人工智能技術(shù)在高職院校課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

［摘 要］隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，其在教育領(lǐng)域尤其是高職教育中的應(yīng)用日益廣泛。文章以Python程序設(shè)計課程為例，探討人工智能技術(shù)在高職院校計算機編程課程教學(xué)中的具體應(yīng)用與實踐。結(jié)合智能編程助手教學(xué)實例，展示人工智能技術(shù)對提高教學(xué)互動性、教學(xué)效率和拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)思路的影響，推進技術(shù)應(yīng)用與課程教學(xué)的深度融合，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和實踐能力的復(fù)合型人才，為高等職業(yè)教育在人工智能技術(shù)時代的發(fā)展提供新思路。

［關(guān)鍵詞］人工智能技術(shù)；高等職業(yè)教育；計算機編程；教學(xué)改革；Python程序設(shè)計

［中圖分類號］G642 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2024）18-0089-04

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)已成為醫(yī)療、金融和交通等行業(yè)的關(guān)鍵力量，其數(shù)據(jù)處理能力和學(xué)習(xí)算法展現(xiàn)出巨大的潛力，尤其在教育領(lǐng)域?qū)μ嵘虒W(xué)質(zhì)量與效率成效顯著。在高職教育領(lǐng)域，人工智能的引入不僅優(yōu)化了教學(xué)資源配置，還創(chuàng)新了教學(xué)內(nèi)容與方式，對于滿足工業(yè)化與信息化快速發(fā)展背景下高技能人才的培養(yǎng)需求具有重要意義。面對不斷變化的就業(yè)形勢，高職院校學(xué)生需掌握更復(fù)雜多樣的技能，傳統(tǒng)教學(xué)模式已難以滿足這些新興需求。而借助智能分析和反饋機制，教師可以更精準地識別學(xué)生的個性化需求，靈活調(diào)整教學(xué)進度，從而顯著提升教學(xué)效果。

教育部通過推廣人工智能技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用，助力培養(yǎng)更多具備信息素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的人才。本文以Python程序設(shè)計課程為例，通過運用人工智能工具，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，為編碼、調(diào)試、性能優(yōu)化及項目管理提供實時支持和自動化建議，幫助教師精確掌握學(xué)情，從而有效提升教學(xué)質(zhì)量。同時，通過自動生成代碼、代碼審查和缺陷檢測等教學(xué)場景，極大地豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗，不僅讓學(xué)生掌握了編程技能，而且培養(yǎng)了學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力和創(chuàng)新思維，為其未來的職業(yè)發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

一、高職院校課程教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著社會對高技能人才需求的日益增長，傳統(tǒng)教學(xué)方法的弊端日益凸顯，難以滿足學(xué)生多樣化的技能學(xué)習(xí)需求。第一，傳統(tǒng)的教學(xué)模式缺乏個性化的學(xué)習(xí)機制，未能充分考慮學(xué)生在認知能力、學(xué)習(xí)風格及知識儲備上的差異，采用“一刀切”的教學(xué)法，導(dǎo)致部分學(xué)生學(xué)習(xí)興趣缺失，學(xué)習(xí)積極性不高，技能提升受限。第二，課程內(nèi)容與市場需求脫節(jié)。教學(xué)內(nèi)容更新滯后，未能緊跟行業(yè)前沿和技術(shù)進步，導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后難以滿足企業(yè)的實際需求。第三，教學(xué)資源配置不合理，地域間與學(xué)科間的資源差異阻礙了教學(xué)質(zhì)量的提升，影響了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

綜上所述，高職院校課程教學(xué)在適應(yīng)現(xiàn)代教育需求上存在不足，主要表現(xiàn)在個性化學(xué)習(xí)機制缺失、課程內(nèi)容與市場需求脫節(jié)以及教學(xué)資源配置不合理等方面，這些不足制約了教學(xué)質(zhì)量的提升和學(xué)生能力的全面發(fā)展。因此，高職院校亟須深入探索并實踐教學(xué)新模式，優(yōu)化教學(xué)策略，創(chuàng)新教學(xué)方式，積極引入前沿的教學(xué)工具和技術(shù)，以確保教學(xué)內(nèi)容與時俱進，從而更好地適應(yīng)快速變化的教育環(huán)境和市場需求。

二、將人工智能技術(shù)融入高職課程教學(xué)的必要性

將人工智能技術(shù)融入高職課程教學(xué)，已成為教育改革的必然趨勢。教師要不斷更新教學(xué)內(nèi)容與方法，以適應(yīng)社會對人才的需求。人工智能技術(shù)憑借其強大的數(shù)據(jù)處理與分析能力，成為優(yōu)化教學(xué)資源和實施個性化教學(xué)的重要工具。通過引入人工智能技術(shù)，教師能夠為學(xué)生提供更加貼合實際需求的教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生深入理解復(fù)雜概念，并有效提升學(xué)生在實踐中的知識應(yīng)用能力。

此外，人工智能技術(shù)在提升教學(xué)互動性和學(xué)習(xí)效率上展現(xiàn)出巨大潛力。通過運用人工智能技術(shù)賦能課堂教學(xué)，教師可實時獲取學(xué)生學(xué)習(xí)行為反饋，并據(jù)此靈活調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)個性化與精準化教學(xué)。同時，依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和進度，智能推送符合其學(xué)習(xí)風格的資源與練習(xí)，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生在有限時間內(nèi)掌握更多技能。

綜上所述，人工智能技術(shù)的融入為高職課程教學(xué)帶來了諸多創(chuàng)新和優(yōu)勢，不僅優(yōu)化了教學(xué)資源的配置，而且極大提升了教學(xué)質(zhì)量，豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。隨著人工智能技術(shù)的持續(xù)進步與深化應(yīng)用，未來高職教育將更加注重人工智能技術(shù)與課程內(nèi)容的深度融合，以培養(yǎng)出更多適應(yīng)社會與技術(shù)發(fā)展需求的高技能人才。

三、Python程序設(shè)計課程教學(xué)的實施路徑

本文探討將人工智能技術(shù)融入Python程序設(shè)計課程，利用人工智能技術(shù)輔助課堂教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)方式；以智能編程助手的運用為例，將人工智能技術(shù)運用于課堂教學(xué)中，分析和探究人工智能技術(shù)在實際教學(xué)中的具體實施路徑（見圖1）。

（一）分析學(xué)情

在現(xiàn)代教育體系中，編程已成為培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維與問題解決能力的重要途徑，同時也是學(xué)生面向未來數(shù)字化社會的必備技能。針對傳統(tǒng)編程教學(xué)面臨的教師資源匱乏、課堂時間有限及學(xué)生能力參差不齊等問題，本文提出在Python程序設(shè)計課程中融入人工智能技術(shù)，特別是智能編程助手，以革新教學(xué)與學(xué)習(xí)模式。智能編程助手能夠根據(jù)學(xué)生的個性化需求，精準提供編程建議、代碼示例及問題解決方案，有效緩解教師的壓力，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。同時，學(xué)生可借助智能編程助手快速獲取編程難題的解答與反饋，從而增強解決復(fù)雜編程問題的能力。此外，智能編程助手還能引導(dǎo)學(xué)生主動探索新的編程概念與技術(shù)，展現(xiàn)了編程教育的靈活性和適應(yīng)性，能夠促進教學(xué)效率與學(xué)生學(xué)習(xí)效果的雙重提升。

（二）確立課程目標

智能編程助手的引入旨在實現(xiàn)以下課程目標：培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣、實施個性化教學(xué)、培養(yǎng)問題解決能力、提升教學(xué)效率。

1.培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

智能編程助手通過創(chuàng)新教學(xué)方法與創(chuàng)建互動式學(xué)習(xí)環(huán)境，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。該工具巧妙融入游戲化元素，依據(jù)學(xué)生興趣及過往表現(xiàn)，動態(tài)設(shè)計編程挑戰(zhàn)并提供即時反饋，使學(xué)生在挑戰(zhàn)與互動中持續(xù)獲得學(xué)習(xí)動力，顯著提升了他們對編程學(xué)習(xí)的熱情。

2.實施個性化教學(xué)

智能編程助手通過提供個性化的教學(xué)方案，讓學(xué)生能根據(jù)自己的節(jié)奏和風格進行學(xué)習(xí)。智能編程助手通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)歷史和實時表現(xiàn)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，調(diào)整挑戰(zhàn)難度，為每個學(xué)生量身定制學(xué)習(xí)目標，從而有效提升學(xué)習(xí)效率；同時，針對學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，提供專項資源與支持，助力學(xué)生在編程學(xué)習(xí)中實現(xiàn)最大限度的提升。

3.培養(yǎng)問題解決能力

智能編程助手能夠設(shè)定合適的編程問題與項目，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。學(xué)生需運用批判性思維和創(chuàng)造力來應(yīng)對挑戰(zhàn)，而智能編程助手則提供必要的指導(dǎo)和資源，幫助學(xué)生洞悉問題本質(zhì)，掌握分析、設(shè)計算法及實現(xiàn)解決方案的技能。這一過程不僅深化了學(xué)生的編程知識，而且強化了學(xué)生的邏輯思維與創(chuàng)新能力。

4.提升教學(xué)效率

智能編程助手的自動化教學(xué)和數(shù)據(jù)分析功能，有效提升了教學(xué)效果與教學(xué)效率。智能編程助手實時監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)及進度，為教師提供精準的反饋，助力優(yōu)化課程設(shè)計與教學(xué)策略，減輕了教師的負擔，確保教學(xué)決策精準有效，從而提升教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)效果。

（三）設(shè)計教學(xué)流程

教學(xué)流程分為4個環(huán)節(jié)：導(dǎo)入、新知、任務(wù)和小結(jié)。各環(huán)節(jié)中，教師積極融入人工智能技術(shù)，運用智能編程助手，優(yōu)化教學(xué)活動，提升教學(xué)效率。

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)

課程開始，教師采用智能編程助手作為互動引入工具，通過提出如“編程語言有哪些類型？”和“編程在日常生活中有哪些應(yīng)用？”等編程相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考與討論。同時，智能編程助手即時反饋學(xué)生回答問題的情況，提供補充信息，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，為后續(xù)知識學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.新知環(huán)節(jié)

教師講解新的編程知識時，引入智能編程助手，提供代碼示例、動畫演示、互動測驗等教學(xué)資源。以循環(huán)結(jié)構(gòu)為例，智能編程助手能展示多種編程語言的循環(huán)實現(xiàn)，并通過動畫演示其工作原理。同時，智能編程助手根據(jù)學(xué)生反饋，提供個性化的解析和示例，確保每個學(xué)生深刻理解并掌握知識。

3.任務(wù)環(huán)節(jié)

任務(wù)環(huán)節(jié)細分為任務(wù)分配、編程實踐、代碼審查與反饋、問題解決與優(yōu)化、任務(wù)提交與評估、互動討論與學(xué)習(xí)分享。智能編程助手在Python程序設(shè)計課程中擔任輔導(dǎo)與協(xié)作角色。以循環(huán)結(jié)構(gòu)為例，學(xué)生可就編程問題或特定功能代碼編寫向智能編程助手求助，智能編程助手則提供針對性的指導(dǎo)和代碼建議。

（1）任務(wù)分配

編程課程開始時，教師先明確學(xué)習(xí)目標與任務(wù)要求，聚焦于循環(huán)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，要求學(xué)生編寫實現(xiàn)特定功能的程序。隨后，智能編程助手依據(jù)這些學(xué)習(xí)目標與任務(wù)要求，為學(xué)生提供具體的編程任務(wù)，如“使用for循環(huán)編寫程序，計算1至100內(nèi)所有奇數(shù)的總和”。

（2）編程實踐

學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求開始編寫代碼，智能編程助手在這一過程中實時提供輔助與支持。學(xué)生可通過輸入問題或請求，獲得關(guān)于編程語法、函數(shù)使用、邏輯結(jié)構(gòu)等方面的指導(dǎo)。例如，學(xué)生可能會詢問“如何使用Python的for循環(huán)？”，智能編程助手會即時提供相應(yīng)的語法說明及示例代碼。

（3）代碼審查與反饋

學(xué)生完成初步編程后，可將代碼導(dǎo)入智能編程助手進行審查。智能編程助手不僅嚴格校驗語法準確性，還深入評估邏輯結(jié)構(gòu)的合理性及運行效率的高低。一旦發(fā)現(xiàn)任何錯誤或不足之處，智能編程助手將指出問題，并提供詳盡的反饋及改進建議。

（4）問題解決與優(yōu)化

學(xué)生根據(jù)智能編程助手的反饋，在教師的指導(dǎo)下對代碼進行修正和優(yōu)化。在此過程中，學(xué)生可能需多次向智能編程助手尋求幫助，以解決復(fù)雜問題并提升代碼的準確性。智能編程助手在促進學(xué)生自主思考的同時，提供必要的指導(dǎo)和支持。例如，學(xué)生在嘗試采用不同算法來優(yōu)化程序時，智能編程助手會給予評價與建議。

（5）任務(wù)提交與評估

學(xué)生完成編程任務(wù)后，將代碼提交給智能編程助手進行評估。智能編程助手根據(jù)預(yù)設(shè)的評估標準和指標，對代碼進行評分，并生成綜合性評估報告。該報告不僅客觀評價了代碼的準確性，還深入分析了代碼風格、可讀性及運行效率等，為學(xué)生提供有效的反饋。

（6）互動討論與學(xué)習(xí)分享

任務(wù)結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生參與互動討論與學(xué)習(xí)分享環(huán)節(jié)，學(xué)生可分享編程過程中的心得體會、遇到的難題及解決方法。同時，教師根據(jù)學(xué)生的分享內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，補充相關(guān)知識要點。

4.小結(jié)環(huán)節(jié)

課程尾聲的小結(jié)環(huán)節(jié)，教師通過智能編程助手與學(xué)生共同回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。智能編程助手可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)及任務(wù)完成情況，提供個性化的學(xué)習(xí)總結(jié)與反饋。此外，教師可借助智能編程助手收集的數(shù)據(jù)與分析結(jié)果，進行課堂小結(jié)，強調(diào)關(guān)鍵知識點，解答學(xué)生的疑惑，并為其后續(xù)學(xué)習(xí)提供明確方向。

四、教學(xué)反思

上述教學(xué)實例展示出智能編程助手對編程教學(xué)效率具有顯著提升作用，為學(xué)生構(gòu)建了一個更加個性化、互動性強且充滿挑戰(zhàn)的學(xué)習(xí)空間。在智能編程助手的輔助下，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力得到顯著提升，學(xué)習(xí)成效顯著。教師可借助智能編程助手高效管理課堂與學(xué)生，實現(xiàn)精準施教，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

通過引入人工智能技術(shù)，Python程序設(shè)計課程教學(xué)實現(xiàn)了更高的靈活性和效率，使學(xué)生能夠更深入地理解編程知識，提升Python程序設(shè)計技能。同時，教師借助智能編程助手的數(shù)據(jù)分析和反饋，能準確掌握學(xué)生學(xué)情，滿足其個性化需求，實現(xiàn)因材施教。然而，值得注意的是，人工智能技術(shù)在增強教學(xué)互動性和個性化的同時，也有可能會削弱學(xué)生的獨立思考能力。部分學(xué)生容易過度依賴智能編程助手，缺少對編程挑戰(zhàn)的自主探索，僅依賴智能編程助手的即時解答和代碼示例功能。因此，未來教學(xué)應(yīng)著重平衡技術(shù)使用與學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)，確保人工智能技術(shù)不僅是解決問題的工具，更是促進學(xué)生綜合能力發(fā)展的橋梁。

五、結(jié)語

人工智能技術(shù)融入高職院校課程教學(xué)正逐步革新傳統(tǒng)的教學(xué)模式，為Python程序設(shè)計課程等計算機編程課程注入強大的教學(xué)動力。人工智能技術(shù)如智能編程助手在教學(xué)中的應(yīng)用，顯著改善了教學(xué)質(zhì)量，增強了教學(xué)互動性，并提升了學(xué)習(xí)成果。然而，技術(shù)輔助應(yīng)與教師教學(xué)相輔相成，而非簡單替代，教師也要注重學(xué)生獨立學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。展望未來，高職院校應(yīng)深化對人工智能技術(shù)的研究與應(yīng)用，精準平衡技術(shù)輔助與教學(xué)需求，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)方法，確保學(xué)生在數(shù)字化時代扎實掌握基礎(chǔ)知識和必備技能，為其職業(yè)生涯奠定堅實的基礎(chǔ)。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 周金容，孫誠.人工智能時代的職業(yè)沖擊與高職人才培養(yǎng)升級[J].職業(yè)技術(shù)教育，2019，40（28）：18-24.

[2] 秦天程.人工智能教育語境下高職學(xué)生的學(xué)習(xí)力特征和提升途徑[J].中國職業(yè)技術(shù)教育，2021（20）：88-92.

[3] 楊小鳳.基于人工智能技術(shù)的新工科信息類專業(yè)教學(xué)改革探索[J].無線互聯(lián)科技，2024，21（2）：107-110.

[4] 張懿.面向電氣類專業(yè)的基于Python與人工智能的教學(xué)改革研究[J].中國教育技術(shù)裝備，2024（4）：62-64.

[5] 買琳燕，樊明成.人工智能時代高職院校專業(yè)建設(shè)探析[J].職業(yè)技術(shù)教育，2022，43（4）：46-52.

[6] 石洪發(fā)，劉林山.人工智能視域下高職教育教學(xué)的重新審視與推進理路[J].職業(yè)技術(shù)教育，2021，42（20）：44-46.

[7] 陳志華.人工智能背景下高職院校教學(xué)變革研究[J].軟件，2021，42（8）：11-13.

[8] 朱芳，朱寅非.智能化時代背景下高職人工智能課程實施探究[J].黑龍江科學(xué)，2021，12（1）：5-7.

[9] 王敏.人工智能時代高職互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)信息化教學(xué)應(yīng)用研究[J].科技資訊，2020，18（34）：47-49.

［責任編輯：林志恒］