人工智能技术支持的高职计算机类专业智慧教学模式研究*

刘静

湖南工程职业技术学院信息工程学院 湖南 长沙 410005

1 研究背景

2018年4月，教育部发布《教育信息化2.0行动计划》指出“以人工智能、物联网、大数据等新一代信息技术为根本，依靠多种高级的人工智能技术设备及移动5G网络，加快推行智慧教育科学研究和智慧校园的示范建设”，这为人工智能技术融入智慧教学过程提供了新思路和方法[1]。2018年1月国务院发布了《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》，这体现了国家对教育的重视，表现出大力加强教师队伍规范建设的决心，《意见》着重目标是加强将来教师队伍的建设和发展，鲜明地指出：“教师要自动顺应信息化、人工智能等新兴技术的改革，自觉积极地进行智慧化的课堂教学”。

人工智能技术的迅猛发展与应用，推动信息类产业快速转型与升级，这对高职计算机类专业人才的综合实践能力、技术应用创新能力提出了更高要求。基于移动5G网络、数据采集及分析技术、人工智能技术等构建而成智慧教学模式是人工智能技术与教育相结合，是新技术与教育科学的有机融合；人工智能技术支持下的高职计算机类智慧教学新模式将以引领学生实现自主学习、深度学习和无界限学习为目标，以提升学生的岗位职业能力为宗旨，已然成为当下高职计算机类专业课程教学急需解决的问题。

2 现状分析

2.1 专业课程教学现状分析

目前，国内智慧教学模式是各大教育领域的重要研究方向，国内部分学者开始对人工智能技术背景下的智慧教学实践进行理论层面的研究，针对智慧教学模式应用研究还未深入。当下普遍高职院校的计算机类专业课程教学为了更好地对接企业真实岗位需求，基于校企合作模式，课程教学模式以企业项目为教学载体，采用项目驱动教学法、案例演示法等教学方法创设更为真实的教学情境，并将“教、学、做”融为一体，突破了“学”与“用”之间的壁垒，提升了学生职业技能，但是“教”与“学”之间的壁垒并未打破[2]。例如，教学过程无法实时监控，教师针对教学过程中发现问题无法及时调整、教学评价无法量化评估等，专业课程的教学效果得不到客观评价，课程育人质量得不到有效保障，现有的教学模式明显不能满足需要，而基于人工智能技术建构智慧教学模式，依据大数据采集与分析技术，对学情进行分析，依据学生学习特点，精准定位教学目标、设计教学策略、安排教学活动；智慧教学模式加强教学情境的设计，教师基于智能教学平台创建个性化的数字化资源库，将知识、技能融入情境化教学活动中，激发学生学习兴趣，充分调动学习兴趣与主动性；同时，智慧教学模式需要专业教师不断更新教育教学理念，与时俱进、不断学习，提升教学能力和教学信息技术应用能力，对教学过程精心设计，探索新型教学模式，最终使教学过程从单纯的知识与技能传授转变为智慧教学。

2.2 智慧教学环境分析

近年来，国家加大对高职院校的教育投入，以及市场对高职计算机类人才培养的需求旺盛。大多数高职院校以数字校园、智慧校园建设为抓手，大力推进各类智慧教学平台建设和部署，计算机类专业实训室更是加大对传统机房改造力度，配备了智能教学电子屏、智慧教学平台，但是，这些设备及平台的使用多数流于形式，智慧教学的推广和普及依然面临困境。因为智慧教学模式受教师个人的教学理念的影响，以及受信息化教学能力及教学环境的硬件配置的限制，目前的高职计算机类专业课程授课形式仍以传统的教师讲授和演示为主，学生被动学习，从而导致学生学习兴趣不高，项目实践过程遇到问题无法及时得到帮助；课堂互动少，学生项目实践能力难以提高。

图1 智慧教学模式

3 智慧教学模式实践研究

高职计算机类专业课程智慧教学模式由教学分析、教学目标、教学策略、教学过程以及教学评价五部分构成。基于人工智能技术强大的自适应AI算法，智慧教学过程是动态、成长性的[3]。教师和学生既是AI算法的使用者，也是算法的设计者；既是智慧教学过程中数据的收集者，也是数据的创造者，这就要求教师具有一定的人工智能应用理论基础和技能，具有迅速的反应和应变能力，充分利用智慧教学平台对教学过程可能出现的情况进行预判，并设计多种应急策略，利用数字化教学资源重构教学内容；依据实际工作流程，基于在线教学系统、学生终端（移动端、PC端）、和教室交互智能显示屏等软硬件设施构建智慧教学模式。

3.1 教学分析

智慧教学模式的教学分析包括学习需求分析、学习内容分析和学生学情分析。学习需求分析可充分利用观察法、访谈法及问卷调查法等收集数据，利用大数据分析技术等获得有效可靠的学习需求分析结论[4]。高职计算机类专业课程前后内容衔接紧密，应遵循学生学习规律进行编排并及时调整，针对课程核心内容进行准确分析其作用与地位，采用归类分析法、图解分析法等方法进行学习内容分析；针对高职计算机类专业学生喜欢动手、具象思维强等特点进行分析，制定教学策略，从而实现更为精准的智慧教学。

3.2 教学目标

智慧教学模式的教学目标决定教学实施方向及预期效果。智慧教学模式利用人工智能技术实现教学数据的可视化与评价反馈的及时化。根据计算机类相关岗位新发展需求，结合国家职业标准，确立知识、技能、素养三位一体的课程教学目标，并以润物细无声的方式巧妙融入课程思政内容，提高学生对专业课程学习兴趣，引导学生树立正确的理想信念，以专业课程教学目标，落实培养高素质技术技能人才目标。

3.3 教学策略

智慧教学模式下的课堂气氛相较于传统课堂强调师生共同推进教学进程。根据学情分析，基于智慧教学平台的教学功能，选取教学方法和教学手段，攻克教学重点和难点；采用线上和线下混合式教学法、项目驱动教学法、启发式教学法、头脑风暴等方式充分调动学生兴趣，帮助学生克服专业课程学习的畏惧心理，激发学习兴趣；通过观察法适时调整课题教学活动，引导学生通过实践参与、团队协作，多角度、多环节的启发学生学习智慧，提升学生参与度。

3.4 教学过程

智慧教学过程是智慧教学的核心过程，教学实施过程，以计算机相关岗位所需职业技能为标准，设计合适环节激发学生学习兴趣、培养学生自主探究的能力，充分利用智慧教学平台，针对教学过程中的问题实时监测，持续优化改进教学方案，高质量完成教学目标[5]。

3.4.1 课前。通过检查智慧教学平台中学生工作任务提交情况，并结合在线平台课前预习数据和课前测试数据，分析得出学生课程内容的薄弱环节，确定本次课教学难点，结合企业导师点评和教学建议，优化教学设计、调整教学策略。

3.4.2 课中。基于智慧教学平台发布本次课的任务工作单，教师分析任务需求，针对难点，着重讲解关键算法和流程。通过项目驱动教学法、案例演示法、分组讨论等方式突破教学难点；利用课前预习视频导入任务基础知识，课内分析课前预习成果，学生分小组协作开展任务实践活动，并将任务成果提交至教学平台。由企业导师进行点评，强化遵守工作规范，培养学生养成严谨细致认真的职业素养。

3.4.3 课后。课后教与学反思，是教学过程进行归纳、总结、调整的重要环节，对后续课程教学设计至关重要[6]。依据智慧教学平台的分析数据向学生精准推送课后作业，对于掌握良好的学生，推送课后拓展练习；对于掌握较差的学生，推送课堂强化练习，逐个突破课内学习盲区，彻底掌握课堂内知识。师生通过课后教与学反思，调整后续教与学策略，教师通过改进教学内容、调整教学设计，学生通过调整学习策略、改进学习方法，师生协同推动教学反思与课后巩固。

3.5 教学评价

智慧教学模式下的教学评价注重多元、多维、多样的系统化评价方式，充分将教学评价的导向和激励功能发挥出来。智慧教学评价机制参照企业评价体系设定评价标准，借助智慧教学平台的课前预习、课堂自测、课后拓展等客观成绩，再综合教师评价、导师评价、小组自评、小组互评多元化、多维度的对学生学习效果进行客观综合评价。

4 结束语

从逐年提升的专业课程考核通过率、毕业设计抽查通过率、学生职业技能竞赛获奖率来看，人工智能技术支持下的智慧教学模式经实践检验，能明显提高课程教学质量，提升学生专业技能。智慧教学实践模式采用线上和线下混合教学法，以“企业导师+学校教师”的双导师制，利用智慧教学平台全流程深入教学过程，充分利用Web端、备课端、授课端、App端，多终端、多场景的服务专业课程教学活动设计，实现课前高效备课、学生分组，课堂上师生互动教学、小组合作学习；采集教与学过程性数据并统计分析，课下教师查看课堂报告与学情分析，及时调整教学策略。打通课上、课下师生互动与交流通道，实现教学过程与岗位工作过程的无缝对接，提升课程教学质量、强化职业技能。