技工学校人工智能课程教学研究
毛思聪
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毛思聪,. 技工学校人工智能课程教学研究[J]. 人工智能研究,2023.2. DOI:10.12721/ccn.2023.157187.
摘要:
随着人工智能时代的来临,产业结构变化与岗位调整速度将加快,许多岗位将要被机器替代。这将给职业教育带来很大的冲击。然而,目前我国职业教育中对人工智能的认知还处于空白阶段,学生对人工智能的认知还停留在个人的感知中,学校无统一的课程教材,大都没有设置人工智能课程。技工学校如何提升学生对人工智能的认知,如何开发对应人工智能时代,职业教育与未来技术变革和广泛应用相适应的课程就显得尤为重要。
关键词: 技工学校人工智能课程教学
DOI:10.12721/ccn.2023.157187
基金资助:

前言:

作为媒体十大流行语之一,人工智能已经深入到社会生产生活的方方面面,特别是智能家居、智能教育等发展,让人工智能与人们的生产生活联系更加密切,而智能金融、智能交通等发展也给人们的生活带来了极大的便利,人工智能已经成为促进社会发展的必然趋势,大批的企业已经加入人工智能研究、开发和生产领域,所以市场对人工智能专业人才的需求量急剧增加,技工学校应当密切结合市场需求,创新人工智能专业的教学方法,为企业培养具有爱国精神、工匠精神、高素质的实践型应用型人才。

一、技工学校人工智能课程特点

在技工学校的教学体系当中,应当认识到人工智能课程对于学生今后发展的重要性,不断培养人工智能教学应用能力和实践能力,促进学生就业的综合竞争能力提高,为市场输送高素质应用型人才。人工智能作为计算机科学的重要分支,不仅要涉及计算机领域的相关知识,而且也具有多学科交叉的特点,人工智能复杂的理论知识与概率与数理统计、计算机图形、计算机视觉、深度学习算法、高等数学知识等联系密切[1],但是目前技工学校学生普遍存在数学基础较弱等问题,很难理解复杂的人工智能相关原理。这对于教师的教学和学生的学习都具有很强的综合性和挑战性。根据高校要结合自身专业特点分类推进课程思政建设的要求,人工智能课程教学中思政教育途径较少,在专业实训课程、创业实践等途径上缺乏足够的研究和探索。

二、技工学校人工智能课程教学面临的问题

(一)生源多元化,教学难度增加。技工学校生源的多元化,学生之间的差异也比较大,人工智能课程相对其他计算机专业课难度有所增加,只有根据学生的心理特点和学习规律,不断创新教学方法,开展多样化教学手段,才能够调动学生积极性,让学生主动地参与到课堂学习当中[2]

(二)缺乏专业教师、实训场地。人工智能作为新兴专业,现阶段技工学校人工智能专业毕业的教师比较缺乏,具有丰富人工智能专业实践经验的教师不多,很多学校还缺乏实训设备和实训场地,严重阻碍了学生的实践教学,也不利于提高技工学校人工智能课程的教学质量。

三、技工学校人工智能课程教学策略

(一)基于“元素融合式”的课程思政教学实践。

人工智能课程作为专业必修课,其课程思政建设的目标就是要将道德教育放在课程目标之首。传统的教学方式比较单一,主要以传递专业技能知识为主,不能满足目前高校思政课程的需求。因此,结合人工智能专业和我国人工智能产业发展情况,在人工智能课程教学和实训中提炼相关的思政元素。引入“元素融合式”教学是将人工智能专业基础知识、专业技能要点与思政要点这三种不同的教学元素进行融合,把爱国主义教育、爱岗敬业精神、团队协作精神、一丝不苟的工匠精神加入教学设计与实训任务中,合而为一,实现人工智能课程知识与思政育人的双重效果,从而在提高专业技能的基础上,培养学生的道德品质和职业素养[3]

在人工智能课程教学中,知识技能点是呈阶梯式上升分布的,课程技能点之间相关度较高,需要梳理专业知识点,并建立对应思政元素的映射关系,可从人工智能相关企业的真实设计案例、分析案例等作为切入点,建立人工智能基础知识、专业技能知识点和思政元素综合案例库,提升学生兴趣和主动学习能力。综合案例库应以学生为中心,包含课堂实训、综合实训、课程设计、毕业实习等,同时融入人工智能专业知识、发展历程、智能应用项目,促进学生对实训课程的实训目的、科学背景及科学本质的深入理解。

(二)运用人工智能(AI)任务驱动教学法,重视实践教学

技工学校在开展人工智能课程教学的过程当中,需要从实践教学视角不断创新教学方法,促进学生实践能力的提升。运用人工智能(AI)任务驱动教学法能够根据真实具体的案例结合相关的理论知识,让学生在学习理论知识的同时,结合具体的任务进行操作,从而促进理论知识的内化,让学生真正能够将理论知识应用到实践当中,从而吸引学生的好奇心,激发学生的求知欲,提高学生学习的积极性和主动性。这种教学模式是以一个完整的人工智能项目为基础,教师和学生团队共同开展与实施工作,教师通过以分组的形式组织学生参与到项目设计中。在教和学的过程中,让每个学生直接参与到实践过程,提高学生的创造性。

人工智能(AI)任务驱动教学法有利于创设真实教学情境,通过让学生分组学习的方式,让学生加入实际情境当中。在教师的引导下,学生可以以小组的方式查阅资料,通过讨论提出解决问题的方案,教师将课堂时间充分交还给学生,让学生自己解决问题,最后以小组形式进行方案汇报,提交和展示实训任务的结果,不仅可以提高学生的实践能力,而且有助于提高学生自主思考、自主探索、表达和共同合作的能力[4]

(三)基于产业节点的岗位-课程-岗位逆向循环的课程体系,提高实践能力

以移动互联网产业节点的开发与应用岗位要求为起点,逆向倒推出专业所需要的知识和技能,由此建立专业课程体系,确定课程教学内容,确保学生学习的内容满足岗位需要以及持续发展的需要。此外还根据岗位的变化情况不断调整专业课程体系,由此建立基于产业节点的岗位-课程-岗位的逆向循环式课程体系建设模式,以人工智能、移动互联网产业节点出发,从计算机数学基础、JAVA面向对象程序设计、Python程序设计基础、人工智能开发基础等课程出发,进一步衔接机器学习基础、TenserFlow框架应用开发、移动应用开发课程,再提升到基于AI的Android移动开发、基于AI的移动web前端应用开发、基于AI的企业服务端应用开发、深度学习算法等课程。重点强调从课程的基础性和启发性定位入手,让学生理清关键的基本知识点,然后能熟练掌握后续的具体应用实践课程内容,最后服务于人工智能的移动互联开发职业岗位。基于产业节点的课程体系可以有效激发学生的好奇心,通过循序渐进,由简入难的任务布置,增强学生的学习自信心,培养学生学习兴趣,激发学生的学习潜能。

结语:

综上所述,在进行人工智能课程教学时,技工学校要加大对课程形式和内容研究的重视,结合技工学校人工智能课程教学的实际情况,对其教学模式进行创新,采用学生感兴趣的教学手段和方式进行教学,学生学习人工智能知识的热情才能得到提升[5]。这样,技工学校人工智能课程才能达到预期的教学效果。

参考文献:

[1] 楼又嘉李一航王永固王怡马家荣胡梦芳. 人工智能基础教育课程全球图谱:开发框架与实施方略——UNESCO《K-12人工智能课程图谱》报告解析[J]. 远程教育杂志, 2022, 40(3):3-15.

[2] 高岳, 杨小康. 前沿导向的人工智能课程内容重构——以上海交通大学"人工智能理论及应用"课程为例[J]. 高等工程教育研究, 2022, 70(6):4.

[3] 朱映辉, 江玉珍. 全程融入思政元素的人工智能课程教学实践[J]. 高教学刊, 2022, 8(35):4.

[4] 陆小霞. 基于人工智能的计算机基础课程改革研究[J]. 电脑知识与技术, 2021, 017(022):208-209,227.

[5] 刘艳丽张恒. 人工智能课程实践教学改革探索——以"吊牌识别"案例教学为例[J]. 中国现代教育装备, 2022(9):116-118.

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