基于人機協(xié)同課堂培養(yǎng)中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”的策略

［摘 要］文章聚焦中職計算機專業(yè)教育，針對中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”應具備的基本素養(yǎng)以及人機協(xié)同課堂的特點，以“計算機VR動畫制作”課堂為例，提出通過整合課程內(nèi)容、創(chuàng)新教學方法、智能反饋與評估培養(yǎng)中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”的策略，以應對傳統(tǒng)教育模式難以滿足行業(yè)高標準需求的挑戰(zhàn)。

［關鍵詞］人機協(xié)同；中職計算機；“數(shù)智金匠”

［中圖分類號］" " G71" " " " " " " " ［文獻標識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2024）36-0022-04

一、問題提出

數(shù)智時代對計算機專業(yè)人才的核心素養(yǎng)提出了更高的要求，這倒逼教育改革，因此“數(shù)智+教育”的教學方式必然成為趨勢。課堂是教育的主戰(zhàn)場、育人的主渠道，只有課堂變革才能引發(fā)教育變革?，F(xiàn)階段，人機協(xié)同課堂的具體教學措施還不明確，教學目標缺乏針對性，沒有對計算機專業(yè)數(shù)智化人才核心素養(yǎng)做準確定位?；诖?，本文在分析數(shù)智時代背景下中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”應具備的基本素養(yǎng)的基礎上，論述基于人機協(xié)同課堂培養(yǎng)中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”的策略。

二、中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”培養(yǎng)的背景

2024年6月20日，國家主席習近平在致2024世界智能產(chǎn)業(yè)博覽會的賀信中指出，中國高度重視人工智能發(fā)展，積極推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和實體經(jīng)濟深度融合，培育壯大智能產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，為高質(zhì)量發(fā)展提供新動能。2024年7月18日，第二十屆中央委員會第三次全體會議通過了《中共中央關于進一步全面深化改革、推進中國式現(xiàn)代化的決定》（以下簡稱《決定》）?！稕Q定》強調(diào)了數(shù)字化與智能化融合的重要性，為首次提出“數(shù)智”一詞的政策文件，這標志著數(shù)智化已成為推動我國產(chǎn)業(yè)共識凝聚和新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的重要引擎。各領域數(shù)字化、智能化不斷推進和發(fā)展，數(shù)智化技術驅(qū)動下的中職教育改革已成為數(shù)智時代的必然趨勢。在這樣的大背景下，中職計算機專業(yè)教學面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。一方面，數(shù)智化轉(zhuǎn)型的興起對中職計算機專業(yè)人才的技能和素養(yǎng)提出了更高的要求，它的核心在于構建學生的數(shù)字化能力和智能化技能。數(shù)字化能力是指掌握信息技術基礎知識，具備信息獲取、處理和應用的能力；智能化技能是指能夠運用人工智能等先進技術解決實際問題、進行創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。另一方面，新興技術的應用能為中職教育提供豐富的教學資源和創(chuàng)新工具，例如，將虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、人工智能（AI）等技術融入課堂。中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”應具有五大數(shù)智素養(yǎng)，即基礎計算機操作技能、信息處理能力、數(shù)字創(chuàng)新能力、數(shù)字倫理與安全意識、持續(xù)學習能力，這樣才能更好地適應數(shù)智時代的發(fā)展，成為行業(yè)中具有競爭力和創(chuàng)新力的專業(yè)人才。

三、人機協(xié)同課堂的定義及特點

人機協(xié)同教學作為一種新興的教育理念，在數(shù)智時代背景下，逐步成為未來課堂教學的發(fā)展趨勢。通過人機協(xié)同，機器智能可輔助教師完成日常工作，促進學生的個性化學習，以實現(xiàn)教師的高效教學［1］。在數(shù)智化教學環(huán)境中，教師與AI智能助理（如教育機器人、虛擬助手、智能教學系統(tǒng)等）構建“人師+機師”的人機協(xié)同、雙師協(xié)作的新型課堂，通過協(xié)同工作，共同指導、輔助學生學習，實現(xiàn)個性化的教學目標。人機協(xié)同課堂具有以下特點。

1.學習內(nèi)容的個性化定制：人機協(xié)同課堂通過智能系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)分析，精準識別每名學生的學習習慣、興趣偏好及能力水平，從而為他們提供量身定制的學習資源和路徑。這種個性化的學習體驗有助于激發(fā)學生的學習興趣，提高其學習效果。2.高效的教學互動：人機協(xié)同課堂打破了傳統(tǒng)教學中單一的師生互動模式，引入AI智能助理作為教學助手。AI智能助理可以快速回應學生的學習需求，為其提供即時的反饋和指導，從而提高教學互動的效率和質(zhì)量。3.拓展學習空間：人機協(xié)同課堂不受時間和空間的限制，可以隨時隨地為學生提供學習支持。這使得學生可以根據(jù)自己的節(jié)奏和需求進行學習。4.提升教學效率：人機協(xié)同課堂將教師的智慧與AI智能助理的計算能力相結合，實現(xiàn)優(yōu)勢互補。教師可以專注于教學設計和情感交流，AI智能助理負責處理煩瑣的數(shù)據(jù)分析和個性化任務推薦，從而提升教學效率。5.靈活多樣的教學方式：人機協(xié)同教學打破了傳統(tǒng)課堂的限制，支持線上+線下混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學模式。這種教學方式可以更好地滿足不同學生的學習需求，提高教學的靈活性和多樣性。

四、構建中職計算機專業(yè)人機協(xié)同課堂對培養(yǎng)“數(shù)智金匠”的必要性

目前，部分中職計算機專業(yè)課堂沿襲傳統(tǒng)教育模式，對如何在教學中應用數(shù)智化的輔助手段、如何解決“數(shù)智金匠”的數(shù)智素養(yǎng)培養(yǎng)問題仍在摸索。在這樣的研究背景下，深入探討人機協(xié)同在計算機專業(yè)教學中的應用，對培養(yǎng)“數(shù)智金匠”具有重要的意義。首先，從培養(yǎng)“數(shù)智金匠”的基礎——計算機操作技能來看，在傳統(tǒng)教學模式下，學生大多通過理論的學習與有限的實驗操作來掌握這一技能；而人機協(xié)同課堂則通過AI智能助理，為學生提供一個全天候、全方位的實踐平臺。AI智能助理能夠模擬真實的工作環(huán)境，使學生在實踐中不斷提升計算機操作技能，如軟件操作、編程、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)維護等，確保學生不僅知其然，更知其所以然。其次，從培養(yǎng)“數(shù)智金匠”的信息處理能力來看，人機協(xié)同課堂通過運用智能教學系統(tǒng)實現(xiàn)了學習內(nèi)容的個性化定制。智能教學系統(tǒng)能夠幫助學生更有效地篩選、整理和分析信息，提高信息處理效率。同時，通過與智能教學系統(tǒng)的交互，學生能夠?qū)W會如何更有效地利用數(shù)字資源提升自己在信息爆炸時代的競爭力。這種個性化教學策略不僅提高了學生的信息處理能力，還激發(fā)了他們的學習動力，促進了其深度學習。再次，從培養(yǎng)“數(shù)智金匠”的數(shù)字創(chuàng)新能力來看，教師將虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等技術引入課堂，讓學生能夠在模擬的真實場景中進行實踐和創(chuàng)新。這不僅鍛煉了他們的動手能力和解決問題的能力，還提升了他們的數(shù)字創(chuàng)新思維。人機協(xié)同課堂在培養(yǎng)“數(shù)智金匠”的數(shù)字倫理與安全意識方面發(fā)揮重要作用。在人機交互的過程中，學生需要遵守一定的倫理規(guī)范和安全準則，如保護個人隱私、防范網(wǎng)絡攻擊等。通過與智能教學系統(tǒng)的交互，學生能夠更好地理解數(shù)字技術的局限性和潛在的風險，從而更加謹慎地使用數(shù)字技術。最后，從培養(yǎng)“數(shù)智金匠”的持續(xù)學習能力來看，人機協(xié)同課堂能以其獨特的互動性和趣味性，激發(fā)學生的學習熱情與探索欲望。學生要想不斷適應新的技術環(huán)境，完成新的學習任務，為應對未來職場的變化和挑戰(zhàn)做好充分準備，就要具備持續(xù)學習的能力，培養(yǎng)自主學習的習慣，樹立終身學習的意識。

五、基于人機協(xié)同課堂的中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”培養(yǎng)的策略——以“計算機VR動畫制作”課堂為例

（一）整合課程內(nèi)容

1.數(shù)字化與智能化技術的融合

中職計算機專業(yè)人機協(xié)同課堂注重將傳統(tǒng)的計算機科學知識與新興的數(shù)字化、智能化技術相結合。例如，在“計算機VR動畫制作”課堂上，教師要引導學生掌握VR制作常用軟件Unreal Engine 4（UE4）虛擬引擎的基本原理和操作方法；學會運用大數(shù)據(jù)分析和云計算技術優(yōu)化VR體驗；通過分析用戶行為數(shù)據(jù)，優(yōu)化虛擬場景中的交互設計和視覺效果；利用云計算資源，實現(xiàn)VR應用的動態(tài)擴展和高效運行。在“VR數(shù)字銅鼓博物館”項目中，教師要求學生綜合運用數(shù)字化與智能化技術，打造一個既有歷史文化底蘊，又充滿現(xiàn)代科技感的虛擬展覽。學生需利用大數(shù)據(jù)分析技術，了解用戶的參觀習慣和偏好，以此為基礎優(yōu)化展覽布局和交互設計；同時，利用云計算技術，實現(xiàn)展覽系統(tǒng)的高可用性和可擴展性，確保大量用戶同時訪問時的流暢體驗。另外，在知識拓展方面，如學生學習完藍圖可視化腳本系統(tǒng)創(chuàng)建簡單的交互場景后，若想了解如何利用C++語言進行更高級的功能開發(fā)，可借助教育機器人、虛擬助手等AI智能助理快速生成相應代碼。

2.跨學科課程模塊的設計

可以將“計算機VR動畫制作”課程細分為計算機科學基礎、VR技術、藝術設計、歷史學、文化傳播學等多個模塊，每個模塊由該領域的專業(yè)教師授課，確保學生獲得系統(tǒng)而全面的知識。同時，通過跨學科整合課程，如“VR技術與歷史文化傳承”課程，引導學生將計算機技術應用到歷史文化領域，培養(yǎng)學生的跨學科思維。運用真實項目“虛擬現(xiàn)實教育應用開發(fā)”，要求學生通過團隊合作，利用所學的UE4技能，結合教育學原理，設計一個用于輔助歷史教學的虛擬現(xiàn)實場景。學生需要研究歷史資料，構建逼真的古代建筑、人物和道具模型，然后利用UE4的交互功能，設計出生動有趣的教學活動，如角色扮演、歷史事件重現(xiàn)等。在“VR數(shù)字銅鼓博物館”項目中，教師鼓勵學生組成跨學科團隊，共同完成任務。團隊成員需充分發(fā)揮各自的專業(yè)優(yōu)勢：計算機科學專業(yè)的學生負責技術操作，藝術設計專業(yè)的學生負責視覺設計，歷史專業(yè)的學生負責內(nèi)容策劃，文化傳播專業(yè)的學生負責宣傳推廣。通過團隊合作，學生不僅能夠提升跨學科溝通能力，還能在實踐中深化對所學知識的理解。此外，在教授“虛擬現(xiàn)實文化遺產(chǎn)保護”課程時，教師鼓勵學生利用UE4技能對當?shù)氐奈幕z產(chǎn)進行數(shù)字化復原和展示，這既有利于文化遺產(chǎn)保護，又有利于促進文化的傳播。這些跨學科課程模塊不僅提升了學生的專業(yè)技術水平，還培養(yǎng)了他們的項目管理能力、團隊合作精神以及創(chuàng)新思維，使他們能夠更好將技術應用到虛擬現(xiàn)實領域，為將來在“數(shù)智金匠”領域的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎。

（二）創(chuàng)新教學方法

1.項目式學習在人機協(xié)同課堂上的應用

首先，項目式學習通過構建以問題為導向的學習任務，促進了學生在人機協(xié)同課堂上的知識建構與技能提升。學生在項目式學習中需積極收集信息、探討方案。這一過程不僅提高了學生的自主學習和解決問題的能力，而且為人機協(xié)同課堂提供了豐富的應用場景。AI智能助理在此過程中能夠基于大數(shù)據(jù)和機器學習算法，為學生提供個性化的學習資源和反饋，從而提高學習的針對性和有效性。例如，在“VR環(huán)保主題動畫短片制作”任務中，教師引導學生通過在線調(diào)研、利用數(shù)據(jù)分析工具了解當前社會對環(huán)保議題的關注度和有關熱點話題。學生通過AI智能助理的輔助篩選和整理信息，快速定位有價值的選題方向。在劇本創(chuàng)作階段，AI智能助理提供了基于大數(shù)據(jù)的故事情節(jié)和角色設定建議，幫助學生快速構建具有吸引力的故事框架。在三維動畫制作過程中，學生可利用AI輔助的渲染引擎和動作捕捉技術優(yōu)化動畫效果，提高制作效率。

其次，項目式學習強調(diào)團隊溝通與合作，為人機協(xié)同課堂上的交互與協(xié)作提供了重要支撐。在項目實施過程中，學生需要與同伴、教師以及AI智能助理進行頻繁的交互與協(xié)作，共同完成項目任務。這種多模態(tài)的交互不僅培養(yǎng)了學生的溝通能力和團隊合作精神，而且促進了人機之間的深度協(xié)同，提高了課堂教學效率和教學質(zhì)量。例如，在“VR冒險闖關游戲場景設計”任務中，教師引導學生分組進行學習，通過游戲分析平臺和AI智能助理了解當前VR冒險闖關游戲的流行趨勢和玩家需求。AI智能助理能輔助學生小組成員之間進行互動和交流，幫助學生小組篩選和整理信息，快速定位有價值的選題方向。同時，AI智能助理還能幫助學生小組制訂詳細的游戲設計計劃和項目計劃。在游戲場景設計階段，AI智能助理能提供基于大數(shù)據(jù)的場景設計建議和元素組合方案，幫助學生快速構建具有吸引力的游戲場景。在建模過程中，學生可利用AI智能助理提供的建模工具和材質(zhì)庫來提高建模效率和場景逼真度。此外，AI智能助理還能提供實時的場景設計反饋，幫助學生及時調(diào)整和優(yōu)化場景細節(jié)。

2.混合式教學在人機協(xié)同課堂上的實施

混合式教學的實施推動了人機協(xié)同課堂上的教學創(chuàng)新與發(fā)展，線上平臺為學生提供了靈活多樣的學習材料和資源，線下課堂為學生提供了與教師及同伴直接互動的機會?；旌鲜浇虒W在人機協(xié)同課堂上的實施能充分發(fā)揮智能教學系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力和教師的情感交流優(yōu)勢，實現(xiàn)教學資源的優(yōu)化配置和高效利用。在“VR民族主題巡游動畫制作”任務中，課堂被分成了線上+線下的形式。線上預習階段，教師通過在線教育平臺發(fā)布預習任務，涉及VR動畫制作基礎、環(huán)保知識概述等。智能教學系統(tǒng)根據(jù)學生的學習歷史和興趣，為每位學生推薦個性化的預習資料，如相關視頻教程、文章鏈接等。預習過程中，學生在線上平臺的討論區(qū)分享自己搜集到的民族主題素材，討論VR巡游動畫的創(chuàng)意構思。智能教學系統(tǒng)監(jiān)測討論活躍度，為教師提供學生參與度和興趣點的數(shù)據(jù)反饋。線下實操與AI智能助理相結合。首先，教師講解VR巡游動畫的關鍵技術和流程，引導學生進行實操練習。其次，學生分組進行VR巡游動畫的場景設計、角色建模和動畫編輯。在實操過程中，AI智能助理提供實時的技術支持和反饋。例如，當學生遇到建模難題時，AI智能助理可以展示相關的建模教程或提供自動化的建模工具；當學生進行動畫編輯時，AI智能助理可以檢測動畫的流暢度和連貫性，并提供改進建議。最后，AI智能助理完成反饋及對學生的個性化指導。

（三）智能反饋與評估

人機協(xié)同課堂通過智能反饋與評估機制，為學生提供即時、準確、個性化的學習反饋，幫助他們更好地掌握課堂所學的技能。例如，在學生完成作品后，AI智能助理模擬用戶的行為，如點擊、拖拽、旋轉(zhuǎn)等，與場景中的物體進行交互，測試交互的響應速度、準確性以及用戶體驗，最后生成測試報告，指出交互設計中存在的不足并提供改進建議。學生可以根據(jù)AI智能助理的反饋對交互設計進行多次修改和優(yōu)化，以提升用戶體驗。另外，學生的作品也可上傳至線上平臺。AI智能助理對作品進行初步評估后，還會跟蹤學生的學習進度和成績，多維度地評判學生的動畫編輯能力、場景設計能力、交互設計能力，根據(jù)學生的能力評估結果和學習需求，為他們推薦個性化的學習路徑。教師也可根據(jù)AI智能助理的評估報告，結合學生的個人情況，為每位學生提供個性化的指導方案。

六、結語

本文探討了基于人機協(xié)同課堂培養(yǎng)中職計算機專業(yè)“數(shù)智金匠”的策略，揭示了其在提升學生數(shù)智素養(yǎng)方面的巨大潛力。在數(shù)智時代背景下，我們?nèi)诤锨把刂悄芗夹g，精準對接未來行業(yè)需求，為學生提供沉浸式、個性化的學習體驗，積極構建并優(yōu)化人機協(xié)同課堂。展望未來，我們將持續(xù)探索人機協(xié)同課堂的新模式、新技術，不斷拓展教育邊界，致力于培養(yǎng)能夠適應并引領數(shù)智時代發(fā)展的“數(shù)智金匠”。同時，我們也將加強與業(yè)界的合作，共同推動中職計算機專業(yè)教育的創(chuàng)新與發(fā)展，為社會的智能化轉(zhuǎn)型作出更多貢獻。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

［1］" 彭紅超，祝智庭.人機協(xié)同的數(shù)據(jù)智慧機制：智慧教育的數(shù)據(jù)價值煉金術［J］.開放教育研究，2018（2）：41-50.

［2］" 管玨琪，孫一冰，祝智庭.智慧教室環(huán)境下數(shù)據(jù)啟發(fā)的教學決策研究［J］.中國電化教育，2019（2）：22-28，42.

［3］" 肖冬杰，金文華，王國治，等.人機協(xié)同視域下職業(yè)教育課堂精準教學策略模型與框架設計［J］.牡丹江教育學院學報，2023（4）：69-73.

［4］" 范建麗，張新平.大數(shù)據(jù)+智能時代的教師數(shù)智勝任力模型研究［J］.遠程教育雜志，2022（4）：65-74.

［5］" 張志學，華中生，謝小云.數(shù)智時代人機協(xié)同的研究現(xiàn)狀與未來方向［J］.管理工程學報，2024（1）：1-13.

（責任編輯" " 陳" " 明）