人工智能ChatGPT背景下高职计算机应用技术专业教学研究

随着人工智能领域中ChatGPT的卓越表现，其应用范围也日渐广泛。ChatGPT的诞生不仅为传统的信息科技行业带来革新，还改变着计算机专业人才的培养模式。如今，计算机专业人才的培养不再只注重编程能力，更需要掌握AI思维与创新能力。人工智能的应用将在未来的发展中占据主导地位，因此计算机专业教育需要从技术学习与训练向创新思维转型，而这正是ChatGPT技术所引领的方向。借助ChatGPT，计算机专业能够实现个性化教育，为计算机教师提供精确的教学辅助，助力培养学生的AI思维和创新能力。在教育资源紧缺的现状下，ChatGPT可以通过线上教育平台为学生提供更丰富的教育资源，帮助他们更好地学习和掌握计算机技术和AI技术的应用，ChatGPT技术的崛起和发展对计算机专业教育和人才培养产生了深远的影响。

1 计算机专业领域相关岗位就业前景分析

伴随着人工智能技术突飞猛进的进步，与计算机科学相关的职业所需的人才需求呈爆炸式增长。人工智能领域已经广泛渗透到各个行业，包括医疗、金融、教育、交通等多个领域，因而对拥有相对应专业知识及技能的人才的需求日益迫切，使计算机科学相关职业的发展前景相当广阔。据相关数据显示，大学计算机专业的毕业生在人工智能领域就业的可能性极大，如人工智能工程师、数据科学家、机器学习工程师等职位，均是当前乃至未来的热门职业走向。这些职位的人才短缺，不仅反映了人工智能技术发展的惊人速度，同时也反映出对专业技能人才的急切需求。

从图1所示的2023年的高薪岗位排行榜上，人工智能领域的职业如ChatGPT研究员、AIGC算法工程师具有较高的月薪。其中，特别引人注目的是ChatGPT研究员，以其平均月薪高达6.7万元，位列高薪榜首位。此外，人工智能工程师亦榜上有名，显示出AI领域对人才需求的旺盛。以ChatGPT研究员为例，这一职位需要具备坚实的基础知识与创新思维，设计并优化模型，研究与开发算法，设计并开发系统，进行实验设计与分析，均需经过长时间的专业培训和实践积累；算法工程师、深度学习专家、机器学习工程师等职位，同样需要利用人工智能技术解决现实中的问题，如自然语言处理、图像识别、推荐系统等，亦为当前受市场追捧的热门职业之一。这些高薪岗位除了要求人才要具备良好的数学和计算机科学基础之外，还需具备强大的实践能力和跨学科的知识背景。面对这样的就业趋势，高职计算机专业的毕业生中那些符合市场需求、拥有特定技能和实践经验的人才，才能够在未来就业市场上拥有就业优势。人工智能领域的职业不仅是高薪的象征，更是强大竞争力的职业选择。对于广大的学生来说，如何不断提升自己的专业能力和实践经验、掌握最新的技术和知识，是获得高薪职业的关键。

2 人工智能ChatGPT对高职计算机应用技术专业教学产生的影响（见图2）

2.1 教学目标更明确

借助ChatGPT的预测和判断能力，教师能够更好地根据学生的实际情况和潜在能力，通过分析精准确定学生的学习目标，针对不同的学生采取不同的教学策略。ChatGPT可以根据学生的能力、兴趣和潜力，为他们规划个性化的学习路径，使学生更容易找到适合自己的学习方法，使专业学习更加高效。同时，它还能根据教学目标，提供最具针对性的学习资源和建议，让学生能够更精准地结合自己未来的职业规划强化专业知识的学习。因此，借助ChatGPT的优势，教师可以更好地协助学生实现他们的学习目标，提高学习效果。比如，一所高职院校的教师在教授Python语言程序设计课程的时候。通过前几次的期中考试分析，他发现部分学生在面向对象编程与Python语法应用方面存在一定困难。为了确定更明确的教学目标，教师决定利用ChatGPT的知识分析能力对学生的学习情况进行评估。教师收集了100份学生的错题后，输入ChatGPT进行自动解析。ChatGPT反馈结果显示，约40%的错题来源于学生对类和对象概念的理解不透彻，另外30%的错题源自对列表、字典等内置数据结构用法的掌握不足。根据这一分析结果，教师调整了后续课程的教学目标优先级与内容结构，增加了面向对象编程与Python内置数据结构操作的讲解时长，并增加针对性强的编程实训案例。在课程结束后，考试分数显示面向对象编程与数据结构操作两个知识点的平均得分较前均有明显提高。

2.2 教学资源易于更新

ChatGPT的出现，让教师在优化整合专业教学资源时更加得心应手，学生也因此可以更容易地获取到及时、准确、适合的学习资源。ChatGPT的功能非常丰富，它可以用于构建测试和诊断系统、在线答疑、自动处理作业、语言学习、课堂沟通、自学向导、智能推荐、自动管理、知识图谱、虚拟社区、考试准备、直播教学、在线实验、自助式辅导、直播作业管理、小班化教学、可视化报表和智慧教室等各种应用，还可以帮助教师进行教学内容的适时调整，对教学目标是否实现进行评估，为教育系统的更新建设提供有效支持。比如，在课程教学前，教师收集了该专业近三年的课程教学大纲、教材版本迭代信息，以及网络上的相关学习资源链接。教师将这些信息输入ChatGPT，请求其分析资源之间的关联性，并对其进行分类整合。ChatGPT输出结果显示，近年教材的更新内容分为网络安全、云计算和物联网三个方面。其中，物联网相关内容的比重逐年增加，与网络中的最新资源高度匹配。根据ChatGPT的分析，教师调整了教学资源体系的结构，增减了相应教学内容的讲解时间比重，将物联网相关的网络资源融入教学中。学生反馈显示，这些资源更新及时、接近技术前沿，提高了学习兴趣。通过期末考核分析，选择与ChatGPT整合后的教学资源的学生，平均成绩较之前提高了8.2%。

2.3 促进学生个性化学习

ChatGPT能够建立集知识和智能于一体的学习系统，利用自然语言生成技术，自动生成课程内容、教学资源等，将学生划分为不同的教学层次派送资源。同时，ChatGPT可以应用在智能辅助教学、在线答疑、学习监管和反馈等方面，通过智能化课程设计和安全保密技术，保障学生的信息安全。在学生的学习过程中，ChatGPT会记录他们的每一次学习情况，汇总阶段性学习结果，据此提供个性化的学习建议及课程规划。这包括根据学生的学习进度，为他们发送适合的学习资源，并在学生学习过程中结合学情提供实时的反馈，调整教学策略，以提升教学水平，达到专业课所需的辅导效果。

2.4 提高学生沟通和反思能力

ChatGPT能够模拟人类对话的方式，与学生进行语言上的互动，并给予适当的反馈，这种对话方式能够引导学生学会如何有效地表达自己的想法，也能够锻炼他们倾听和理解他人的能力。学生使用ChatGPT回答一些针对性的问题，了解自己的兴趣爱好、能力优势和弱点，并据此进行反思，思考如何扬长避短，以便更好地定位自己的职业发展方向，这种反思方式能够帮助学生建立对自我的认知，提高他们的自我管理和自我提升的意识。ChatGPT可以为学生提供各种信息，例如行业发展趋势、职位需求和竞争情况等，从而帮助他们更好地制定职业发展计划。学生还可以利用ChatGPT提供的建议，进行自我探索以及自我评估，明确自己的职业目标并规划好路径，这种职业规划方式能够帮助学生增强职业意识，提升就业竞争力，更好地适应未来的职业挑战。

2.5 提升学生实践操作能力

在提升学生实践操作能力方面，ChatGPT作为一种强大的工具，能够作为学生在实际工作中理论知识应用和实践操作技能的重要补充。ChatGPT可以帮助学生快速分析实践操作过程中的问题，提供解决方案。同时，它还可以实现在线实验、自助式辅导和直播作业管理等功能，以提高学生在实践操作过程中的效率。学生使用ChatGPT帮助他们完成实训操作，进行在线测试，提高学生的实践技能。ChatGPT还可以进行代码编写、调试和测试，帮助学生提高编程能力，这些都有助于增加学生在实际工作中的经验积累，提升他们的实践操作能力。

3 基于人工智能ChatGPT的高职计算机应用技术专业教学改革路径

3.1 明确教学目标，制定教学计划

在教学改革中，首先要明确教学目标，这一点与ChatGPT的目标设定功能类似。教师可以利用人工智能辅助系统进行学生学习情况的分析和评估，了解每位学生的学习进度以及课程掌握中存在的具体问题，做出针对性的教学计划。借助人工智能技术，将教学内容进行智能化的设计，通过数据分析和机器学习算法，系统识别学生的学习风格、偏好和弱势领域，并为每位学生提供个性化的学习资源和教学辅助工具，帮助学生更好地理解和掌握知识。在明确培养学生掌握计算机应用基础知识和技能，具备基本的软件开发、网络管理、数据库应用等能力的基础上，培养学生能够灵活运用人工智能技术，如机器学习、深度学习等，提高解决实际问题的能力。人工智能还可以根据学科特点和学生需求，自动化生成教学计划，提供更加科学合理的教学路径，通过对大量教学数据的分析，人工智能系统可以挖掘出学生的学习规律，给学生规划匹配的教学模式，帮助教师更好地制定教学目标。比如，一所高职院校的Python语言程序设计课程教师，为了制定更科学合理的教学计划，教师利用ChatGPT等人工智能技术进行教学目标明确和教学计划优化。在课程开始前，教师收集了近3年该课程的教学大纲、教材版本信息，以及100名前任学生的学习评估数据，并输入ChatGPT进行分析，ChatGPT通过对这些数据进行学习，输出了学生在循环结构应用、函数定义等方面的通用问题。教师参考ChatGPT的分析结果，调整了课程教学目标的层次结构，将函数的应用作为重点教学目标。在此基础上，再运用ADDIE模型中的ChatGPT扩展模块，自动生成了教学计划初稿。该模块通过分析学生数据，将教学内容进行碎片化，采用知识点递进的方式重新规划教学顺序，输出了教学计划草案。教师参考该计划进行了适当优化，最终形成了教学进度明确、知识点结构合理的教学计划。该课程的后续教学显示，这份教学计划符合学生认知规律，80%的学生表示课程内容易于理解掌握。相比之前，学生函数应用方面的考试得分提高了11.2%。研究表明，借助ChatGPT等人工智能技术可以实现教学目标的明确和教学计划的科学制定，提升教与学的效果。

3.2 开展实践教学，培养学生的实践能力

运用人工智能技术提供虚拟实践环境，模拟真实的工作场景，让学生在虚拟环境中进行实践操作，这样做的好处是可以降低实际专业实训所需的成本和资源，并且能够提供更多样化的实践机会，满足不同学生的需求。利用人工智能技术开展虚拟项目实训，模拟真实的项目需求和开发流程，学生能够参与到项目中，在工作情境中实际操作并解决问题，这种实践方式可以提高学生的团队协作能力、解决问题的能力，增进学生对实际项目开发流程的了解。人工智能还可以用于自动化批改和评价学生的实践作业。利用机器学习和自然语言处理等技术，可以快速准确地评估学生的实践成果，并给予反馈，这样既减轻了教师的工作负担，又提高了评价效果的客观性和准确性。

比如，一所高职院校的网站前端开发教师，为培养学生的项目实践能力，教师计划在教学中加入人工智能支撑的虚拟实训项目。首先利用可扩展虚拟学习环境（Scalable Virtual Learning Environment）构建一个虚拟商城的前端开发场景。学生可以在这个仿真环境中进行网页UI设计、交互逻辑开发等操作，系统会根据学生的代码输入进行实时响应和结果展示。在多个阶段完成后，学生需要组队进行虚拟商场的前后端联调测试并优化系统。最后，系统会自动进行代码风格检查，生成实训报告。通过该虚拟实训项目的开展，78%的学生表示，他们对真实项目开发流程和注意事项有了更深地理解。其中，67%的学生表示掌握了更多代码调试的方法。期末考核显示，学生的项目实践技能考核成绩较之前提高了18%。

3.3 引入人工智能技术，提高教学质量

通过采集学生的学习数据和行为，结合人工智能算法进行分析和推断，能够为每个学生量身定制适合其个体特点和学习需求的教学计划和资源。基于人工智能的教学平台和智能化的教学软件可以根据学生的个性化需求和学习状态进行智能推荐，提供个性化的学习资源和指导。借助智能化的教学平台及工具，可以创造丰富多样的教学资源，如虚拟实验、模拟场景等，提供学生与真实工作环境相似的学习体验。利用人工智能相关的实验装置和设备进行实验和项目的开展，让学生在实际操作中锻炼和应用所学知识。高职计算机应用技术专业也可以与人工智能技术相关的企业和机构开展合作，建立产学研结合的平台，提供更多的实习和就业机会，促进学生的综合素质和就业竞争力的提升。比如，一所高职院校的网页设计基础课程教师，为提高教学质量，教师计划在课程中引入人工智能技术进行智能化教学。在课程开始前，学生需要完成一个网页设计的预测试，系统会自动评估学生的已有知识结构。在学习过程中，系统会检测每个学生的学习进度和表现，进行个性化推荐相关的学习内容，如具有代表性的网页案例、设计技巧讲解等。系统还提供即时的代码编写提示与纠错反馈。在课程结束时，系统会生成每个学生的知识结构图，评估他们的学习效果。研究结果显示，利用该人工智能教学系统的学生，其期末设计作业的平均得分较之前提高了21%，设计能力的各项评估指标也有所提升。

3.4 加强教师培训，提高教师的教学能力

开展针对教师的人工智能培训课程，这些课程可以包括对人工智能的基本概念和原理的介绍，以及教师如何利用人工智能工具和技术进行教学的具体操作方法。教师可以通过参与培训课程，提高对人工智能在教学中的应用能力，从而更好地指导和辅助学生的学习。通过定期组织教师交流会议或研讨会，教师分享使用人工智能进行教学的经验和教学资源，并互相学习借鉴，鼓励教师进行跨学科的合作，促进教师之间的合作共享，进一步提高教师的教学能力和创新能力。邀请人工智能专业领域的专家学者进行定期的培训讲座或学术交流，为教师提供深入的专业知识和最新的发展动态，使教师了解最新的人工智能技术，并应用到专业教学中，提高教学质量和水平。

4 结语

人工智能ChatGPT在教学领域的应用推动了个性化定制教育、智能化辅助教育、多元化评价及学习资源推广等领域的进步，为教师职业发展注入了全新的元素。教师在教学实践中可借助ChatGPT进行前沿教学战略规划、任务实行、调整反馈以及成效评估等操作，从而大幅度提升教学品质。人工智能ChatGPT在计算机应用技术专业教学中已展露出其巨大潜力，预计在未来，它有望广泛运用于各种教学实践活动，成为学生学习及教师教学中至关重要的支持工具。对于技术变革所带来的挑战，高职院校应积极推进教学模式的进化与创新，引进人工智能技术，以迎接社会职业变迁所引发的劳动力结构新需求，优化人才培养与技术研发的针对性，此举不仅有助于激发学生的职业发展潜能，更能为国家的信息化建设输送优质的人才资源。

（作者单位：甘肃农业职业技术学院）