人工智能背景下高職機械制造類教學改革

摘要：高職院校的人才培養(yǎng)和具體教學本身就跟市場環(huán)境的聯(lián)系非常緊密，因此在當前的背景下更應該做好教學的改革。在機械制造專業(yè)教學改革方面，教師應該根據(jù)機械企業(yè)市場崗位的技能需求來決定教學課程與內(nèi)容，并且需要在教學過程中不斷調(diào)整教學的模式，將專業(yè)課程與基礎課程進行整合，強化兩者之間的銜接性。而在教學方法方面，高職機械制造專業(yè)教師也應該積極創(chuàng)新教學手段，能夠使用多種輔助教學方法來提高教學的最終效果。

關(guān)鍵詞：人工智能;高職機械制造;教學改革

前言

高職機械制造專業(yè)的的教學改革是一項任重道遠的工作，需要全體師生的共同努力，也需要教師不斷的發(fā)掘企業(yè)與教學的聯(lián)系，從而更好地讓教學為學生和企業(yè)服務，以培養(yǎng)出更加適用未來需求的人才。

1引入人工智能新技術(shù)創(chuàng)新教學設計

以數(shù)控車床編程與加工課程為例，其理論知識抽象，實踐操作性強，傳統(tǒng)單一講授演示操作教學方法已不能完全適應目前大數(shù)據(jù)和人工智能環(huán)境下的學習方式。課程教學設計上，應大膽探索，引入增強現(xiàn)實技術(shù)（A簡稱AR）和人機對話智能系統(tǒng)，為課程教與學帶來新變化。

1.1 AR技術(shù)實現(xiàn)數(shù)控車床編程與加工課程資源立體呈現(xiàn)

增強現(xiàn)實技術(shù)是一種實時的計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術(shù)。首先，在數(shù)控車床編程與加工課程的新形態(tài)教材中，將相關(guān)知識與技能的疑難點制作成可視化效果好的視頻、動畫、三維實體圖形等動態(tài)資源，以二維碼形式嵌入，利用AR軟件進行掃描，實現(xiàn)資源立體呈現(xiàn)，并且可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、縮放等交互功能。其次，在教學實踐操作現(xiàn)場，將任務載體的關(guān)鍵操作步驟以展板形式呈現(xiàn)，也可以使學生利用AR軟件進行實時解決疑問。

1.2 人機對話實現(xiàn)數(shù)控車床編程與加工課程資源精準查

隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，給學生傳遞的信息量大增，如何使其快速準確地進行課程學習資源的查找，是課程教學設計考慮的關(guān)鍵因素。數(shù)控車床編程與加工課程的教學設計中，依據(jù)學習認知規(guī)律，將項目任務知識與技能點進行細分，形成碎片化資源，以可供自學為原則，開發(fā)人機對話智能學習通APP應用軟件，并建設課程的精準數(shù)字化資源。學生在學習過程中，如遇疑難問題，只需在學習通上進行查找咨詢，便可精準地找到答案。同時，也可以將疑難問題在交流討論功能區(qū)進行實時交流互動，快速提升自我專業(yè)技術(shù)能力。引入人機對話智能學習通APP可以減少教師的輔導時間，提高學生學習興趣和效率。

2打造人工智能新高度創(chuàng)新教學計劃編排

專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎舉措，是學習人才培養(yǎng)方案內(nèi)設置的所有課程知識與技能，而每門課程的教學，都需有一個系統(tǒng)的授課教學計劃，形成系統(tǒng)性，且各門課程間要具備一定的協(xié)調(diào)互通性。但是，數(shù)控車床編程與加工課程，目前制定的教學計劃有其固定性，不能依據(jù)學生掌握情況實時調(diào)整變動，即便可以調(diào)整，也只是允許微小調(diào)整，形成學生掌握知識差異和學習進度不統(tǒng)一情況，給針對性輔導工作提出了挑戰(zhàn)，智能學習通APP學情分析功能可以有效解決這些問題。

2.1 智能預測學情編排教學計劃

數(shù)控車床編程與加工課程已歷經(jīng)了多年的教學改革，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案分配課時量，已有成熟的教學計劃，依據(jù)教學設備實際情況也能達到授課時間與內(nèi)容準確對應目標，但不能精準地預測到學生在學習課程前的專業(yè)基礎知識掌握程度、喜好學習方式等現(xiàn)實情況，導致教學計劃以教師主體進行編排，難以滿足學生所需，使教學效果達不到理想目標。因此，在課程教學計劃編排前，先用智能學習通APP發(fā)布調(diào)查問卷，內(nèi)容包括先導課程專業(yè)基礎知識掌握情況、喜好學習方式與資源類型等，進行智能調(diào)查，對數(shù)據(jù)進行綜合分析，并依據(jù)學生具體情況及時加減教學內(nèi)容，使其達到授課計劃編排合理、適應性強的目標。

2.2 智能學情分析動態(tài)調(diào)整教學計劃

在課程教學計劃實施的過程中，利用智能學習通APP全程監(jiān)控學生的各項任務學習情況，主要包括投入課程學習時長、任務測驗完成情況、章節(jié)任務學習掌握情況、發(fā)布疑問聚焦知識點、學習時間段、訪問次數(shù)等方面，教師及時進行分析，調(diào)整教學計劃進度，必要時依據(jù)學生具體掌握情況進行分等級輔導，達到計劃動態(tài)調(diào)整、適時提高教學質(zhì)量的目標。

3融入人工智能新舉措創(chuàng)新教學實施

數(shù)控車床編程與加工課程的教學現(xiàn)場，設備運轉(zhuǎn)噪聲大、人均設備數(shù)不足等現(xiàn)實問題已是長期抑制教學質(zhì)量提高的絆腳石，而融入人工智能技術(shù)新舉措，會給課程教學實施帶來前所未有的新變化，大大激發(fā)學生的學習興趣，有效促進教學效果穩(wěn)步提升。

3.1 人機交互機器人充當學生疑問首選解答人

在數(shù)控車床編程與加工課程教學實施過程中，教師指導學生人數(shù)多，難免會出現(xiàn)輔導不及時、耽誤學生學習時間的情況。如今的人工智能技術(shù)給課程教學實施中的問題提供了很好的解決方案，引入人機交互機器人充當教師角色，及時解答學生疑問。將課程每個項目任務知識要點和技能操作步驟，細分為不同資源類型呈現(xiàn)，并進行編號，交由機器人進行信息處理，實現(xiàn)人機互動目標，不僅節(jié)約了學生的等待時間，也提高了學習興趣。

3.2 全息投影新技術(shù)助力教師課程講授課程

全息投影技術(shù)也稱虛擬成像技術(shù)，是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的技術(shù)。數(shù)控車床編程與加工課程在進行理論知識講解時，學生的學習興趣低下，難以理解其含義與原理，而利用全息投影技術(shù)，將課程知識原理講解、圖紙實時轉(zhuǎn)換為三維實體，大大增加了視覺沖擊感，達到了教師講得輕松、學生學得開心的目的，讓師生共同受益，堪稱教師實時助手王、學生學習及時解答器。

3.3 智能監(jiān)控評價新系統(tǒng)促進教學質(zhì)量創(chuàng)新高

數(shù)控車床編程與加工課程在運行線上線下混合教學模式中，教學過程監(jiān)控和成績評價是制約實施難題，但是課程在實施中引入智能監(jiān)控評價系統(tǒng)，可以使教學實施過程變得輕松有效。首先，利用智能監(jiān)測評價系統(tǒng)動態(tài)監(jiān)控學生學習情況，并進行及時反饋，同時記錄學生的日常學習行為。其次，在課程線上考試時，利用系統(tǒng)智能評價功能，對每位學生的課程知識掌握情況進行智能分析，并自動依據(jù)設置的劃分等級標準進行評價。然后自動選擇不同等級的題目，組合適應不同等級學生的試卷進行測驗，形成個性化的過程性學習成績評價，智能找出學習成績較差學生的薄弱知識點，教師有針對性地輔導，實現(xiàn)提高教學質(zhì)量的目標。

4教材改革及實驗室建設

教材與實驗室作為教學活動順利開展的基礎，其在專業(yè)教學中發(fā)揮著不可替代的作用。因此，為了確保新的教學方法的順利實施，高職院校必須對機械設計與制造專業(yè)的教材規(guī)劃和選擇予以充分的重視。針對該專業(yè)涉及的《機械設計基礎》《機械制造技術(shù)》等重點課程，不僅要重新編寫，同時新教材必須將針對學生專業(yè)能力的培養(yǎng)作為核心，進一步加強學生實踐能力的培養(yǎng)。在教學過程中，必須按照由淺入深的步驟逐步的推進。另外，高職院校必須積極地進行校企共享實驗室和實訓基地的建設，為機械設計與制造專業(yè)的學生提供良好的實訓平臺，同時邀請企業(yè)共同進行實驗室的管理，從而達到促進實驗設備使用效率穩(wěn)步提升的目的。

5結(jié)語

總而言之，高職機械設計制造專業(yè)教學對于滿足機械制造行業(yè)的用人需求具有深遠意義。當前高職機械設計制造專業(yè)教學中存在諸多問題，加快該方面的教學改革非常迫切。針對此，高職學校應該提高認知水平，加大理論與實踐的結(jié)合力度，構(gòu)建完善的教學體系，提升實踐教學在整體教學中所占的比重，并構(gòu)建科學的教學評價考核體系，持續(xù)優(yōu)化該方面的教學工作，提升教師的整體水平，為社會培養(yǎng)更多合格的機械設計制造專業(yè)人才。

參考文獻

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[2]嚴桂英.淺談高職機械設計與制造專業(yè)教學方法的改革[J].輕工科技，2017（3）.

作者簡介：魏新村（1965—），男，本科，高級工程師，研究方向：機械制造及其自動化。

（作者單位：山東交通職業(yè)學院）