关键词:人工赋能;高职;电子技术基础
中图分类号:G642 文献标识码:A
文章编号:1009-3044(2025)03-0151-03 开放科学(资源服务) 标识码(OSID) :
1 高职电子技术基础课程教学存在的矛盾
高职电子技术基础课程教学中存在多种矛盾,这些矛盾影响课程的教学效果及学生的学习质量。以下是一些主要的矛盾:
1) 理论知识与实践技能的矛盾。电子技术基础课程通常包含大量的理论知识,如电路原理、元件功能、信号处理等。然而,学生往往更关注实践技能的掌握,如电路搭建、调试和故障排查等,而对电路的工作原理却了解不够深入。如何在理论教学与实践教学之间找到平衡点,使学生既能理解理论知识,又能掌握实践技能,是教学中需要解决的重要矛盾。
2) 教学内容与实际应用的矛盾。电子技术发展迅速,新的技术和应用不断涌现。然而,教材内容往往滞后于技术的发展,导致学生所学的知识与实际应用之间存在较大差距。例如,在模拟电路中,二极管、三极管的工作原理和基本电路仍是教学重点,但对高职学生来说,这些理论知识在实际工作中很难直接用到。
3) 传统教学方法与现代教学手段的矛盾。传统的电子技术基础教学方法主要依赖教师在课件上讲授。而现代教学手段,如多媒体、仿真软件和网络平台等,则具有更直观、生动的特点。如何在传统教学方法与现代教学手段之间找到最佳的结合点,提高教学效果,是教学中需要探索的问题。
4) 学生个体差异与统一教学要求的矛盾。每个学生的基础知识、学习能力和兴趣点都有所不同,而教学要求通常是统一的。这导致部分学生在学习中感到困难,而另一部分学生则可能觉得内容过于简单。如何根据学生的个体差异制定个性化的教学方案,满足不同学生的需求,是教学中需要解决的难题。
2 生成式人工智能赋能高职电子技术基础课程教学策略
2.1 生成式人工智能AI教学平台概况
生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence) 是一种利用复杂的算法、模型和规则,从大规模数据集中学习,以创造新的原创内容的人工智能技术。它不仅能够生成高质量的文本、图像、声音、视频和代码等多种类型的内容,还可以为人们提供新的创意和灵感。这种技术超越了传统软件的数据处理和分析能力,为各行业、各领域带来了广泛的应用前景。
随着生成式人工智能在教育领域的应用逐渐深化,其为教育带来了前所未有的变革。自2018年4月教育部颁布《高等学校人工智能创新行动计划》以来,我国人工智能赋能教育取得快速发展[2]。2022 年2 月,《教育部2022年工作要点》明确提出实施教育数字化战略行动,党的二十大首次将“推进教育数字化”写入党代会报告[3]。我国高等教育从“互联网+教育”过渡到“AI+教育”,正逐步向“生成式AI+教育”转型。人工智能赋能教育的教学平台应运而生(见表1) 。
1) 个性化教学。AI教学平台通过深度学习和大数据分析技术,能够深入了解每个学生的学习习惯、能力水平和学习进度,从而为他们提供量身定制的学习路径和资源推荐。这有助于确保每个学生都能在适合自己的学习节奏和难度下进行学习,进而提高学习效率和效果。
2) 智能辅导与答疑。平台具备实时回答学生问题的能力,并能提供精准的学习建议。这不仅有助于解决学生在学习过程中遇到的困惑,还能及时纠正他们的错误,引导他们进行深入思考,从而培养他们的自主学习能力。
3) 互动式学习体验。AI教学平台支持在线讨论、实时互动、虚拟实验等多种互动学习形式。这种互动式学习方式能够激发学生的学习兴趣,增强他们的参与感,进而提升学习效果。同时,教师也可以通过平台与学生进行实时交流,了解学生的学习情况,并及时调整教学策略。
4) 多媒体教学资源整合。平台能够整合图像、音频、视频等多媒体教学资源,使课程内容更加生动、形象且有趣。这有助于吸引学生的注意力,提高他们的学习兴趣和积极性。
5) 学习进度跟踪与评估。AI教学平台能够实时跟踪学生的学习进度,并定期进行评估,为教师提供详细的学生学习报告和反馈。这有助于教师及时了解学生的学习状况,发现存在的问题,以便进行针对性的指导和帮助。
2.2 生成式人工智能赋能电子技术基础课程教学策略
1) 平台的选择与安装。国内已有众多生成式人工智能AI教育平台。不同的平台可能采用不同的类ChatGPT人工智能大模型。高职院校需要对市场上的AI教育平台进行充分调研,选择那些技术先进、性价比高,且具有良好信誉、严格数据保护措施以及完善技术支持的平台。在供应商的指导下,按照平台的安装指南进行规范安装和配置。
2) 电子技术基础课程的购买与定制。购买和定制课程是高校利用AI教育平台获取教育资源的重要途径。AI教育平台通常提供丰富的在线课程,涵盖电路分析、电子元器件与应用、模拟电子技术、数字电子技术等领域。高校可以根据自身的教学需求,选择适合的课程进行购买。在很多情况下,平台提供的课程可能不完全符合高职院校的个性化教学需求,此时可以根据自己的需求向平台的开发者提出定制要求。
3) 电子技术基础课程的合作开发。电子技术基础课程拥有丰富的网上和网下教学资源,包括精品课程、慕课、微课、教材、课件、习题库、模拟仿真实验实训视频等。这些资源涵盖了电子技术基础课程的各个方面。为了有效利用这些资源,可以通过校企合作、校校合作的方式,开发出针对不同专业、不同课程培养目标、不同学时、不同层次的电子技术基础课程。例如,将电路分析与模拟电子技术整合、模拟电子技术与数字电子技术整合、模拟电子技术与EDA技术整合、数字电子技术与FPGA技术整合等课程。
4) 构建虚拟仿真实验实训环境。具体措施包括:①选择合适的虚拟实验平台:根据需求调研结果,选择稳定、易用且功能全面的虚拟实验平台,确保平台能够支持电子技术基础课程中的所有实验项目,并具备良好的交互性和可视化效果。②构建实验项目库:依据电子技术基础课程的教学大纲,设计并开发一系列虚拟实验项目,涵盖理论知识的应用、电路设计与搭建、测量与分析等方面。③开发虚拟实验资源:制作高质量的虚拟实验器材和电路元件模型,确保其在虚拟环境中的表现与实际器材高度相似;编写详细的实验指导文档和操作手册,以帮助学生和教师更好地理解和使用虚拟实验环境。④搭建虚拟实验室管理系统:设计并实现虚拟实验室的管理系统,包括用户管理、实验项目管理、实验进度跟踪等功能。
5) 充分发挥教师在平台线上教学中的作用。在AI教学平台的线上教学中,教师的作用不仅未减弱,反而得到了更充分的展现和发挥。①作为指导者,教师帮助学生更好地利用AI教学平台,引导学生熟悉平台界面,掌握基本操作,理解如何利用平台进行学习;教授学生如何筛选和判断信息,使他们在面对海量学习资源时能够高效、准确地找到所需内容。②作为激发者,通过设计吸引人的教学活动、提供有趣的学习资源等方式,激发学生的学习兴趣和积极性,让他们在轻松愉快的氛围中学习。③关注学生的个性化需求,为每个学生提供定制化的学习建议和资源,帮助他们实现自我提升。④作为学习伙伴,与学生共同成长,鼓励学生提出问题、分享观点,并及时给予反馈和指导。⑤积极参与AI教学平台的开发和优化工作,根据自己的教学实践和经验,为平台提供宝贵建议,推动平台功能不断完善和升级;关注新技术和新理念的发展,不断更新自己的知识和技能,以适应未来教育的变革和发展[4]。
6) 线上教学与线下教学有机结合。为将线上教学与线下教学有机结合,可以采取以下方式:①翻转课堂模式:教师将基础知识的学习放在线上进行,通过视频、课件等形式让学生自主学习;线下课堂则重点进行知识的深化、拓展和实践应用,通过讨论、实验等活动促进学生的深度学习。②混合式教学模式:根据课程特点和学生学习需求,灵活安排线上和线下的教学内容和进度。例如,对于电路分析、模拟电路、数字电路课程中难以理解的知识点,可以采用线上视频讲解和线下教师辅导相结合的方式进行教学。③线上线下互动:鼓励学生在线上平台提出问题、分享学习心得,教师在线下课堂上进行解答和点评;同时,利用线上平台进行作业提交、批改和反馈,提高教学效率。④加强教师培训和技术支持,提高教师利用AI教学平台进行线上线下教学的能力,并提供必要的技术支持和保障。⑤关注学生的学习体验和反馈,及时收集和分析学生的学习数据和反馈意见,不断优化线上线下的教学内容和方式。
7) 正确面对人工智能赋能高职教育面临的挑战和限制。首先,需要改变观念。有的教育者对人工智能技术持怀疑态度:①担心平台被误用和滥用,带来学生学习和教师教学造假的风险。②担心平台的应用会取代教师的角色。③担心学生学习和教师教学产生的数据隐私被滥用或泄露。④对人工智能教育平台能否真正理解学生的学习需求和个性差异,提升教学效益和质量产生怀疑[5]。这种观念上的顾虑和误解在一定程度上限制了人工智能技术在高职教育领域的广泛应用[6]。为了克服这些观念上的挑战和限制,需要采取以下措施:①加强宣传教育,认真学习并理解政府推动人工智能赋能教育的相关政策,充分认识到人工智能赋能教育是教育领域改革和发展的必由之路。②普及人工智能技术的知识和应用案例,提高教师和学生对人工智能技术的认知和接受程度。③加强技术研发和创新,不断推动人工智能技术在教育领域的发展和完善。④高职院校应依据国家网信办联合国家发展改革委、教育部、科技部、工业和信息化部、公安部、广电总局七部门联合公布的《生成式人工智能服务管理暂行办法》和其他政策文件,制定学校的相关条例和规定,规范AI教育平台的应用,确保其合规性和安全性[7]。
3结束语
在当前信息化、智能化的大背景下,将人工智能技术融入电子技术基础课程,不仅能够有效提升学生的学习效率和兴趣,还能培养他们的创新思维和实践能力。通过智能教学平台,教师可以实现个性化教学,针对不同学生的特点制定差异化的教学策略,从而真正做到因材施教。同时,人工智能技术的应用也为教师提供了更多的教学资源和手段,使得课堂教学更加生动有趣,更符合现代学生的学习习惯和需求。而学生则可以通过与智能教学系统的互动,更加深入地理解和掌握电子技术知识,提高自己的综合素质和竞争力。未来,希望人工智能技术能够在高职电子技术基础课程中得到积极应用和推广,同时也希望广大教育工作者能够积极拥抱新技术,不断创新教学方式和方法,为推动我国高职教育的改革和发展贡献智慧和力量[8]。