人工智能背景下技工院校智慧課堂建設研究*

李艷娟 張坤 鄒瑞睿

（1.湖南省職業(yè)技能鑒定中心；2.湖南汽車工程職業(yè)學院）

建設智慧課堂，不僅可以彌補傳統(tǒng)教育模式存在的弊端，還能滿足新時代社會的要求，更好地迎合當代學生的興趣愛好，促使學生能夠?qū)W到更多知識。運用人工智能技術(shù)，可以顯著擴大智慧課堂的教學空間，幫助教師建立全新的教學體系，實現(xiàn)線上和線下混合式教學，有助于創(chuàng)造良好的學習氛圍，實現(xiàn)教學質(zhì)量的提高。

一、人工智能概念

所謂人工智能，其主要指通過深入開發(fā)和研究，以計算機技術(shù)為基礎，運用延伸和擴展人的智能的方法和先進技術(shù)，以及應用系統(tǒng)的一種全新的技術(shù)科學?？梢酝ㄟ^計算機模擬人的思維方式和意識，使其具有人的高級思維，主要被運用于金融、教育、電商等行業(yè)，為其帶來新的發(fā)展機遇。人工智能的出現(xiàn)，實現(xiàn)以另一種方式展現(xiàn)人類的能力。隨著信息時代的到來，社會各界逐漸認識到人工智能技術(shù)的重要性，并且由于此技術(shù)可以幫助人們更好地展開深度學習和運用各種先進技術(shù)，解決很多生活、工作、學習中的問題，使其處于跳躍式發(fā)展狀態(tài)[1]。

二、技工院校智慧課堂的特點和設計原則

（一）特點

目前，由于受到人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)的影響，為技工院校建設智慧課堂帶來很多便利。教育部門出臺相應的政策，不斷提高智慧課堂的運用效果，更好地為學生服務，還能強化相關教師的教學水平，重視素質(zhì)教育，避免受到應試教育的影響。根據(jù)相關調(diào)查結(jié)果顯示，智慧課堂理念的出現(xiàn)，主要由智慧教育演變而來，而智慧教育指：運用各類先進技術(shù)，打造全新的教學環(huán)境，并讓教育工作者利用多元化的教學方法，促使學生具有美好的發(fā)展體驗，感悟?qū)W習的樂趣，從不能轉(zhuǎn)變可能，讓技工院校學生滿足現(xiàn)代社會的需求，形成正確的價值觀和人生觀，動手實際操作能力較強，將所學知識靈活運用到實踐活動。

通過智慧教育理念的引入，使得智慧課堂具有以下幾點特征，具體為：其一，教學內(nèi)容獨特性。與傳統(tǒng)普通教育不同的是，技工院校比較重視學生技能的培養(yǎng)，讓每個學生都能找到自己滿意的工作，使得大多教學融入工作崗位的內(nèi)容，構(gòu)建獨一無二的教學體系。其二，教學對象特殊性。技工院校學生學習基礎相對較弱，很難在短時間內(nèi)培養(yǎng)學生良好的學習習慣。智慧課堂教學需要借助豐富的教學資源，以及多元化的教學手段，并通過購買相應的設備，以便于教師更好地分析學生的學習狀況。

（二）設計原則

由于技工院校學生的特殊性，使得與普通高中教學理念大相徑庭，在設計智慧課堂的過程中需要遵守設計原則，學會利用現(xiàn)有資源，不斷提高教學的效果，讓技工院校的學生成為復合型人才。具體設計原則為：其一，以學生為主體。具體設計過程中，需要充分融入各種技術(shù)，發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，教師可以發(fā)揮自身引導作用，正確引導學生主動學習，而不是一味地強制性要求，學生之間能夠進行合作，實現(xiàn)快樂學習，發(fā)現(xiàn)學習的樂趣。其二，緊跟數(shù)字時代的發(fā)展步伐。在設計智慧課堂的過程中，需要重視引用信息技術(shù)，教師能夠時刻關注數(shù)字技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，以及當前教育領域所面臨的困難，可以通過引入人工智能，提高學生的學習效率和質(zhì)量[2]。

三、人工智能對技工教育教學的影響

據(jù)不完全調(diào)查結(jié)果顯示，人工智能已經(jīng)在交通、醫(yī)療等領域發(fā)揮重要作用，處于至關重要的地位，幫助相關研究人員克服一些重點難題，而若將其運用到教育領域中，可以加快素質(zhì)教育改革的步伐，使得能夠培養(yǎng)出更多現(xiàn)代化的人才。同時，基于人工智能背景下，技工院校教育工作將會在以下方面發(fā)生變化。首先，教學理念得到有效創(chuàng)新。通過合理引入人工智能，促使技工院校發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的教學方法的弊端，更加注重多層次知識的教育，教師能夠根據(jù)學生的興趣愛好和課程安排，實現(xiàn)對學習的進度和內(nèi)容進行靈活的調(diào)整。其次，教學質(zhì)量有一個質(zhì)的飛躍。目前，國家不斷加強對人工智能的研究力度，融入多元化的新型技術(shù)，通過依托人工智能，有助于幫助教師更好地進行班級管理、課堂學習考評等，對學生相關數(shù)據(jù)進行收集和整合。之后根據(jù)各個學生當前學習狀態(tài)以及學習成績，合理制定教學進度和內(nèi)容，針對性設計教學計劃，避免學生產(chǎn)生較大的學習壓力。最后，教學模式的改變教學。人工智能的出現(xiàn)，使得技工院校教學不再受到地點和時間的限制。教師可以通過利用手機和電腦，進行網(wǎng)絡教學和批改學生的課后作業(yè)，不僅降低教師教學壓力，還能減少學生的學習任務量，更加注重學生個性化的培養(yǎng)[3]。

四、基于人工智能背景下技工院校智慧課堂的建設路徑

（一）構(gòu)建智能考試系統(tǒng)

對于技工院校來說，在建設智慧課堂過程中，應根據(jù)教育部門的相關要求，以及學生的學習態(tài)度，重視智能考試系統(tǒng)的構(gòu)建，保證整個考試過程的公平、公正、公開，防止出現(xiàn)考試成績不真實等情況。通過發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，開發(fā)相應的線上智能測試軟件和自動評估軟件，優(yōu)化技工院校整個教學流程。同時，通過科學運用智能考試系統(tǒng)，可以幫助教師通過手機和電腦，快速查閱學生考試試卷，并且此系統(tǒng)可以自動對相關數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一和整理，具有一鍵生成試卷的功能，并能保證各個試卷符合學生學習能力，難度適中，降低教師的教學壓力，節(jié)省大量的批閱考試試卷的時間，將所有精力集中于提高學生綜合能力。所謂智能考試系統(tǒng)，主要由數(shù)據(jù)庫構(gòu)成，系統(tǒng)內(nèi)部包括全國各個地區(qū)甚至國外的一些技工院校的考試試題，以及普通高中考試試題，并根據(jù)計算機將所有習題分門別類，只需要教師輸入關鍵詞和設定考試范圍，考試系統(tǒng)能夠快速形成一套完整的試卷，避免學生出現(xiàn)抄襲等不良情況。另外，智能考試系統(tǒng)的建立，可以幫助教師在短時間內(nèi)建立不同難度的試卷，之后將其分成各個學習層次的學生，實現(xiàn)針對性考核，每個學生都能發(fā)現(xiàn)自己的薄弱之處，促使學生知識素養(yǎng)顯著提升。

（二）引用SPOC模式

與傳統(tǒng)教學模式不同的是，SPOC教學模式能夠符合教育課改的要求，為素質(zhì)教育改革工作提供幫助，讓學生作為課堂的主角，教師成為配角，也可以將此種模式稱為小規(guī)模限制性在線課程。而若想發(fā)揮此模式的優(yōu)勢，需要教師改變教學理念，根據(jù)以往教學經(jīng)驗，發(fā)揮自身的輔助作用，采用各種方法對學生進行正確的引導，促使學生主動學習，享受解決問題的這一過程?；诖?，在人工智能的影響下，技工院校建設智能教課堂的過程中，需要教師和學校領導者能夠認識到SPOC教學模式的優(yōu)點，掌握此模式的應用方法，使其能夠從根本上實現(xiàn)智慧教學。具體教學過程中，應在課堂前期準備階段，教師能夠明確本節(jié)課主要教學目標和內(nèi)容，根據(jù)班級內(nèi)部學生的學習狀況，錄制豐富多彩的微課視頻，之后統(tǒng)一上傳到學習平臺內(nèi)，為學生預習提供幫助。同時，視頻內(nèi)容應以本節(jié)課重點內(nèi)容為基礎，通過動畫或圖片、文字結(jié)合的方式，降低學生課前預習的壓力，并提供充足的學習資料，使學生能夠主動進行課前預習。

在整個教學階段，需要注重信息技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù)的運用，將傳統(tǒng)課堂講授與視頻播放進行有機融合。之后根據(jù)學生學習能力，將全班學生分成不同的小組，使其可以帶著問題進行探討，能夠在小組討論和研究過程中培養(yǎng)學生的團結(jié)意識和探索能力。整個討論過程，若發(fā)現(xiàn)學習小組由于遇到問題而停滯不前，此時需要教師能夠為學生提供解決問題的思路。而處于課后階段，應通過網(wǎng)絡教學平臺上傳課后任務，并保證學生能夠在短時間內(nèi)完成，在布置任務過程中，應調(diào)整作業(yè)上交方式，制定多元化的課后作業(yè)。一旦發(fā)現(xiàn)學生完成作業(yè)遇到困難，教師應給予相應的幫助，而不是一味地批評。由此可以得出，通過SPOC教學模式的運用，可以幫助技工院校在短時間完成智慧課堂的建設工作，并能發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，充實教學內(nèi)容[4]。

（三）構(gòu)建完善的智能教學系統(tǒng)

基于人工智能的影響下，技工院校若想更好地建設智慧課堂，并能充分體現(xiàn)出智慧課堂的應用價值，為具體教學工作提供幫助，應學會運用現(xiàn)有資源，投入適當?shù)馁Y金，構(gòu)建智能教學系統(tǒng)，促使教師可以通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行綜合評價，幫助學生及時了解自身的綜合實力，以及與他人之間的距離，展開針對性學習，提高學生的專業(yè)技能。其中智能教學系統(tǒng)主要是通過合理引用互聯(lián)網(wǎng)仿真技術(shù)，系統(tǒng)化研究當前技工院校相關的科研成果，以及一些重要的教學資料，之后進行深入的分析和研究，從而構(gòu)建一個與技工院校學生現(xiàn)狀相符合的智能教學系統(tǒng)，全面覆蓋整個技工院校教學流程，充分體現(xiàn)出智慧課堂的優(yōu)勢。并且此系統(tǒng)主要由教育學、心理學、人工智能等多個學科共同組成，具有綜合性較強的特點，可以滿足不同性格特點技工院校學生的需求，有效彌補傳統(tǒng)課堂的弊端，充分提高智慧課堂的教學效率，幫助教師能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成教學任務。

智能教學系統(tǒng)具體應用流程：教師需要掌握計算機的應用方法，實現(xiàn)針對性教學，將全班學生分成不同層次，實現(xiàn)差異化教學。之后通過改變教學方式，采用多元化的方式，尊重學生的個性化法，促使學生成為社會需要的人才，使得技工院校的學生都能掌握重點技能，掌握更多專業(yè)性知識。同時，通過合理構(gòu)建智能教學系統(tǒng)，可以優(yōu)化智慧課堂教學環(huán)節(jié)，學生具有較高的自主學習意識，能積極主動與其他同學進行合作，不斷強化其思維能力和創(chuàng)造能力。整個智慧課堂的教學階段，當學生進行系統(tǒng)性研究之后，可以主動向教師提出疑問，并在教師的引導下動手操作，真正了解問題出現(xiàn)的根本原因，保證教學的有效性。譬如，進行教學時能夠通過合理引用智慧課堂的教學系統(tǒng)，增加師生之間的互動次數(shù)，在這一過程中需要教師采用信息教學和板書教學的兩種方式，將其進行有機融合，實現(xiàn)系統(tǒng)化講授重要知識點，并鼓勵學生及時在教學系統(tǒng)中標注自己不明白之處，之后運用智能教學系統(tǒng)，向教師提出問題，以便于教師第一時間了解各個學生的學習成果，通過對全班學生問題進行收集和整理，可以展開針對性講解，加深學生對知識的理解，實現(xiàn)靈活應用。

（四）重視教學課程設計

技工院校在建設智慧課堂過程中，需要重視教學課程設計，遵守“十步三段”的設計流程。明確具體設計思路，在人工智能視域下，滿足社會對技工院校人才需求，讓學生在具有充實理論基礎上，提高表達能力和創(chuàng)新能力。基于此，在教學課程設計過程中，應從人工智能角度出發(fā)，根據(jù)課前、課中、課后對學生、教師的不同要求，展開針對性設計。當處于課前階段，教師可以根據(jù)現(xiàn)有的資源，對整個學習內(nèi)容展開重點分析，同時要求學生能夠利用手機，通過輸入邀請碼或者掃描二維碼的方式，登陸相應的線上教學軟件，之后利用人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入分析學生在線學習時間以及其具體學習內(nèi)容，幫助教師更好地了解學生學習深度以及存在的問題，實現(xiàn)精準掌握每個學生的信息，以便于制定科學合理的教學目標。當掌握每個學生基本學習情況的之后，應系統(tǒng)性制作微課視頻和學習課件，采用線上和線下混合教學模式，提前將本節(jié)課的課件和視頻上傳至網(wǎng)絡平臺，之后通過系統(tǒng)向?qū)W生提出預習問題，只有完成相應的問題才能完整觀看視頻。若發(fā)現(xiàn)學生沒能完成視頻觀看任務，可以通過網(wǎng)絡平臺的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，讓教師掌握每個學生預習質(zhì)量。通過采用闖關游戲的預習方法，能夠防止學生在預習階段產(chǎn)生抵觸心理，并能體現(xiàn)出學生的學習能力，保證課前預期的有效性。

另外，處于課堂教學階段，應重視互動實踐活動。在人工智能背景下，智慧課堂應注重教學情境的創(chuàng)設，教師能夠通過合理運用互動交流這一環(huán)節(jié)，與學生展開多元化互動，結(jié)合課程重點內(nèi)容，針對性創(chuàng)造教學情境，有效激發(fā)學生學習欲望，正確引導學生解決課前預習存在的問題。制定教學情境過程中，教師應聽取學生的意見和建議，以便于及時發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題。而在課后階段，教師應展開個性化輔導，依托于人工智能和信息技術(shù)，系體化研究學生課堂學習成果，公平對學生進行評價，并為其提供課后學習資料，使其能夠明確課后學習的重點和難點，實現(xiàn)個性化培養(yǎng)學生，學生能夠在家接受教師的個性化輔導。

（五）合理引入VR技術(shù)

目前，社會已經(jīng)逐步進入信息時代，出現(xiàn)多種多樣的先進技術(shù)，其中VR技術(shù)作為時代進步的產(chǎn)物，為一些新興領域的出現(xiàn)奠定了基礎，并為相關領域發(fā)展帶來新的機遇。所謂VR技術(shù)，通過合理運用計算機技術(shù)，生成三維動態(tài)實景，促使操作人員具有身臨其境的感覺，也可以將其稱為虛擬現(xiàn)實技術(shù)。通過將VR技術(shù)合理運用到技工院校智慧課堂建設工作中，不僅激發(fā)學生學習興趣，還能幫助學生具有較高的動手能力和創(chuàng)造能力。同時，由于技工院校與傳統(tǒng)教育存在較大的差異性，比較重視學生的實踐能力，而在人工智能的影響下，需要在智慧課堂建設中將實踐教學作為重點任務。根據(jù)相關調(diào)查結(jié)果顯示，技工院校采用傳統(tǒng)辦學理念過程中，由于受到環(huán)境和資金的影響，使得無法購買相關教學工具和資源，導致一些實踐課堂無法向?qū)W生展示，教師只能讓學生進行簡單的聯(lián)想，或者通過播放一些視頻，使學生很難充分理解相關的實踐知識。而通過VR技術(shù)的引入，可以在智慧課堂內(nèi)參與一些實踐活動，進入虛擬空間進行操作。譬如，對于汽車維修專業(yè)的教學工作來說，在運用VR技術(shù)過程中，能夠讓學生在課堂內(nèi)進行實踐體驗，靈活運用理論知識，使其具有較高的職業(yè)素養(yǎng)[5]。

總而言之，基于人工智能影響下，需要技工院校能夠?qū)W會融入各種各樣的科學技術(shù)，為具體智慧課堂創(chuàng)建工作提供幫助，讓技工院校教學成果顯著提高。同時，在建設智慧課堂過程中，應合理引入VR技術(shù)，重視教學課程設計，構(gòu)建完善的智能教學系統(tǒng)和考試系統(tǒng)，提高技工院校的核心競爭力，促使每個學生都具備較高的技術(shù)水平。