人工智能背景下高职机械制造类教学改革

摘要：高职院校的人才培养和具体教学本身就跟市场环境的联系非常紧密，因此在当前的背景下更应该做好教学的改革。在机械制造专业教学改革方面，教师应该根据机械企业市场岗位的技能需求来决定教学课程与内容，并且需要在教学过程中不断调整教学的模式，将专业课程与基础课程进行整合，强化两者之间的衔接性。而在教学方法方面，高职机械制造专业教师也应该积极创新教学手段，能够使用多种辅助教学方法来提高教学的最终效果。

关键词：人工智能;高职机械制造;教学改革

前言

高职机械制造专业的的教学改革是一项任重道远的工作，需要全体师生的共同努力，也需要教师不断的发掘企业与教学的联系，从而更好地让教学为学生和企业服务，以培养出更加适用未来需求的人才。

1引入人工智能新技术创新教学设计

以数控车床编程与加工课程为例，其理论知识抽象，实践操作性强，传统单一讲授演示操作教学方法已不能完全适应目前大数据和人工智能环境下的学习方式。课程教学设计上，应大胆探索，引入增强现实技术（A简称AR）和人机对话智能系统，为课程教与学带来新变化。

1.1 AR技术实现数控车床编程与加工课程资源立体呈现

增强现实技术是一种实时的计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术。首先，在数控车床编程与加工课程的新形态教材中，将相关知识与技能的疑难点制作成可视化效果好的视频、动画、三维实体图形等动态资源，以二维码形式嵌入，利用AR软件进行扫描，实现资源立体呈现，并且可以实现旋转、缩放等交互功能。其次，在教学实践操作现场，将任务载体的关键操作步骤以展板形式呈现，也可以使学生利用AR软件进行实时解决疑问。

1.2 人机对话实现数控车床编程与加工课程资源精准查

随着信息技术的迅速发展，给学生传递的信息量大增，如何使其快速准确地进行课程学习资源的查找，是课程教学设计考虑的关键因素。数控车床编程与加工课程的教学设计中，依据学习认知规律，将项目任务知识与技能点进行细分，形成碎片化资源，以可供自学为原则，开发人机对话智能学习通APP应用软件，并建设课程的精准数字化资源。学生在学习过程中，如遇疑难问题，只需在学习通上进行查找咨询，便可精准地找到答案。同时，也可以将疑难问题在交流讨论功能区进行实时交流互动，快速提升自我专业技术能力。引入人机对话智能学习通APP可以减少教师的辅导时间，提高学生学习兴趣和效率。

2打造人工智能新高度创新教学计划编排

专业人才培养的基础举措，是学习人才培养方案内设置的所有课程知识与技能，而每门课程的教学，都需有一个系统的授课教学计划，形成系统性，且各门课程间要具备一定的协调互通性。但是，数控车床编程与加工课程，目前制定的教学计划有其固定性，不能依据学生掌握情况实时调整变动，即便可以调整，也只是允许微小调整，形成学生掌握知识差异和学习进度不统一情况，给针对性辅导工作提出了挑战，智能学习通APP学情分析功能可以有效解决这些问题。

2.1 智能预测学情编排教学计划

数控车床编程与加工课程已历经了多年的教学改革，依据专业人才培养方案分配课时量，已有成熟的教学计划，依据教学设备实际情况也能达到授课时间与内容准确对应目标，但不能精准地预测到学生在学习课程前的专业基础知识掌握程度、喜好学习方式等现实情况，导致教学计划以教师主体进行编排，难以满足学生所需，使教学效果达不到理想目标。因此，在课程教学计划编排前，先用智能学习通APP发布调查问卷，内容包括先导课程专业基础知识掌握情况、喜好学习方式与资源类型等，进行智能调查，对数据进行综合分析，并依据学生具体情况及时加减教学内容，使其达到授课计划编排合理、适应性强的目标。

2.2 智能学情分析动态调整教学计划

在课程教学计划实施的过程中，利用智能学习通APP全程监控学生的各项任务学习情况，主要包括投入课程学习时长、任务测验完成情况、章节任务学习掌握情况、发布疑问聚焦知识点、学习时间段、访问次数等方面，教师及时进行分析，调整教学计划进度，必要时依据学生具体掌握情况进行分等级辅导，达到计划动态调整、适时提高教学质量的目标。

3融入人工智能新举措创新教学实施

数控车床编程与加工课程的教学现场，设备运转噪声大、人均设备数不足等现实问题已是长期抑制教学质量提高的绊脚石，而融入人工智能技术新举措，会给课程教学实施带来前所未有的新变化，大大激发学生的学习兴趣，有效促进教学效果稳步提升。

3.1 人机交互机器人充当学生疑问首选解答人

在数控车床编程与加工课程教学实施过程中，教师指导学生人数多，难免会出现辅导不及时、耽误学生学习时间的情况。如今的人工智能技术给课程教学实施中的问题提供了很好的解决方案，引入人机交互机器人充当教师角色，及时解答学生疑问。将课程每个项目任务知识要点和技能操作步骤，细分为不同资源类型呈现，并进行编号，交由机器人进行信息处理，实现人机互动目标，不仅节约了学生的等待时间，也提高了学习兴趣。

3.2 全息投影新技术助力教师课程讲授课程

全息投影技术也称虚拟成像技术，是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的技术。数控车床编程与加工课程在进行理论知识讲解时，学生的学习兴趣低下，难以理解其含义与原理，而利用全息投影技术，将课程知识原理讲解、图纸实时转换为三维实体，大大增加了视觉冲击感，达到了教师讲得轻松、学生学得开心的目的，让师生共同受益，堪称教师实时助手王、学生学习及时解答器。

3.3 智能监控评价新系统促进教学质量创新高

数控车床编程与加工课程在运行线上线下混合教学模式中，教学过程监控和成绩评价是制约实施难题，但是课程在实施中引入智能监控评价系统，可以使教学实施过程變得轻松有效。首先，利用智能监测评价系统动态监控学生学习情况，并进行及时反馈，同时记录学生的日常学习行为。其次，在课程线上考试时，利用系统智能评价功能，对每位学生的课程知识掌握情况进行智能分析，并自动依据设置的划分等级标准进行评价。然后自动选择不同等级的题目，组合适应不同等级学生的试卷进行测验，形成个性化的过程性学习成绩评价，智能找出学习成绩较差学生的薄弱知识点，教师有针对性地辅导，实现提高教学质量的目标。

4教材改革及实验室建设

教材与实验室作为教学活动顺利开展的基础，其在专业教学中发挥着不可替代的作用。因此，为了确保新的教学方法的顺利实施，高职院校必须对机械设计与制造专业的教材规划和选择予以充分的重视。针对该专业涉及的《机械设计基础》《机械制造技术》等重点课程，不仅要重新编写，同时新教材必须将针对学生专业能力的培养作为核心，进一步加强学生实践能力的培养。在教学过程中，必须按照由浅入深的步骤逐步的推进。另外，高职院校必须积极地进行校企共享实验室和实训基地的建设，为机械设计与制造专业的学生提供良好的实训平台，同时邀请企业共同进行实验室的管理，从而达到促进实验设备使用效率稳步提升的目的。

5结语

总而言之，高职机械设计制造专业教学对于满足机械制造行业的用人需求具有深远意义。当前高职机械设计制造专业教学中存在诸多问题，加快该方面的教学改革非常迫切。针对此，高职学校应该提高认知水平，加大理论与实践的结合力度，构建完善的教学体系，提升实践教学在整体教学中所占的比重，并构建科学的教学评价考核体系，持续优化该方面的教学工作，提升教师的整体水平，为社会培养更多合格的机械设计制造专业人才。

参考文献

[1]李青云.浅谈高职机械设计与制造专业的课程综合化改革[J].科技风，2017（11）.

[2]严桂英.浅谈高职机械设计与制造专业教学方法的改革[J].轻工科技，2017（3）.

作者简介：魏新村（1965—），男，本科，高级工程师，研究方向：机械制造及其自动化。

（作者单位：山东交通职业学院）