人工智能背景下高職機械制造類教學改革

摘要：高職院校的人才培養和具體教學本身就跟市場環境的聯系非常緊密，因此在當前的背景下更應該做好教學的改革。在機械制造專業教學改革方面，教師應該根據機械企業市場崗位的技能需求來決定教學課程與內容，并且需要在教學過程中不斷調整教學的模式，將專業課程與基礎課程進行整合，強化兩者之間的銜接性。而在教學方法方面，高職機械制造專業教師也應該積極創新教學手段，能夠使用多種輔助教學方法來提高教學的最終效果。

關鍵詞：人工智能;高職機械制造;教學改革

前言

高職機械制造專業的的教學改革是一項任重道遠的工作，需要全體師生的共同努力，也需要教師不斷的發掘企業與教學的聯系，從而更好地讓教學為學生和企業服務，以培養出更加適用未來需求的人才。

1引入人工智能新技術創新教學設計

以數控車床編程與加工課程為例，其理論知識抽象，實踐操作性強，傳統單一講授演示操作教學方法已不能完全適應目前大數據和人工智能環境下的學習方式。課程教學設計上，應大膽探索，引入增強現實技術（A簡稱AR）和人機對話智能系統，為課程教與學帶來新變化。

1.1 AR技術實現數控車床編程與加工課程資源立體呈現

增強現實技術是一種實時的計算攝影機影像的位置及角度并加上相應圖像、視頻、3D模型的技術。首先，在數控車床編程與加工課程的新形態教材中，將相關知識與技能的疑難點制作成可視化效果好的視頻、動畫、三維實體圖形等動態資源，以二維碼形式嵌入，利用AR軟件進行掃描，實現資源立體呈現，并且可以實現旋轉、縮放等交互功能。其次，在教學實踐操作現場，將任務載體的關鍵操作步驟以展板形式呈現，也可以使學生利用AR軟件進行實時解決疑問。

1.2 人機對話實現數控車床編程與加工課程資源精準查

隨著信息技術的迅速發展，給學生傳遞的信息量大增，如何使其快速準確地進行課程學習資源的查找，是課程教學設計考慮的關鍵因素。數控車床編程與加工課程的教學設計中，依據學習認知規律，將項目任務知識與技能點進行細分，形成碎片化資源，以可供自學為原則，開發人機對話智能學習通APP應用軟件，并建設課程的精準數字化資源。學生在學習過程中，如遇疑難問題，只需在學習通上進行查找咨詢，便可精準地找到答案。同時，也可以將疑難問題在交流討論功能區進行實時交流互動，快速提升自我專業技術能力。引入人機對話智能學習通APP可以減少教師的輔導時間，提高學生學習興趣和效率。

2打造人工智能新高度創新教學計劃編排

專業人才培養的基礎舉措，是學習人才培養方案內設置的所有課程知識與技能，而每門課程的教學，都需有一個系統的授課教學計劃，形成系統性，且各門課程間要具備一定的協調互通性。但是，數控車床編程與加工課程，目前制定的教學計劃有其固定性，不能依據學生掌握情況實時調整變動，即便可以調整，也只是允許微小調整，形成學生掌握知識差異和學習進度不統一情況，給針對性輔導工作提出了挑戰，智能學習通APP學情分析功能可以有效解決這些問題。

2.1 智能預測學情編排教學計劃

數控車床編程與加工課程已歷經了多年的教學改革，依據專業人才培養方案分配課時量，已有成熟的教學計劃，依據教學設備實際情況也能達到授課時間與內容準確對應目標，但不能精準地預測到學生在學習課程前的專業基礎知識掌握程度、喜好學習方式等現實情況，導致教學計劃以教師主體進行編排，難以滿足學生所需，使教學效果達不到理想目標。因此，在課程教學計劃編排前，先用智能學習通APP發布調查問卷，內容包括先導課程專業基礎知識掌握情況、喜好學習方式與資源類型等，進行智能調查，對數據進行綜合分析，并依據學生具體情況及時加減教學內容，使其達到授課計劃編排合理、適應性強的目標。

2.2 智能學情分析動態調整教學計劃

在課程教學計劃實施的過程中，利用智能學習通APP全程監控學生的各項任務學習情況，主要包括投入課程學習時長、任務測驗完成情況、章節任務學習掌握情況、發布疑問聚焦知識點、學習時間段、訪問次數等方面，教師及時進行分析，調整教學計劃進度，必要時依據學生具體掌握情況進行分等級輔導，達到計劃動態調整、適時提高教學質量的目標。

3融入人工智能新舉措創新教學實施

數控車床編程與加工課程的教學現場，設備運轉噪聲大、人均設備數不足等現實問題已是長期抑制教學質量提高的絆腳石，而融入人工智能技術新舉措，會給課程教學實施帶來前所未有的新變化，大大激發學生的學習興趣，有效促進教學效果穩步提升。

3.1 人機交互機器人充當學生疑問首選解答人

在數控車床編程與加工課程教學實施過程中，教師指導學生人數多，難免會出現輔導不及時、耽誤學生學習時間的情況。如今的人工智能技術給課程教學實施中的問題提供了很好的解決方案，引入人機交互機器人充當教師角色，及時解答學生疑問。將課程每個項目任務知識要點和技能操作步驟，細分為不同資源類型呈現，并進行編號，交由機器人進行信息處理，實現人機互動目標，不僅節約了學生的等待時間，也提高了學習興趣。

3.2 全息投影新技術助力教師課程講授課程

全息投影技術也稱虛擬成像技術，是利用干涉和衍射原理記錄并再現物體真實的三維圖像的技術。數控車床編程與加工課程在進行理論知識講解時，學生的學習興趣低下，難以理解其含義與原理，而利用全息投影技術，將課程知識原理講解、圖紙實時轉換為三維實體，大大增加了視覺沖擊感，達到了教師講得輕松、學生學得開心的目的，讓師生共同受益，堪稱教師實時助手王、學生學習及時解答器。

3.3 智能監控評價新系統促進教學質量創新高

數控車床編程與加工課程在運行線上線下混合教學模式中，教學過程監控和成績評價是制約實施難題，但是課程在實施中引入智能監控評價系統，可以使教學實施過程變得輕松有效。首先，利用智能監測評價系統動態監控學生學習情況，并進行及時反饋，同時記錄學生的日常學習行為。其次，在課程線上考試時，利用系統智能評價功能，對每位學生的課程知識掌握情況進行智能分析，并自動依據設置的劃分等級標準進行評價。然后自動選擇不同等級的題目，組合適應不同等級學生的試卷進行測驗，形成個性化的過程性學習成績評價，智能找出學習成績較差學生的薄弱知識點，教師有針對性地輔導，實現提高教學質量的目標。

4教材改革及實驗室建設

教材與實驗室作為教學活動順利開展的基礎，其在專業教學中發揮著不可替代的作用。因此，為了確保新的教學方法的順利實施，高職院校必須對機械設計與制造專業的教材規劃和選擇予以充分的重視。針對該專業涉及的《機械設計基礎》《機械制造技術》等重點課程，不僅要重新編寫，同時新教材必須將針對學生專業能力的培養作為核心，進一步加強學生實踐能力的培養。在教學過程中，必須按照由淺入深的步驟逐步的推進。另外，高職院校必須積極地進行校企共享實驗室和實訓基地的建設，為機械設計與制造專業的學生提供良好的實訓平臺，同時邀請企業共同進行實驗室的管理，從而達到促進實驗設備使用效率穩步提升的目的。

5結語

總而言之，高職機械設計制造專業教學對于滿足機械制造行業的用人需求具有深遠意義。當前高職機械設計制造專業教學中存在諸多問題，加快該方面的教學改革非常迫切。針對此，高職學校應該提高認知水平，加大理論與實踐的結合力度，構建完善的教學體系，提升實踐教學在整體教學中所占的比重，并構建科學的教學評價考核體系，持續優化該方面的教學工作，提升教師的整體水平，為社會培養更多合格的機械設計制造專業人才。

參考文獻

[1]李青云.淺談高職機械設計與制造專業的課程綜合化改革[J].科技風，2017（11）.

[2]嚴桂英.淺談高職機械設計與制造專業教學方法的改革[J].輕工科技，2017（3）.

作者簡介：魏新村（1965—），男，本科，高級工程師，研究方向：機械制造及其自動化。

（作者單位：山東交通職業學院）