人工智能背景下的五年制高职专业课程课件开发的基点与策略

苏辉 周虎

摘要：人工智能的应用，催生了未来职业教育的新生态，也是五年制高职院校课程课件开发的新资源和重要载体。然而，在推进的过程中也不可避免地遇到一些新的问题。江苏联合职业技术学院泰兴分院将人工智能技术引入课程课件的开发之中，在数控技术专业的核心课程“机械制造基础”中进行了实践与创新，不仅为该学科的课堂教学注入了新的活力，也对其他专业课程的教育教学改革特别包括课件开发提供了参考与借鉴。

关键词：人工智能;五年制高职;专业课程课件开发;基点;策略

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1673-9094-（2021）07C-0046-05

人工智能的应用使教育资源内容更加丰富，教学方式趋于便捷、灵活，教学环节和流程得到优化。随着人工智能的不断发展，五年制高职教育的传统教学手段以及课程教学方式面临巨大的挑战，技术在提供更先进的教学手段的同时也在倒逼职业教育专业课程教学的改革。对于职业教育领域而言，无论是专业课理论教学还是实训实践安排、实习方式的更新，如果人工智能可以完成这些既定任务，将可能产生更多的创意及创新设计，并丰富专业课程课件制作的特色和内涵。基于人工智能技术的课程课件开发既是一种尝试，也是一种必然趋势，人工智能课程课件将成为职业教育教学的重要资源载体。

一、人工智能走进职业教育的发展现状

回顾人类历史进程，每次科技发展、进步与创新，都会促使各行各业的多元改变。但在职业教育领域中，对于人工智能应用的研究特别是人工智能对学习影响的研究是很匮乏的，这不能说不是一种遗憾。

（一）人工智能对职业教育的影响

1.人工智能促进了教育教学的变革。“人工智能+职业教育”的融合，推动未来职业教育新生态的产生，基于人工智能的职业专业课教学有助于引领职业教育教学变革[1]。随着移动互联网的快速发展，人工智能的应用场景也开始增多，特别是深度学习算法在语音和视觉识别上实现了巨大的突破[2]。2017年7月，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》明确指出：“开展智能校园建设，推动人工智能在教学、管理、资源建设等全流程应用。开发立体综合教学场、基于大数据智能的在线学习教育平台。”在原有教育技术的基础上，结合人工智能、大数据以及云计算等前沿技术，针对不同的学生，依据其不同的知识背景和个人成长史进行差异化教学，持续收集一系列的反映学生学习状况的数据，设计开发相应的课程，可以使学生的学习事半功倍。

2.人工智能丰富了教育教学方式。2019年，联合国教科文组织在《教育中的人工智能：可持续发展的机遇和挑战》工作报告中提出，为人工智能教育时代做好准备的两个途径是：构建面向数字化和人工智能赋能世界的课程，通过后期教育和培训增强人工智能能力。人工智能与教育的融合具体集中体现在智能教学系统（ITS）、智能代理（Agent）技术的教育、智能答疑系统开发和智能化教育决策支持系统开发等方面。鉴于目前我国在新一代人工智能发展规划中对技术规划的重视，以及在人工智能理论研究和教育教学实践方面仍存在提升的空间，可以逐步建立起以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。要重视人工智能技术在專业课程课件中的应用，丰富课件特色，收集学习者的学习数据，进行实时反馈，同时在碎片化学习、人机交互等教学模式的基础上，可以依靠声音、手势、脑电波等智能交互模式，使得教育教学的方式更加丰富、更加多元。

3.人工智能冲击着职业教育的形态。人工智能教育一般包括三个层次：浅层（计算智能+教育）、中层（感知智能+教育）和较深层（特定领域认知智能+教育）[3]。顺应人工智能时代的浪潮，基于新兴技术的职业教育形态势在必行，人工智能背景下职业教育形态体现出融合、创新、跨界、终身化的新特征[4]。通过人工智能技术自动采集学生的学习习惯、学习行为、学习时的情绪变化等数据，能够实现人工智能技术与自学环境的全面融入和发展，为学习者推送适合其学习的内容，实现学习的个性化。大数据、学习分析、学习行为分析、学习过程分析等人工智能技术，也可以帮助教师时刻掌握学生的学习情况，优化教学进程。如果将人工智能交互技术引入专业教学课件资源制作与建设，学生就有可能实现“教—学—用”的全方位体验，提升学习效率。

（二）职业教育应对人工智能存在的问题

人工智能的核心系统是计算机，借助计算机对人类思维活动进行模拟，其中也包含信息学、语言学、心理学等各学科内容，具有很强的综合性与前沿性，因此，对人工智能的研究具有极大的挑战性。目前，人工智能运用于教学的大多是教育机器人、教学平台、教学软件、教学工具、智能虚拟助手等等。在职业教育的相关课件资源建设上，企业更多的是开发供教师课件制作和使用的平台，主要是用来教、测、评，无论硬件设备还是软件开发，离人工智能技术的全面应用相距还较远。例如在设备中，没有融入传感器等硬件功能，在课件开发中，大数据、语音识别、人脸识别等技术也没有普及推广。

教师也很少积极主动采用人工智能技术对接职业教育专业课件的开发。究其原因，一是人工智能技术成熟时间较短。其概念虽然较早被提出，但核心技术近几年才开始发展与成熟，对职业教育适用人工智能技术的研究更是薄弱。二是人工智能技术难度较高。人工智能技术的运用需要具备扎实的理论基础和较为广阔的知识视野，这令一些教师望而生畏，心有余而力不足，很难积极主动地将之运用到课程课件的开发上。三是人工智能技术的相关专业人才较少。人工智能应用领域较广，各行各业都需大量的人才，教育行业的人工智能技术不一定能立即产生经济效益，所以这方面的人才短缺，不足以支撑职业教育教学各个环节的发展需求。

二、基于人工智能的“机械制造基础”课程课件开发

（一）学情分析及课程特点

五年制高等职业技术教育是现代职业教育体系的重要组成部分。“机械制造基础”是五年制高职数控技术应用专业开设的一门含专业基础理论、实践的机械专业课程，内容包括毛坯制造工艺、切削加工工艺和机械加工工艺规程制订等等，重在培养学生熟练掌握机械制造工艺方法和工艺过程的技术。对于这一门通用的专业基础课，笔者所在的学校努力变革传统教学模式，着重培养学生的综合职业能力，通过人工智能技术在本课程课件制作中的多元化应用，帮助学生进一步掌握分析生产技术准备、毛坯制造、零件加工、装配和试验以及产品检测等基本技能，产生了良好的教学效果。

（二）课件的设计与开发

课程是创新教育的核心内容，是实施培养目标的施工蓝图，是组织教育教学活动最主要的依据。要建设基于人工智能的大融合课程，助力学生养成真正的学习思维[5]。笔者所在学校根据教学安排和学生的实际情况，充分合理运用校内实训基地和企业生产场所来组织和实施有效的理实一体化教学。学校将人工智能技术运用到“机械制造基础”课程中，以主题式探索为主要教学模式，形成立体的知识网络。开发的课件依据教学大纲的要求，根据教学目标、教学内容和项目任务进行设计制作。

以“机械制造基础”课程中的“特种铸造”（具体见表1）知识点为例，从智能教学系统（ITS）、智能代理（Agent）技术的教育、智能答疑系统开发和智能化教育决策支持系统开发等四个方面尝试对教学过程进行设计，具体见图1。

为了达到人工智能技术与“机械制造基础”专业课件开发技术的优化对接，笔者首先以课件制作理论研究为起点，提升课件制作理论认知水平，确保课件开发的科学性、专业性。在掌握课件制作理论的基础上，用人工智能技术助力学生实现基于专业课程的自主学习、个性化学习、深度学习、项目式学习，以分析调研当前应用平台人工智能应用状况为突破口，关注應用平台的研究现状以及值得学习借鉴的技术，为课件开发提供保障。其次，制订课件开发实施方案，梳理课件开发内容，确定课件开发路径，进行人工智能类专业教学课件的创新设计及课程的校本实施。再次，将这些课件应用到课堂教学或线下学习中，并不断加以完善，通过大数据等手段了解研究实效，改进课件开发的不足之处。最后，总结提炼成果，制作系统化人工智能教学软件，进行无边界的智能学习。

三、人工智能背景下的专业课程课件开发策略

传统教育模式已无法满足当今职业教育发展的需求，必须实施职业教育资源的优化整合，课程课件内容要进行适度超前设计，基于人工智能的专业课程课件开发势在必行。

（一）加强职业教育实用人工智能理论研究

就目前人工智能领域而言，职业教育资源网络技术与集成分布式智能系统是研究的重点[6]。人工智能的技术体系主要分为自然语言处理、机器学习、人机交互以及图像识别等四个方面，作为课程课件开发者，除了掌握智能教学系统 （ITS）、智能代理（Agent）技术的教育、智能答疑系统开发和智能化教育决策支持系统开发等人工智能技术以外，还应掌握教学设计自动化技术、教学自动测评技术、人工神经网络、专家系统、机器学习等人工智能技术相关理论，注重职业教育的转型和创新，加强职业教育实用人工智能技术基础理论研究。

（二）积极构建人工智能课程课件开发流程

虽然人工智能的计算能力远超于人类，但在创造力、艺术表现力、想象力、谈判能力、与人的沟通能力等方面，人工智能远不及人类[7]。这就需要课程开发者不仅具备熟练运用人工智能技术的能力，还应该具备扎实的专业课程制作能力。要对课程结构进行梳理，对课程内容进行分解，制订人工智能下专业课程课件的开发方案，制作课件并应用于课堂教学实践，跟踪分析学生的反馈，发现问题及时进行调整，修正课件开发中可能存在的不足。

（三）校企共建人工智能课程课件教学资源

五年制高职培养的是能够适应工作场合的高质量技能型人才，基于人工智能技术背景下的教育教学变革有利于打破人才培养的壁垒。因此，数控技术专业“机械制造基础”课件的开发更需要校企合作，共同构建人工智能课程课件的教学资源。要充分应用人工智能技术，帮助学生在课堂、实训室、顶岗实习较好地适应各类学习方式。学校要积极推进智慧校园建设，搭建智慧化的教学评价和教学管理平台，实现学习资源推送智能化，学生学习成果测量自动化，并建立健全与之相适应的教学评价体系和学生学习成果认定机制[8]。企业与学校要及时调整人才培养目标、培养内容和培养方式，共同开发教学资源，在五年制人才培养方案基础上合理优化专业设置，为开发人工智能课程课件提供必要的条件。

人工智能技术正在改变传统的教学模式，对职业教育更是提出了挑战，同时也带来了机遇。作为教育工作者，我们要意识到职业教育正在面对人工智能时代的变革，需要从教育理念、教育制度、教学形式、教学组织、教学评价反馈等方面做好对接、转型和创新。要积极推动课程课件开发的自动化、智能化、智慧化，结合所教学科的课程特点、标准、内容、方式等，加强人工智能的理论研究，努力熟悉课件开发流程，熟练运用人工智能教学资源。

参考文献：

[1]王海军.基于人工智能的职业教育混合教学应用研究[J].信息与电脑：理论版，2020（17）.

[2]贺倩.人工智能技术在移动互联网发展中的应用[J].电信网技术，2017（2）.

[3]焦红浩，朱晴.浅谈人工智能环境下职业教育改革的研究[J].现代职业教育，2020（4）.

[4]董文娟，黄尧.人工智能背景下职业教育变革及模式建构[J].中国电化教育，2019（7）.

[5]王爱芹，刘杰.普惠性人工智能教育课程实施策略研究[J].基础教育课程， 2020（3）.

[6]徐盛丹.浅谈人工智能在现代职业教育领域中的应用和发展[J].赢未来，2018（7）.

[7]许远.未来的职场职业教育准备好了吗？——兼论职业核心素养对于未来职场的重要性[J].中国培训，2017（24）.

[8]张奇志，幸岱微，尹缀缀.人工智能时代高职教育教学体系重构的基点与策略[J].广东农工商职业技术学院学报，2020（3）.

责任编辑：华轩