中職人工智能課程微課設計與應用

謝逸可，秦嬋嬋，李凌云

（貴州師范大學，貴州 貴陽 550000）

0 引言

人工智能發展至今，已經經歷了三次發展熱潮。與前兩次熱潮不同，本次人工智能研究呈現新的特征，即人工智能技術走出實驗室，與傳統產業和工業緊密相連[1]。與此同時，在2020年初，中國國家教育處職成司也頒布了《中等職業院校信息技術課程標準》。在中職信息技術新課標中，《人工智能初步》被納入中職學生信息技術課程的必修模塊。由此可見，我國也正在積極地推進中等職業教育人工智能人才的培養。相關文件的頒布也引領新時期人工智能技術在中職學校的發展方向和教育方向。這意味著也亟需一批優質的、適合中職學生的人工智能課程資源。

1 中職人工智能課程現狀分析

1.1 中職人工智能課堂問題及解決方法

在中職階段應用的人工智能課程，需要充分的考慮中職學生的興趣、學習能力和學習風格等等因素，還需要綜合該學科所具有的特性，這樣才能更好地落實人工智能教育責任。

現在大部分中職開設的人工智能課程多以理論知識的講授為主，課堂較為枯燥，很難吸引學生注意力。由于在中職開展人工智能課程本身具有的難度以及人工智能課程的特點，大量的抽象的理論知識，使學生較難理解，教師的教學方法也比較單一，很難吸引學生的注意力，學生學習效率下降，形成惡性循環。這時就可以在課堂中引入微課，用視頻演示來讓學生較直觀的學習抽象的知識。變化的教學方式也可以提起學生的學習興趣，引入微課也可以減輕教師在課堂中的教學壓力。

傳統課堂信息較閉塞，學習資源有限。學生在學習過程中只能通過學校下發的課本和配套練習冊來學習知識。但是在教育信息化的今天，學生僅僅通過學習課本上的知識是遠遠不夠的。學校和老師要盡可能地為學生提供更廣泛的知識、更多樣的教學方法，盡量為學生拓寬知識的邊界。

1.2 中職人工智能課程微課資源的需求

如前文提到的，不僅僅是中職學生自身的學習風格適合加入微課這一新的教學模式，微課也有助于教師對中職學生實施分層教學，由于中職學生知識技能掌握程度參差不齊，老師在課上也無法照顧到所有學生的學習進度，那么微課的可重復性，可以方便學習進度慢的學生通過對微課視頻的反復觀看來習得所需掌握的內容；而對于學習成績較好且想要進一步提高的學生，可以在完成課上需要掌握的知識后，通過微課視頻學習拓展內容。

在中職課堂中，傳統的教學模式、價值取向和教學目標逐漸不能滿足中職生個性化的學習需求和當前的時代需要，尤其是中職信息技術專業課課堂的教學面臨著極大挑戰，極大地影響了教學質量與學習效果，而隨著信息技術發展誕生的微課教學模式，為中等職業學校的課程教學改革提供了新的契機，在中職課堂中注入一股新的活力，這對中職學生的知識掌握有很大的幫助。

2 中職人工智能課程微課的設計與應用

課程前期準備內容主要有：充分了解學情、設計微課教案腳本、制作PPT、錄制微課并進行后期剪輯。一是充分了解學情，主要是了解中職生現在達到的學習水平，學習態度和對于人工智能課程學習的興趣，以及人工智能課程在中職的教學現狀。然后收集準備教學用到的視頻素材、進行知識拓展所需的其他文件等。主要是微課教學要素，在準備時需要充分考慮教學內容、重點難點、教學方法以及課程思政的融入與實現等。

2.1 課程設計階段

2.1.1 微課設計原則

微課所需的時長一般較短，最長不宜超過十分鐘。可以通過學習者的年齡特征，所讀年級和學科情況來確定微課所需時長；由于各個年齡段的學習者學習專注時間有所不同，因此對于中職學習者，學時長度在5-8分鐘的微課視頻最為符合。另外，微課時長可以根據知識點的難易程度進行適當的調整，針對課程關鍵點、重難點以及學生學習難度較大的部分知識，可適當調整微課時長，但最長不宜超過十分鐘。

一個微課視頻應只講授一個知識點或者技能點。因此每一節微課的內容可以是碎片化的知識，并且每節微課與微課之間的知識點可以不形成連貫的知識體系。一節微課的主題內容要圍繞某一知識點展開詳細講解，可以選擇與本節的重點、難點或者易錯點等等，但是不能將整堂課的知識全部濃縮到一個微課視頻中。

在微課視頻中設計添加交互。與一般課堂不同，微課更要求學生具有一定的自主學習的能力和自制力，這時可以通過以添加有效交互的方式來幫學生提高注意力[2]。

2.1.2 微課設計流程

微課與實際線下課堂教學一樣，都需要設計方案，但是流程與課堂教學設計流程有著較大的區別。首先我們需要進行學情分析，充分了解中職學生現有的學習水平，學習風格以及對本門課程的意見等；然后進行教學內容的分析，根據中職信息技術新課標來選取合適的教學內容，明確所選內容的重難點，設置合理的教學目標；接下來進行教案的編寫和設計腳本，微課腳本可以幫助老師在錄制微課視頻時規避一些口頭表達上的錯誤；至此微課的前期工作就已經準備完成了，接下來就可以開始進行微課的錄制，錄制完成后一些錄制中的問題以及微課需要添加的字幕等可以通過后期剪輯制作完成；最后就是反復觀看微課，找出問題，對微課進行修改和完善，此過程可以請其他老師觀看，詢問他們的意見。具體流程如圖1所示。

圖1 微課制作流程圖

2.1.3 微課制作方法

微課的拍攝及錄制方法多種多樣，這里主要選用的是屏幕錄制的方法來錄制微課視頻。目前市面上有多種可用于微課制作的電腦軟件，例如focusky、CamtasiaStudio、萬彩動畫大師和愛剪輯等軟件。其中 focusky可以做出3D縮放、旋轉的效果，也有很多精美的模板，可以美化我們的微課視頻同時有效吸引學生注意力，Camtasia Studio具備了屏幕錄制功能，受到大眾的認可與廣泛應用。這幾款軟件的功能完全能夠滿足我們微課制作的需求。

2.1.4 在微課中融入課程思政

思想政治工作是學校各項工作的生命線。陳寶生部長指出，全面推進高校課程思政建設，是落實習近平總書記關于教育的重要論述的關鍵舉措[3]。人工智能初步這門課程擁有理工科的共同學科價值觀，主要包括：科學理性、科學民主、求真求實、追求真理、尊重客觀規律、提倡團結協作等，而這些價值觀又與大部分的當代社會主義核心價值觀有著天然吻合之處[4]。因此，在制作微課時，教師需要思考如何發掘課程知識點中可以融入課程思政建設的切入點。比如，在設計人工智能發展歷程的微課教案時，老師講授人工智能的發展史，通過向學生介紹各國為在人工智能領域搶占制高點頒布的政策，舉例中國在該領域取得的成就，來培養學生愛國精神并讓學生體會創新意識的重要性。

2.2 微課教學設計案例

微課類型：講授型。

制作方法：Camtasia，focusky PPT。

教學內容：第一章什么是人工智能。

教學重點：了解人工智能的發展歷史。

教學難點：引導學生理解人工智能概念，了解人工智能的應用領域。

教學目標：（1）知識與技能目標。學生理解什么是人工智能，了解人工智能的發展歷史以及人工智能的應用；

（2）過程與方法目標。學生可以理順人工智能發展脈絡，了解其實踐運用價值；

（3）情感態度與價值觀目標。培養學生自主學習的能力；感受人工智能的神奇作用，激發學生對人工智能技術的求知欲；培養學生的創造意識和愛國精神。

教學過程：

導入：首先播放關于人工智能的電影《I Robot》，觀看完成后拋出問題：什么是人工智能？

【設計意圖】視頻導入，讓學生直觀的了解這節課的學習內容，引起學生學習興趣。提出問題，以此引起學生注意和思考，引出新課題。

新知講解：首先對什么是人工智能這一問題進行提問，學生回答完畢后進行補充完善。接著給學生展示講授1997年“更深的藍”戰勝卡斯帕夫。展示完成后提出問題，“深藍”存儲了一萬多局棋局，下一步棋可以從很多方案中選出一個最佳方案，這些功能是他自身具備的嗎？然后打開中國象棋游戲，帶領學生體驗與計算機博弈。

【設計意圖】通過對“深藍”的學習，引起學生思考，樹立正確的科學技術體應用觀，驗博弈樂趣。

拓展應用：實際上人工智能的應用領域非常廣泛，大家可以開動腦筋想一想，在我們日常生活中，哪些產品應用了人工智能技術呢？學生積極回答，老師進行補充。例如：機器翻譯、圖像識別和文字識別等。

【設計意圖】了解人工智能的研究和應用領域。

小結：通過剛才的學習，我們對人工智能已經有了一定的了解。人工智能還不能完全代替人類，隨著科技進步，未來會有什么樣的情景呢？

【設計意圖】進一步激發學生學習本課的興趣，培養學生的想象力。

2.3 課程應用階段

2.3.1 課前自主學習階段（課前預習型微課）

《人工智能初步》第一章以理論知識為主，主要包括人工智能的發展歷史、新一代人工智能和人工智能的應用。此時教師可以采取翻轉課堂的形式來傳授給學生知識。因為本文理論知識較多，也較為簡單、好掌握，讓學生們在上課之前通過對理論知識的自主學習便可基本了解，然后再在課堂上測試他們對理論知識的熟悉度；課堂上根據教師安排的作業，學生及時查漏補缺，教師為他們答疑解惑。這不但大大提高學生課堂上學到的知識的質量，還可以提高他們獨立閱讀的能力。而且，為了保證在課堂中應用微課的有效性，也為了使學生們保持對微課這一學習模式的興趣。

每門課程的第一節課對學生學習這門課程的興趣至關重要。第一章節的微課設計更應該突出微課短小精悍的特點，并著重設計內容的趣味性。可以在微課視頻中加入《I Robot》等科幻電影片段，提高學生學習興趣，讓他們最直觀且快速的了解什么是人工智能。

2.3.2 課堂實施階段（課中重難點微課）

除了在課前應用微課進行課前學習，微課還可以作為課上的輔助工具，幫助老師向學生直觀且簡潔的講授本節課重點或難點。例如，當給學生們講述人臉識別技術和人工智能的運用時，教師便可利用微課視頻給同學們舉例機場安檢入口的人臉識別畫面，從而讓抽象性的知識更加形象化；當學生們看到完微課影片后，指導他們找出自己的問題并表達自己的觀點認識。相對于課前學習型微課，在本階段應用的微課主要是發揮了課堂引導和課中教學的作用，并通過微課來保證展示內容的高效性。在課堂中使用微課來提升課堂教學的多樣性，提高學生的學習興趣，進而提高學生對于學習內容的理解與認識。

2.3.3 課后認知階段（課后鞏固型微課）

微課資料不同于傳統課堂教學，因為課堂教學時間有限，老師只能講述一次知識點，但微課資料卻是永遠有效的，可進行多次播放。在課后復習中，學習者還能夠繼續通過微課學習完成對模糊知識點的鞏固復習，或者對于課堂上還沒有了解的問題，在課后還能夠通過觀看微課教學而習得知識點。使用在本階段的微課也可以配套幾道練習題，讓學生在觀看完之后馬上進行對知識點的掌握程度做出反饋，這樣既可以培養學生自主學習的習慣，也可以讓老師及時收到學生反饋，適當調節教學進度。

3 結語

通過研究發現，微課這一教學模式比較符合中職學生的認知規律，近年來，隨著教育信息化技術的普及，微課作為一種教學模式也受到了越來越多學校的重視，且這一教學模式也在發展中逐漸成熟。通過運用這一模式可以提高教師自身的專業素養和工作效率以及學習者的學習技能和學習興趣。由于目前社會普遍對中職學生存在偏見以及中職學生本身的學習基礎不佳，因此他們整體對于學習的自信心不足，導致無法對學習產生興趣。要消除這一問題還需要多方共同努力。中職教育作為國家教育體系中不可缺失的一個重要環節，為國家培養了眾多優秀的實用型人才，可見學習成績并不是唯一的評判標準，我們也要加強中職學生的職業能力與崗位能力。通過變革教學模式，革新教學方法，來提高中職學生的獨立認知意識和解題技能[5]。