AI技術在高職院校信息技術類課程中的應用探究

摘要：在信息技術快速發(fā)展的背景下，高職院?！坝嬎銠C基礎”課程面臨著提升教學效果和適應學生多樣化學習需求的挑戰(zhàn)。探討了AI技術在高職院?！坝嬎銠C基礎”課程中的應用價值，旨在解決傳統(tǒng)教學模式下學生基礎差異大、教學內(nèi)容更新慢、實踐教學資源有限等問題。高職課程引入AI輔助教學系統(tǒng)、自動批改與評價機制、虛擬實驗室等手段，實現(xiàn)了個性化教學、實時反饋與實踐技能培養(yǎng)的優(yōu)化，從而提高了學生學習效率與教師教學效果，為高職院校信息技術教育的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型提供了新思路。

關鍵詞：AI技術；高職院校；計算機基礎；個性化教學；教學資源優(yōu)化

一、前言

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，高職院校面臨著提升信息技術教育質(zhì)量與效率的迫切需求?！坝嬎銠C基礎”作為核心課程，其教學模式亟待創(chuàng)新以適應學生多樣化的學習需求與快速變化的技術環(huán)境。當前，傳統(tǒng)教學方法在應對學生基礎差異、教學資源優(yōu)化及實踐技能培養(yǎng)等方面存在明顯不足，亟須引入AI技術進行革新。AI技術以其智能化、個性化和高效性，為高職院校信息技術教育帶來了新的機遇，成為推動高職院校信息技術教育現(xiàn)代化的關鍵力量。

二、 AI技術在高職院?！坝嬎銠C基礎”課程的應用價值

（一）提升學生學習效率

在高職院?！坝嬎銠C基礎”課程中應用AI技術能顯著提升學生的學習效率。一方面，AI輔助教學平臺根據(jù)學生的學習情況自動推薦適合的學習資源和練習題，提供個性化的學習路徑幫助學生高效掌握知識點[1]。例如，智能教學系統(tǒng)分析學生在特定概念上的表現(xiàn)，為學生提供針對性的輔導材料，減少無效學習時間。另一方面，AI技術智能答疑系統(tǒng)即時解答學生的疑問，避免了等待教師回復的時間消耗，使學生能更快地理解難點，保持學習的連貫性。例如，利用自然語言處理技術，智能答疑系統(tǒng)能迅速理解學生的問題并給出準確答案，幫助學生及時解決問題，提高學習效率。

（二）優(yōu)化教學資源配置

AI技術的應用有助于優(yōu)化“計算機基礎”課程的教學資源配置。一方面，AI技術數(shù)據(jù)分析預測學生的學業(yè)表現(xiàn)，幫助教師合理分配教學資源，確保每位學生都能獲得適當?shù)年P注和支持。例如，對學生的學習數(shù)據(jù)進行分析，識別出哪些學生需要額外的幫助，從而有針對性地調(diào)配教師資源。另一方面，AI技術還能利用智能化的排課系統(tǒng)提高教室和實驗室的利用率，確保資源的有效分配。例如，智能排課系統(tǒng)能根據(jù)課程需求和學生人數(shù)自動調(diào)整教室分配，避免資源浪費。

（三）促進個性化教學

AI技術的應用促進了“計算機基礎”課程的個性化教學。一方面，AI技術根據(jù)學生的學習進度和能力水平調(diào)整教學內(nèi)容，確保每位學生都能獲得最適合自己的學習體驗。例如，智能教學系統(tǒng)為不同水平的學生提供不同難度級別的練習題，幫助學生逐步提高技能。另一方面，AI技術還能分析學生的學習行為和偏好，為學生提供個性化的學習建議和資源推薦。例如，智能教學平臺利用機器學習算法，能識別學生的學習風格，并據(jù)此推薦最適合的學習材料和方法，從而提高學習效果。

三、高職院?！坝嬎銠C基礎”課程教學中的現(xiàn)實挑戰(zhàn)

（一）學生基礎差異偏大

在高職院校的“計算機基礎”課程中，學生基礎差異偏大。一方面，學生在入學前對計算機基礎知識的掌握程度參差不齊。部分學生在中小學階段已經(jīng)接受了較為系統(tǒng)的計算機教育，具備一定的操作技能和理論基礎。而另一些學生則來自教育資源相對匱乏的地區(qū)，對計算機的接觸和了解極為有限，該差異導致在教學起點的設定上存在困難，難以滿足所有學生的需求。另一方面，學生在學習能力和學習態(tài)度上也存在顯著差異。有些學生具有較強的自主學習能力和積極的學習態(tài)度，能迅速掌握新知識。而部分學生則學習動力不足，對計算機基礎課程缺乏興趣，進一步加大了教學的難度和復雜性。

（二）教學內(nèi)容更新滯后

隨著信息技術的飛速發(fā)展，高職院?！坝嬎銠C基礎”課程的教學內(nèi)容更新速度往往跟不上技術進步的步伐。其一，計算機技術的發(fā)展日新月異，新的軟件、硬件和應用不斷涌現(xiàn)。然而，高職院?！坝嬎銠C基礎”課程的教學內(nèi)容往往不能及時跟上技術發(fā)展的步伐，導致學生所學知識與實際應用存在脫節(jié)。其二，隨著行業(yè)的發(fā)展，計算機基礎在不同專業(yè)領域的應用需求也在不斷變化，但當前的教學內(nèi)容未能充分考慮專業(yè)差異和行業(yè)需求，缺乏針對性和實用性，無法滿足學生未來職業(yè)發(fā)展的要求。

（三）實踐教學設備不足

部分高職院?！坝嬎銠C基礎”在實踐教學設備的配備上存在不足。一方面，由于經(jīng)費限制等原因，部分高職院校在計算機硬件設備的投入上相對不足，計算機的數(shù)量無法滿足學生的實際需求，導致在實踐課程中，學生無法獲得足夠的上機操作時間，影響了實踐技能的培養(yǎng)。另一方面，設備的更新?lián)Q代速度較慢，無法跟上計算機技術的發(fā)展。老舊的設備性能有限，無法運行最新的軟件和應用程序，限制了教學內(nèi)容的拓展和實踐項目的開展。

四、AI技術在“計算機基礎”課程中的應用實踐

（一）智能教學輔助系統(tǒng)的應用

1.個性化學習路徑推薦

在“計算機基礎”課程中，智能教學輔助系統(tǒng)分析學生的初始知識水平、學習習慣和興趣偏好等多維度數(shù)據(jù)，為每位學生生成專屬的個性化學習路徑，如圖1所示。對于具備一定計算機基礎的學生，系統(tǒng)推薦側(cè)重于高級應用和拓展知識的學習模塊[2]。而對于基礎相對薄弱的學生，則優(yōu)先推送基礎知識鞏固和基礎操作練習的內(nèi)容。系統(tǒng)能根據(jù)學生的學習進展實時調(diào)整路徑，若學生在某個知識點的學習中遇到困難，系統(tǒng)會自動增加相關的輔導資源和練習機會，確保學生能逐步提升。

2.實時學習進度跟蹤

智能教學輔助系統(tǒng)在“計算機基礎”課程中能對學生的學習進度進行實時跟蹤。系統(tǒng)會記錄學生在每一個學習任務、練習和測試中的表現(xiàn)，包括完成時間、準確率、操作步驟等詳細數(shù)據(jù)[3]。教師對數(shù)據(jù)進行實時分析，及時了解學生的學習狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)潛在的問題和學習瓶頸。若學生在某一章節(jié)的練習中頻繁出錯或耗時過長，教師可立即給予針對性的輔導和幫助。

（二）基于AI的自動批改與評價

1.作業(yè)與考試的自動批改

在“計算機基礎”課程中，基于AI的自動批改功能能提升教學效率。對于客觀題，如選擇題、判斷題等，AI系統(tǒng)能迅速比對標準答案進行準確批改。對于主觀題，如編程題、簡答題，AI借助自然語言處理和模式識別技術，分析學生的答案結(jié)構(gòu)和關鍵要點，并與預設的標準回答進行相似度匹配和邏輯合理性判斷[4]。在編程作業(yè)的批改中，AI不僅能檢查代碼的語法錯誤，還能評估算法的效率和邏輯的嚴謹性。在考試中，自動批改能快速給出成績，為教師節(jié)省大量時間，使教師能將更多精力投入教學內(nèi)容的優(yōu)化和對學生的個性化指導上。

2.學習表現(xiàn)的綜合評價

在“計算機基礎”課程中，基于AI的綜合評價系統(tǒng)從多個維度對學生的學習表現(xiàn)進行全面評估。除了傳統(tǒng)的作業(yè)和考試成績，AI還會考慮學生的課堂參與度、在線學習時長、討論區(qū)的活躍程度等因素。分析學生在在線課程中的觀看時長、暫停次數(shù)和重復觀看的節(jié)點，推斷學生對不同知識點的掌握程度和學習困難點。對于實踐操作部分，AI會結(jié)合操作過程中的步驟準確性、完成效率以及遇到問題后的解決方式等，生成更全面、客觀的學習表現(xiàn)評價報告[5]，為教師提供更精準的教學依據(jù)，也為學生提供更具針對性的學習建議。

（三） 虛擬實驗室+仿真教學

1.虛擬實驗室教學

在“計算機基礎”課程中，虛擬實驗室和仿真教學為學生提供了便捷的實踐操作環(huán)境。學生在虛擬的計算機設備和軟件環(huán)境中進行操作練習，不受時間和空間的限制。學生在虛擬實驗室中模擬組裝計算機硬件、安裝操作系統(tǒng)和應用軟件、進行網(wǎng)絡配置等實踐操作，學生反復練習，熟悉操作流程，減少因?qū)嶋H操作失誤造成的設備損壞和數(shù)據(jù)丟失風險。

2.模擬復雜實驗場景

在“計算機基礎”課程中，虛擬實驗室結(jié)合仿真教學能模擬復雜的實驗場景。對于一些在現(xiàn)實中難以實現(xiàn)或具有較高風險的實驗，如系統(tǒng)崩潰后的恢復、網(wǎng)絡攻擊的防范等，虛擬仿真技術為學生創(chuàng)造逼真的場景。學生在模擬環(huán)境中親身體驗和處理各種復雜問題，鍛煉解決實際問題的能力。在網(wǎng)絡安全實驗中，學生模擬遭受網(wǎng)絡攻擊的情況，運用所學知識進行防御和反擊。

3.應用AI課程工具

在“計算機基礎”課程中，AI課程工具的集成能提升教學互動性和個性化學習體驗。例如，AIPPT（AI-Powered Presentation Tool）智能分析教學內(nèi)容，自動生成結(jié)構(gòu)化演示文稿，輔助教師高效備課。AIPPT還能根據(jù)學生反饋實時調(diào)整內(nèi)容呈現(xiàn)方式，增強課堂參與度。其他AI課程工具，如文心一言、通義千問等對話AI則作為虛擬助教，提供24×7即時答疑，彌補了傳統(tǒng)教學時間限制，確保學生疑問得到及時解答。智能推薦系統(tǒng)根據(jù)學生學習軌跡，推送個性化學習資源，促進自主學習能力的培養(yǎng)。智譜清言等AI寫作輔助工具，則在寫作和報告撰寫方面為學生提供指導，從語法檢查到邏輯結(jié)構(gòu)優(yōu)化，全面提升學生的文本表達能力，同時幫助教師減輕作業(yè)批改負擔，使反饋更加精準和即時。綜合運用這些AI課程工具，不僅能豐富教學手段，提高了教學效率，還能促進學生個性化學習路徑的形成，為“計算機基礎”課程注入了新的活力，推動了教育智能化轉(zhuǎn)型。

五、應用效果評估

為了評價AI技術在高職院校“計算機基礎”課程中的應用效果，為進一步改善教學質(zhì)量提供理論依據(jù)，設計了以下實驗：對本校的200名學生、10名教師進行了相關數(shù)據(jù)信息收集及問卷調(diào)查，了解應用前后的變化情況并得出相應實驗結(jié)果。

（一）學生學習成績與能力提升對比

對200名學生的調(diào)查數(shù)據(jù)可知，AI技術在“計算機基礎”課程中的應用顯著提升了學生的考試成績和實際操作能力?？荚嚦煽兤骄謴?2.3提升至83.6，提升幅度達15.6%，表明學生對知識的掌握更加扎實。實際操作平均分從68.2提高到81.4，提升幅度達19.4%，反映出學生實踐能力的大幅增強。調(diào)查數(shù)據(jù)說明了AI技術能有效提升學生的學習成績與實際操作能力，為學生未來發(fā)展奠定堅實基礎。

（二）學生學習態(tài)度與興趣變化

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，應用AI技術后，學生的學習積極性和課堂參與度均有顯著提升。學習積極性的平均值從6.5提升至8.2，提升幅度達26.2%，課堂參與度平均值從6.8提高到8.5，提升幅度為25.0%。表明AI技術的應用顯著激發(fā)了學生的學習熱情，使學生更加積極主動地參與課堂。

（三）教師教學負擔與效果反饋

對10名教師的調(diào)查結(jié)果顯示，AI技術的引入不僅優(yōu)化了教學流程，還顯著改善了教學效果。教師平均工作量從7.8降至6.3，降幅達19.2%，意味著教師的工作負荷得到有效減輕。教學質(zhì)量的平均值從8.1提升到9.2，提升幅度為13.6%，表明教學效果顯著增強。

六、AI應用在教學中存在的問題分析

首先，因為各地各校的發(fā)展狀況不同，不同學校、教師和學生對于AI技術應用于教學效果的期待也并不相同。AI技術賦能教學場景創(chuàng)設提供了“用戶”虛擬身份的可能性，學生可以獲得全感官聯(lián)動的學習體驗，但是，這種虛擬空間是AI技術“搶跑”的結(jié)果，它未必能夠完全切合當下教學之需，虛擬空間在教學端制造的新問題，可能會引發(fā)一些知識應用與創(chuàng)新能力不匹配等教學亂象，根本上就是AI技術的去中心化造成的。其次是數(shù)字教學資源的數(shù)據(jù)安全問題，主要是核心數(shù)據(jù)“裸奔”與算法被改寫的隱患，甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)篡改或偽造等現(xiàn)象，都需要師生高度警惕。再次是技術更新與設備應用所形成的數(shù)字鴻溝問題。AI技術應用具有特殊性，從根本上打破了教師作為知識“儲備庫”的傳統(tǒng)身份，由此帶來技術對教師主導角色替代的風險。例如，自動生成式人工智能的算法模型可以模仿教師的思考方式和教學模式，自動將教學內(nèi)容進行智能化進階，在一定程度上置換了教師的角色。與此同時，在教學應用場景下，一些教學內(nèi)容的空間導向也可能在人機交互的技術支持下轉(zhuǎn)變?yōu)閼眯缘慕换?，從而使教學內(nèi)容被置換，教師失去了主導教學內(nèi)容的優(yōu)勢，對教師的主觀能動性、對高科技新生事物的學習力以及對教學過程的把控力提出了更高的要求，以適應科技發(fā)展給教學方式帶來的變革。

七、結(jié)語

綜上所述，AI技術在高職院?！坝嬎銠C基礎”課程中的應用顯著提升了教學質(zhì)量和學生學習體驗，促進了個性化學習和實踐技能的培養(yǎng)。隨著AI技術的不斷發(fā)展，高職院校應持續(xù)探索與技術融合的新路徑，構(gòu)建更加靈活、高效的教學體系，為學生提供更加豐富、個性化的學習資源，進一步提升信息技術教育的現(xiàn)代化水平，以適應社會對高素質(zhì)技術技能人才的需求。

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作者單位：寧夏職業(yè)技術學院

責任編輯：王穎振、楊惠娟