ChatGPT在高職院校MySQL數(shù)據(jù)庫教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能在賦能教育變革中展現(xiàn)出了巨大的活力，由于ChatGPT技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)布，將人工智能技術(shù)再一次帶到話題中心，尤其在教育領(lǐng)域引起了褒貶不一的爭論。在助推學(xué)校教育變革過程中應(yīng)用ChatGPT技術(shù)是機(jī)遇更是挑戰(zhàn)，如何把握機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)是教育工作者面臨的一大難題。如何利用人工智能技術(shù)提升教育教學(xué)質(zhì)量是教育工作者的肩上重任。文章以高職院校MySQL數(shù)據(jù)庫教學(xué)為研究背景，旨在研究探討如何將ChatGPT技術(shù)融入高職課程教學(xué)課堂，以項目式教學(xué)法貫穿整個教學(xué)過程，希望為教學(xué)創(chuàng)新提供一種新的應(yīng)用方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改進(jìn)教師的教學(xué)方法，進(jìn)一步提升教育教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：ChatGPT；人工智能；教學(xué)應(yīng)用；項目式教學(xué)法；高職教育；機(jī)遇挑戰(zhàn)

中圖分類號：TP3-05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）06-0-03

0 引 言

ChatGPT于2022年11月問世，僅僅5天注冊用戶就超過了100萬，這無疑是一場“人工智能颶風(fēng)”。由此引發(fā)的在生活中、網(wǎng)絡(luò)上對這一項新型人工智能技術(shù)的議論眾說紛紜，褒貶不一。美國微軟公司的高層看好ChatGPT的發(fā)展，并對其科學(xué)價值大加贊賞，稱其問世將為人類生活帶來前所未有的便利，甚至?xí)淼谒拇喂I(yè)革命[1]。與之相反的，也有很多人因為此項技術(shù)而憂心忡忡、倍感焦慮，擔(dān)心ChatGPT的出現(xiàn)將會取代一些人工勞動，甚至引發(fā)社會倫理問題。我們在教育界展開研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這一擔(dān)心并非杞人之憂，截至2023年1月，在美國約有89%的大學(xué)生都在用ChatGPT做作業(yè)[2]，這已嚴(yán)重影響了傳統(tǒng)的教學(xué)秩序。這項調(diào)查結(jié)果在世界范圍內(nèi)引發(fā)了教育界學(xué)者們的深思，他們將ChatGPT在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，總結(jié)提出其存在以下4類倫理風(fēng)險：

（1）過度開發(fā)使用造成的數(shù)據(jù)和隱私泄露與濫用風(fēng)險；

（2）機(jī)器語言與機(jī)器算法的理解偏差造成的行為偏見和認(rèn)知風(fēng)險；

（3）知識獲取途徑的改變使得風(fēng)險重心偏移造成師生關(guān)系的弱化與破壞風(fēng)險；

（4）風(fēng)險鑒別偏誤造成學(xué)術(shù)公平失信與失衡的風(fēng)險[3]。

即便存在諸多隱患，但依然掩蓋不了ChatGPT作為一名聊天機(jī)器人在文學(xué)創(chuàng)作、數(shù)理邏輯推算、語義理解、多模態(tài)生成和代碼編寫方面所展露的優(yōu)勢和成功。作為一名高校教育工作者，堅信教育就是要順應(yīng)時代發(fā)展的趨勢，人工智能與教育的融合應(yīng)用革新了教師的教學(xué)過程，為教育提供了更多的資源，改變了傳統(tǒng)的教育方式，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。毫無疑問，ChatGPT給我們的生活帶來的影響是雙面的，既不能一禁了之，也不能不管不顧全盤接受，如何利用其精華弱化其糟粕是我們要研究的課題。秉持開放的態(tài)度，對未來教育發(fā)展做出精準(zhǔn)預(yù)判，既快又穩(wěn)地推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，才是教育工作者的當(dāng)前重任[4]。文中以高職院校MySQL數(shù)據(jù)庫教學(xué)為例，研究探討將ChatGPT應(yīng)用于日常教學(xué)中的實現(xiàn)。

1 MySQL數(shù)據(jù)庫的教學(xué)分析

MySQL數(shù)據(jù)庫作為高職先進(jìn)裝備控制技術(shù)專業(yè)群工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，在經(jīng)過深入企業(yè)調(diào)研人才需求、摸底應(yīng)屆畢業(yè)生的實際就業(yè)情況、組織教學(xué)團(tuán)隊座談研究后，最終確定了本課程的培養(yǎng)方案和教學(xué)目標(biāo)。

（1）素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)良好的邏輯思維能力和動手實踐能力，有一定的自主學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)的學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，能夠保質(zhì)保量完成學(xué)習(xí)任務(wù)、工作任務(wù)。

（2）知識目標(biāo)：掌握數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)知識，掌握MySQL數(shù)據(jù)庫的開發(fā)和管理技術(shù)，熟知數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)流程，能夠根據(jù)要求完成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計、創(chuàng)建、開發(fā)、查詢與維護(hù)。

（3）能力目標(biāo)：能夠通過SQL語句和數(shù)據(jù)庫管理界面實現(xiàn)數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和數(shù)據(jù)維護(hù)，能夠建立簡單的存儲過程實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理[5]。

本課程的授課對象是高職大二學(xué)生，學(xué)生普遍存在的問題是學(xué)習(xí)基礎(chǔ)不牢，學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)，學(xué)習(xí)習(xí)慣不良，學(xué)習(xí)態(tài)度不正。較為典型的表現(xiàn)是：英語知識水平薄弱，本課程多為英文命令語句，需要記憶的知識點多，實踐性強(qiáng)；邏輯思考能力薄弱，對于命令語句的理解與運用不足。針對這些問題，為完成有效課堂認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，在課程教學(xué)設(shè)計上采用了信息化教學(xué)手段，融入ChatGPT技術(shù)，運用項目式教學(xué)法實施教學(xué)目標(biāo)。

2 MySQL數(shù)據(jù)庫的教學(xué)設(shè)計

文中以實際教學(xué)案例“創(chuàng)建學(xué)生信息管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”為例展開研究，探討ChatGPT在教學(xué)課堂上的應(yīng)用實現(xiàn)。項目式教學(xué)法的核心思想是以實施一個完整的項目為教學(xué)流程，將項目實驗作為教學(xué)內(nèi)容的核心組成部分，每次課程安排課程任務(wù)并要求在規(guī)定的時間內(nèi)完成任務(wù)，將教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)融合進(jìn)每次課程任務(wù)中，適用于實踐性和操作性較強(qiáng)的課程[6]。

2.1 課前準(zhǔn)備—提問引導(dǎo)

課前準(zhǔn)備階段又分為教師教研備課階段和學(xué)生課前預(yù)習(xí)階段。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的創(chuàng)建過程分為：需求分析、概念設(shè)計、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)、系統(tǒng)運維6個步驟。概念設(shè)計是指將需求分析階段得到的用戶需求抽象為概念結(jié)構(gòu)的過程，它是整個數(shù)據(jù)庫設(shè)計的關(guān)鍵。

在教師教研備課階段，教師需對學(xué)校使用的學(xué)生信息管理系統(tǒng)做全面調(diào)研，包括其便捷好評的部分，也包括被否定的部分。在國家信息技術(shù)與課堂深度融合的背景下，教師信息技術(shù)應(yīng)用能力明顯提升，教師可以利用信息技術(shù)進(jìn)行信息收集、課前準(zhǔn)備、課堂演示、教師教研、支持學(xué)生學(xué)習(xí)等[7]。

ChatGPT作為一項新的信息技術(shù)，運用到教學(xué)課堂上可以顯著提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。為學(xué)生布置課前預(yù)習(xí)任務(wù)，便于學(xué)生課堂上更好地掌握這一知識點并靈活運用。按照項目式教學(xué)法流程，教師在布置預(yù)習(xí)任務(wù)時，需要為學(xué)生編寫并下發(fā)項目任務(wù)書。任務(wù)書上需要標(biāo)明每一個開發(fā)步驟的工作重難點、實現(xiàn)的方法和預(yù)期目標(biāo)；需要提出能夠引發(fā)學(xué)生深思的引導(dǎo)性問題；需要提供需求分析報告、功能結(jié)構(gòu)設(shè)計報告、數(shù)據(jù)庫設(shè)計報告等文檔的模板作為學(xué)生在完成項目時結(jié)合自己工作內(nèi)容提交報告時的參考文件。在這個階段，ChatGPT作為一名智能導(dǎo)師，可以根據(jù)教師要求為教師提供以上文檔的模板供教師參考和修改；可以利用自然語言處理等技術(shù)模仿課堂中教師的角色和功能，以提問和引導(dǎo)的方式檢驗學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，并向教師反饋測驗結(jié)果，以便在課堂上有針對性的加強(qiáng)薄弱知識點的講授與運用。以“學(xué)生信息管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念設(shè)計”為例，在課前學(xué)生需要對“學(xué)生信息管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”有個大致了解：（1）該系統(tǒng)可分為哪幾個模塊/子系統(tǒng)；（2）每個模塊/子系統(tǒng)的用戶有哪些；（3）每個模塊/子系統(tǒng)需要具備哪些功能等。需求調(diào)研階段可以使用ChatGPT技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，對要開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行大致了解，這也為后續(xù)系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行需求分析和概念設(shè)計奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.2 課堂實施—答疑互動

學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，已經(jīng)對開發(fā)一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)有了大概的認(rèn)知和了解，包括過程中需要用到哪些技術(shù)和工具去完成哪些工作任務(wù)點，以及完成工作任務(wù)點后，需要提交哪些文檔報告和書寫這些報告的基本規(guī)范等。在課堂實施教學(xué)階段，教師作為教學(xué)活動的指導(dǎo)者，不僅需要講述本次課堂要掌握的知識要點，結(jié)合案例深入淺出，而且需要調(diào)動學(xué)生的求知欲激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，探索和發(fā)現(xiàn)問題并實踐解決問題。教師需要及時從ChatGPT提供的學(xué)生預(yù)習(xí)效果反饋中了解學(xué)生對本項目開發(fā)過程的掌握情況，根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)整講解重點，并根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)特長進(jìn)行分組，每個小組由3～4人組成，為小組指定組長作為項目的系統(tǒng)管理人員，由組長負(fù)責(zé)為小組成員安排分工，其余為項目的系統(tǒng)開發(fā)人員。各成員在分工合作過程中的基本技能方面，包括數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計能力和SQL語言知識的應(yīng)用能力，會得到強(qiáng)化訓(xùn)練并不斷提高；職業(yè)素養(yǎng)方面，團(tuán)隊合作的能力、團(tuán)隊溝通交流的能力與項目管理能力也會得到有效訓(xùn)練并顯著提升。按照項目式教學(xué)法分解課堂，在教學(xué)過程中，教師根據(jù)教學(xué)要求，利用項目驅(qū)動法將課本知識融入項目并對項目進(jìn)行分解，按照項目流程為每個階段做示范演示。這就需要教師在每個階段開始時，精簡語言只重點講解典型問題，并將本階段需要完成的核心工作及注意事項做簡單交代。縮短理論講授的時間，把課堂重點聚焦到實踐和探索上，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)在實踐開發(fā)中遇到的問題，開動腦筋思考問題，以問題驅(qū)動學(xué)習(xí)。教師在課堂上作為學(xué)生學(xué)習(xí)知識的解惑者而不是填喂者，這樣更能提高學(xué)習(xí)效果。學(xué)生的首要任務(wù)是確定好自己在每個階段項目實施過程中的角色，領(lǐng)取工作任務(wù)并完成相應(yīng)的實踐內(nèi)容。教學(xué)過程中，只有理解了教師講解的要點，并通過自己的實踐體會才能真正將知識點吸收運用，這才是“教”與“學(xué)”的完美融合。在完成實踐任務(wù)的過程中，遇到存疑的地方，可以在組內(nèi)和組員共同尋找解決問題的辦法，以自我探索為主，才能留下深刻記憶。而對于一些難于理解的問題，應(yīng)及時和教師溝通，提高學(xué)習(xí)效率。

由于課堂上的時間有限，教師的精力有限，我們可以利用先進(jìn)的信息技術(shù)為課堂增加一位智能助教：ChatGPT。以本項目“學(xué)生信息管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”為例，在經(jīng)過了需求分析和概念設(shè)計后，我們得出系統(tǒng)的概念模型—E-R圖，并根據(jù)E-R圖完成邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，轉(zhuǎn)成關(guān)系模型。在這個階段，學(xué)生往往最容易出錯：（1）在由局部E-R圖合并全局E-R圖時，忽視檢查“一個屬性是否只存在于某一個實體或關(guān)系中”這項原則，導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余；（2）在由局部E-R圖合并全局E-R圖時，忽視檢查“實體是一個單獨的個體，不能存在于另一個實體中作為其屬性”的原則，造成命名沖突；（3）在由E-R模型轉(zhuǎn)換成關(guān)系模型時，忽視“實體間聯(lián)系m：n時，將聯(lián)系類型也轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式”的原則，引起更新異常，等等。這些問題ChatGPT完全可以一眼識別，與學(xué)生共同解決。經(jīng)過前期概念設(shè)計和邏輯設(shè)計階段的打磨，在后續(xù)的物理設(shè)計和系統(tǒng)實現(xiàn)階段，便能大大減少bug生成率。ChatGPT作為一名優(yōu)秀的課堂助教，還可以將學(xué)生遇到的問題歸納總結(jié)并對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)評價，生成評價系統(tǒng)。

2.3 課后輔導(dǎo)—題庫訓(xùn)練

經(jīng)過課堂上的實操練習(xí)后，學(xué)生對項目系統(tǒng)的開發(fā)有了深刻的理解，這種模擬企業(yè)實際生產(chǎn)的流程也讓學(xué)生提早轉(zhuǎn)換思維以便適應(yīng)職場，學(xué)以致用。而課后的輔導(dǎo)提高主要是針對在課堂實踐中學(xué)生遇到的疑點難點、短板弱項進(jìn)行有針對性、個體化的拓展訓(xùn)練?；谡n堂上的智能助教—ChatGPT生成的學(xué)習(xí)評價系統(tǒng)，輕而易舉解決了存在的問題，大大提高了教學(xué)質(zhì)量，幫助教師進(jìn)行課堂反思，提高教學(xué)水平。ChatGPT作為一種具備“生成性智能”的人工智能工具，不同于感知智能類工具，ChatGPT基于對大量數(shù)據(jù)的整合與訓(xùn)練應(yīng)用，已經(jīng)具備集成綜合材料、形成整合性觀點并與人類進(jìn)行持續(xù)對話的基本能力。ChatGPT可以利用上下文回答問題，回應(yīng)內(nèi)容具備全面性與系統(tǒng)性，并不像以往常用的搜索引擎那樣僅為用戶呈現(xiàn)多個各自分離的搜索結(jié)果，而是基于自身能夠利用的數(shù)據(jù)集為用戶提供完整的、綜合的、獨特的、在其自身確證范圍內(nèi)的回應(yīng)（雖然其回應(yīng)未必完全正確）[8]。

這樣便能根據(jù)學(xué)生的實際評價體系設(shè)計出一套完整的拓展題庫來鞏固加強(qiáng)知識點，為學(xué)生量身打造屬于自己的學(xué)習(xí)計劃。這樣便能為教師的教學(xué)反思提供原始統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提高教學(xué)水平。ChatGPT為教學(xué)方式的創(chuàng)新提供了系統(tǒng)審思的契機(jī)、明確的目標(biāo)導(dǎo)向與落地實踐的可能。

3 結(jié) 語

隨著ChatGPT的問世，國內(nèi)的AI智能聊天機(jī)器人層出不窮，由百度研發(fā)的“文心一言”，阿里巴巴研發(fā)的“通義千問”都相繼推出，各有千秋也各有漏洞，標(biāo)志著一場前所未有的信息革命或?qū)⒏淖內(nèi)祟惖纳罘绞?，尤其在教育領(lǐng)域掀起了熱議狂潮。文章通過探討在MySQL數(shù)據(jù)庫教學(xué)中引入ChatGPT新型信息技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)方法，提升課堂教學(xué)質(zhì)量。ChatGPT技術(shù)一方面能夠幫助教師理解學(xué)生的實際需求，掌握學(xué)習(xí)情況，另一方面幫助教師管理課堂，提高教學(xué)效率。而且還能建立一個實時交流思想和見解的平臺，有助于推動在線課堂的交流與互動[9]，對教師和學(xué)生學(xué)習(xí)都帶來了積極的影響。

但是ChatGPT技術(shù)在教育領(lǐng)域目前仍存在諸多詬病，例如：實時交互性較差，對云端數(shù)據(jù)過分依賴，教學(xué)評估失真等問題。更重要的一點是，如何規(guī)范使用ChatGPT等人工智能技術(shù)，發(fā)揮其教育輔助作用而不是教育替代作用，摘掉它作為“作弊利器”的帽子，也是需要盡快研究解決的難題[10]。信息時代已經(jīng)來臨，作者認(rèn)為一味限制和禁止人們對ChatGPT的使用是不可取的，加強(qiáng)ChatGPT技術(shù)的安全性，通過深入研究提高其準(zhǔn)確性和可靠性，探索其在教育教學(xué)中的應(yīng)用可能，避免造成學(xué)術(shù)不端才是正確迎接挑戰(zhàn)和機(jī)遇，享用信息革命勝利果實的方式。

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基金項目：湖南省教育廳科學(xué)研究項目（22C0853）

作者簡介：唐昊霞（1989—），女，碩士，講師，研究方向為人工智能、大數(shù)據(jù)、高職教育。

李 力（1983—），男，碩士，講師，研究方向為人工智能、電氣自動化、高職教育。

劉錦江（1986—），女，碩士，講師，研究方向為大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、高職教育。