目，学生可以更好地了解软件开发的各个环节和实际情况，掌握实际应用技能。企业实战为学生提供了一个真实的工作环境，使他们能够将在课堂上学到的理论知识应用到实际项目中。通过实践，培养了学生解决问题的能力和创新思维。学生在企业实战中能够积累实际项目经验，为今后进入企业工作打下了坚实的基础。

2）企业文化和职业规范学习：企业实战使学生接触到真实的企业，了解企业文化和职业道德规范。企业实习可以帮助学生更好地了解自己的兴趣和擅长领域，从而为未来的职业规划提供指导。企业实战可以让学生更好地适应企业的需求，提高就业竞争力。

3）與企业合作机会增加：通过企业实战，学生可以与对接企业建立联系，增加与企业合作的机会。学生通过实战建立职业网络，了解行业动态和就业机会，并为将来的就业做好准备。

计算机软件专业企业实战对于学生的职业发展和个人成长具有重要意义。它不仅能够提升学生的实践能力和职业素养，还能够为他们的职业规划和就业提供有力支持。

2 结论

ChatGPT在计算机软件专业教学中具有广泛的应用前景，但是也需要配合教育改革才能发挥其最大价值。方案从课程重构开始，为引入ChatGPT辅助教学打下基础。ChatGPT可以为学生提供个性化的学习支持，为教师提供辅助教学。通过引入ChatGPT辅助教学，学生能够更好地理解和掌握计算机专业知识，学校能够提供更好的教学体验。然而，ChatGPT仍然是一个机器生成的模型，可能存在一定的局限性和误差，因此在使用过程中需要结合其他教学方法和资源，以确保教学效果的全面和准确。最后方案提出利用企业实战将学校学到的知识进一步转化成工作技能，完成从学到用的转变。

参考文献：

[1] OpenAI.Introducing ChatGPT[EB/OL] .https：//openai.com/blog/ChatGPT.

[2] Noam Chomsky，Ian Roberts & Jeffrey Watumull.The False Promise of ChatGPT[EB/OL]. [2023-03-08]. https：//www. ny?times.com/2023/03/08/opinion/noam-chomsky-ChatGPT-ai.ht?ml.

[3] 王佑镁，王旦，梁炜怡，等“. 阿拉丁神灯”还是“潘多拉魔盒”：ChatGPT教育应用的潜能与风险[J] .现代远程教育研究，2023， 35（2）： 48-56.

[4] 焦建利.ChatGPT：学校教育的朋友还是敌人？[J] .现代教育技术，2023，33（4）：5-15.

[5] 中共中央党史和文献研究院.习近平关于网络强国论述摘编[M].北京：中央文献出版社，2021.

【通联编辑：王力】