人工智能背景下高职生态教学模式探讨

胡万志　冯文健　罗海波

【摘 要】本文论述人工智能背景下高职生态教学模式，阐述国内外生态教学研究现状，从四个环节构建基于人工智能的高职生态教学模式，并以计算机专业为例，提出生态教学的具体实现思路，即通过智能生态平台把教学活动、教学环境、教学资源、教学评价四个环节有机结合起来，实现智能生态的目标。

【关键词】人工智能 高职 生态教学模式

【中图分类号】G  【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2020）27-0037-03

近年来，人工智能的发展使得高职院校的教学理念、教学内容、教学方法产生新的变化。新时代对学生的核心技能培养要求改变高职院校传统的授课方式，构建以学生为中心、推动学生自主学习的生态系统。人工智能时代高职院校的课堂教学能够借助人工智能以及大数据技术，重视学生的个性化需求，调节高职院校课堂教学生态中供给与需求的生态链，促进高职院校课堂教学中生态教学模式的发展。本文试从国内外生态教学研究现状出发，构建基于人工智能的高职生态教学模式，并以计算机专业为例，提出生态教学的具体实现思路。

一、国内外生态教学研究现状

国外学者早在20世纪30年代就开始对课堂生态进行研究，如美国学者Waller W.早在1932年就在出版的《教育社会学》一书中首次使用了“课堂生态”的概念，阐述了课堂生态环境以及教师与学生的互动关系。20世纪60年代以后，英国的学者Ashby E.在美国学者研究的基础上，对高等教育的课堂生态进行实证分析，提出“高等教育生态学”的理论，将生态学的相关理论、方法运用到高等教育中。学者Ashby E.的研究虽然对课堂生态教学缺乏完善的界定，但是首次将生态学与教育学进行融合研究，标志着新的研究领域的开始。自此，越来越多的学者对教育生态学进行研究。随着人工智能时代的到来，国外关于教育生态方面的研究也不断创新，但主要集中在人才培养模式的研究上，如美国提倡多元制的高职创新教育模式，按照多元制的办学模式为企业培养创新型的人才。德国倡导建立“双元制”的高职院校人才培养的模式，采用职业分析的作为课堂建设的导向，采用校企合作的方式，注重课堂的实践活动。总体来说，国外学者关于教育生态的研究成果比较丰富，形成理论化的体系，但是在人工智能与学科教学生态的影响等方面研究成果比较少。

而在国内，生态教学研究最初是在台湾地区开展，有关研究成果主要集中在教育系统与生态学的关系上。如学者方炳林、李聪明等从比较宽广的领域对生态教学进行阐述。进入21世纪，国内学者对于生态教学的研究进一步细化，如范国睿在《教育生态学》一书中对课堂生态的要素进行阐述，指出班级规模、座位安排等因素都会影响课堂生态。汪霞在《我们的课堂生态了吗？》中提出课堂改革的必由之路是实施教育生态。吴林富编写的《教育生态管理》一书介绍了课堂生态的管理、构建等。但是国内学界还较少从人工智能、计算机网络视角对高职院校生态教学模式进行构建研究，通过中国知网数据库查阅，发现仅有几篇期刊论文：洪常春的《人工智能时代大学英语生态教学模式构建研究》、肖付良的《大数据时代下高职英语听力生态课堂构建》、仝丹的《互联网+背景下的大学英语教学生态课堂构建研究》、王媛媛的《大数据时代重构高校英语教学生态体系的几点思考》等。

综上所述，国内外学者多数是从大数据的视角分析其对于传统教育模式的影响，并从人才培养等視角分析其对于课堂生态教学模式构建的重要性，较少有学者从实证调查的视角，结合具体的案例进行研究。因此，本文的研究有助于将人工智能运用到课堂生态教学模式的构建中，具有创新性。

二、基于人工智能的高职生态教学模式的构建

基于人工智能技术，高职专业教学可以实现教学个性化和环境虚拟化，虚拟化技术与专业课程的教学的深度融合可以把情境、协作、交流和意义结合起来，达到“教”“学”“感”的贯通效果。随着人工智能技术在机械制造、数控技术、计算机等专业教学中的广泛使用，各种资源库、教学案例都被广泛用于计算机专业的教学中，比如通过机器学习，可以协助学生学习计算机程序设计、模具设计、汽车维修、数据结构、操作系统等课程，通过基于深度学习的软件，教师可以定制不同的教学形式、教学内容，采用不同的教学方法。具体的运行方式通过四个环节实现，如图1所示。

第一环节：机器学习与深度学习是人工智能核心技术，该环节通过深度学习方法，采集学科教学过程中所产生的海量数据，采用自动推理的办法分析学生现有知识水平与兴趣爱好，将知识目标碎片化，设立明确的学习目标，实施合理的教学任务，把教学过程的情境化、可视化有机结合，针对不同的教学对象采用不同的教学方法，设计不同的教学内容，营造良好的学习氛围。

第二环节：利用人工智能的数据挖掘和知识获取技术，构建高效的反馈机制，对课程内容的结构进行科学评估，针对不同的学生开发不同的智能场景，创新教学活动的方法、形式和内容，深化教师与学生的互动力度，实现智能平台与动态教学评价的良好融合。

第三环节：利用人工智能深度学习方法，打造智慧课堂、翻转课堂，转变教师与学生的角色，把传统教师为中心的“主导式授课模式”转变为“导向模式”，在引导学生教学的过程中，充分发挥学生自发性与主观能动性。

第四环节：依托生态式人工智能教学平台的教学评估模块，对整个教学过程实施动态监控，从结构性评估和指标性评估两个角度对教学活动进行评估，评估及反馈信息要及时在教学终端与学习终端得到反映，并及时处理，实现整个生态教学活动科学有效、健康发展。

三、生态教学的具体实现

生态教学模式基于生态学原理，在研究教学过程系统性、过程观、差异观、互动性以及教学情景重要性的基础上，建立完整、和谐、民主的教学内容和教学思想。生态教学可以应用在不同的学科专业中，它的产生背景与环境伦理教育存在一定的关联性，它具有开放多元性、自然和谐性、时空延伸性等特点，因此，具有普遍的推广性。以下是计算机专业生态教学的具体实现思路，如图2所示。

图2所显示的生态教学的实现主要由教学活动、教学环境、教学资源、教学评价等四个关键的环节构成。通过智能生态平台可以把四个环节有机结合起来，实现智能生态的目标。其中，教学活动由教学方法、教学目的、教学内容、教学设备等组成，通过生态教学平台，教学与学生之间，可以完成机电设备、汽车检测与维修、计算机等专业教学内容、教学设计的定制。在网络教学过程中，数字化资源发挥着重要的作用，平台可以通过人工智能的深度学习、机器学习方式，构建海量的数字化资源，为电子信息类专业教学提供丰富的教学资源。比如生动形象的视频更能激发学生的学习兴趣，通过人工智能手段可以丰富课堂教学内容，实现和谐生态教学目标。

个性化是智能生态教学实现过程的关键环节，由于高职电子信息类专业学生素质有高有低，在教學过程中，应根据学生个体差异提供个性化的学习计划，包括学习内容、学习方式、评价方式。随着大数据在教育领域中的推广运用，可通过大数据教育平台构建个性化的学生学习档案，分析学生的个性化学习行为及特点，针对不同的学生采用个性化的学习决策，实现生态化的教学目标。

教学评价是评价教学过程是否有效的量化手段，因此，在智能生态教学的设计过程中，必须构建动态的教学评价方式，结合互联网技术手段，通过QQ、微信、微博以及专用的APP小平台实现教师与学生的互动，及时反馈教学效果。与此同时，智能生态教学平台具体大数据的分析模块，通过数据挖掘和机器学习方式了解学生的学习需求，精准描绘出学生的学习风格和学习能力，为不同的学生进行个性化建模，因材施教，充分发挥学生主观能动性，提高教学水平。

总之，国内外研究人工智能、计算机网络技术以及高职院校教学生态改革的较多，对于二者的融合研究则较少。人工智能作为新事物，当前学者关注的是如何构建生态教学模式，但是很少将人工智能等现代信息化技术融入高职院校课堂生态教学改革中，而这是今后人工智能与学科发展的趋势。本研究将人工智能、计算机网络技术运用到课堂教学中，提出构建课堂生态的新路径，为高职院校课堂教学生态模式的改革方案提出具体的对策，对高职院校人才培养模式构建具有一定的创新意义。

【参考文献】

[1]洪常春.人工智能时代大学英语生态教学模式构建研究[J].外语电化教学，2018（12）.

[2]肖付良.大数据时代下高职英语听力生态课堂构建[J].课程教育研究，2016（6）.

[3]仝丹.互联网+背景下的大学英语教学生态课堂构建研究[J].宿州教育学院学报，2018（6）.

[4]王媛媛.大数据时代重构高校英语教学生态体系的几点思考[J].黑龙江教育学院学报，2017（9）.

[5]张彭松.环境伦理教育：生态教学及实践探索[J].广西师范大学学报（哲学社会科学版），2014（2）.

[6]谭苏燕.SPOC支持下的生态教学模式研究[J].中国成人教育，2016（3） .

【基金项目】2019年度广西职业教育教学改革重点研究项目“高职计算机类专业智能生态课堂教学模式的研究”（GXGZJG2019A027）;2019年柳州职业技术学院课题“人工智能背景下高职计算机网络专业生态教学模式的研究与实践”（2019-A012）;2019年度广西职业教育教学改革研究项目“人工智能主导下高职资源库建设模式创新研究与实践”（GXGZJG2019B157）

【作者简介】胡万志（1981— ），男，广西河池人，在职研究生，广西现代职业技术学院副教授，研究方向：计算机应用技术;冯文健（1981— ），男，广西容县人，硕士，柳州铁道职业技术学院副教授，研究方向：计算机应用技术;罗海波（1973— ），男，广西柳州人，硕士，柳州职业技术学院教授，研究方向：计算机应用技术。

（责编 何田田）