ChatGPT在高職課程智能網聯汽車教學中的應用

摘 要：隨著信息技術的快速發展，高職課程教學面臨著新的挑戰和機遇。文章深入探討了ChatGPT-4在高職課程智能網聯汽車教學中的應用，旨在提升教學效果和學生學習體驗。在教學實踐中，我們將ChatGPT-4引入課堂，探索其在解答學生問題、提供實時反饋和模擬實際場景方面的應用。我們關注教學過程中的互動性、個性化和實用性，以提高學生對智能網聯汽車技術的理解和掌握。最后，通過實地實踐和學生反饋，我們評估了ChatGPT-4在高職課程中的效果，并提出了進一步優化和發展的建議。本研究為將先進的自然語言處理技術引入高職教育領域提供了有益的經驗和啟示。

關鍵詞：ChatGPT-4 智能網聯汽車 高職教育

隨著信息技術的快速發展，生成式人工智能語言大模型的發展對高職教育工作者提出了一系列新要求，這些要求涉及教學方法、內容創新以及教育技術的應用等方面，需要高職教育工作者不斷學習和適應，以更好地引導學生進行學習和思考。

1 現階段智能網聯汽車教學中存在的問題

1.1 教學資源更新滯后

智能網聯汽車技術發展日新月異，尤其是新能源汽車技術和車聯網技術等新興技術，教材和教學資源可能無法及時跟上最新的發展。導致學生對于課程的興趣度下降，學習動力不足，學到的知識無法滿足企業要求，就業困難。

1.2 跨學科教學難度

智能網聯汽車涉及多個學科領域，包括計算機科學、電子工程、汽車工程等。要求高職教師具備跨學科的知識，在課程設置上不僅要科學規劃各學科的教學順序，還要考慮教師能力以及學生接受能力。

1.3 師資力量不足

智能網聯汽車領域是一個相對新興和多學科交叉的領域，需要專業人才具備跨學科的知識，這使得找到合適的專業師資變得更有挑戰性。技術在智能網聯汽車領域更新迅速，需要教職人員不斷學習和保持對最新技術的了解。這可能使得一些高職院校的師資無法跟上技術的步伐。除此之外，智能網聯汽車行業對高水平的專業人才的需求也很大，這導致一些有經驗的專業人才更愿意在產業界從事實際應用和研發工作，而不是投身教育領域。

1.4 學生背景差異化嚴重、創新力培養不足

首先學生的背景差異較大，有些可能已經有相關知識，而有些可能是初學者。教學過程中需要靈活應對，確保每個學生都能理解并跟上教學進度。其次，教師在過往的教學過程中依然采用傳統的講授式課堂教學和示范式實操教學，學生在思維固化在傳統知識框架中，但是針對智能網聯汽車這種技術快速發展的行業，學生的獨立思考能力和創新思維顯得尤為重要，這就要求教師從教學策略、教法和教學資源等多方面改革提升學生學習積極性和創造力。

2 基于ChatGPT-4的教學設計

ChatGPT-4是一種強大的語言模型，是基于ChatGPT-3.5的最新一代人工智能語言大模型，具有更加強大的語言理解和生成能力，ChatGPT-4的應用場景非常廣泛，可以用于各種自然語言處理任務，例如智能客服、機器翻譯、文本分類、情感分析、知識圖譜構建[1]等等。另外，ChatGPT-4還可以應用于人機對話、機器創作、虛擬助手等領域，所以將ChatGPT-4應用于高等職業教育具有重要的意義。

鑒于ChatGPT-4的技術優勢，本文構建了以學生為本，ChatGPT-4賦能教師的人工智能教學助手式的教學模式。如圖1所示，智能網聯汽車課程設計圖。首先，以學生為中心意味著注重學生的個體差異和學習風格。每位學生都是獨特的，有著不同的學科興趣、學術水平和學習習慣。通過個性化的教學方法，教師可以更好地滿足學生的需求，激發他們的學習興趣。而ChatGPT-4作為一種人工智能工具，能夠為學生提供個性化的輔導和答疑，通過對話式交流更好地理解學生的問題和困惑，從而提供具有針對性的解答。

其次，教師與ChatGPT-4的聯合教學將傳統教學與技術創新相結合。教師在教學中發揮著引導、激發學生思考和培養創造力的重要作用。而ChatGPT-4則可以成為教學的助手，通過其豐富的知識和語言理解能力[2]，為學生提供更廣泛、深入的信息。教師和ChatGPT-4相互協作，能夠更好地滿足學生的學科需求，促進更高層次的思維和學科能力的培養。

2.1 課前

課前教師通過前導課程得到學生畫像，通過學生畫像教師可以得到每位同學的學習特點、知識儲備等信息，教師可以分析每位同學的學習情況并借助ChatGPT-4為每位同學量身定制課前任務，包括課前預習資料知識的寬度以及深度，課前測試題目的難易程度，以及課前導入任務的復雜度；學生在接收到教師發布的任務后首先根據自身的情況分析任務難易程度，獨立思考分析并解決問題，如果自身現有知識儲備無法達到解決問題的效果，可以借助ChatGPT-4協助找到解決問題的方法或者答案。學生根據得到的答案再去思考更為深刻的問題，再通過ChatGPT-4得到自己想要的答案，如此形成學習的良性循環，不但可以激發學生學習的主動性還可以培養學生主動思考的學習習慣。這樣有針對性的任務下發以及學習可以解決傳統預習效率低下的頑疾。

2.2 課中

課中教師首先總結了同學們完成課前老師發布的搜集智能小車自動駕駛的相關知識，同學們借助ChatGPT-4對于自動駕駛方面的知識搜集得較為全面，對于無人駕駛小車已經有了初步的認識，隨后教師導入本節課程的任務，對比分析紅外循跡無人駕駛小車和慣導無人駕駛循跡小車的區別。

2.2.1 ChatGPT助力問題初探

同學們根據老師發布的任務立即以小組形式展開討論，借助ChatGPT-4快速精準地找到了紅外循跡小車和慣導循跡小車的循跡原理如圖2 ChatGPT-4紅外循跡小車工作原理解答。

我們可以發現同學們借助ChatGPT-4快速找到了問題相關解答，答案極具針對性，同學們通過兩者的原理可以快速分析出紅外循跡和慣導循跡的異同，以往傳統課堂教學同學們單一通過教材學習，傳統教材存在教學內容過時，不能滿足當代快速發展的智能網聯汽車行業需求，缺乏互動性，課本是靜態的，不能靈活地根據學生的需求進行調整，這可能導致學生的學習興趣降低，難以保持積極主動的學習狀態[3]。缺乏實踐性，缺少跨學科內容等問題。與傳統課堂教學相比我們可以發現，通過借助ChatGPT-4增強了同學們學習的互動性和參與感，保證同學們學到的知識是當下行業通用的智能網聯汽車相關的技術，提高了課堂教學效率，最為重要的一點是實現了差異化教學，同學們分組討論后，差異化問題可以單獨通過ChatGPT-4進行一對一解答，共性問題教師可以進行統一講解。

2.2.2 ChatGPT-4助力實踐教學

通過課中學生的自主探究式學習已經對智能循跡小車的原理有了比較深入的理解，教師根據學生們的學習情況引入實踐任務，根據知識學習由淺入深的邏輯，設計學生完成實現紅外智能循跡小車的循跡功能。根據傳統實踐課程經驗，尤其是遇到程序設計類實踐課程時同學們往往具有畏難情緒，即便教師講解示范后同樣存在無從下手的情況，導致實訓效果差，課堂教學效率低下的現象。

在課堂中引入ChatGPT-4后同學們可以自己先進行程序設計，如果程序設計存在錯誤，編譯無法通過，可以借助ChatGPT-4進行程序檢查，幫助學生查找程序的錯誤并且進行修改；與此同時，如果學生對于程序設計無從下手，也可借助ChatGPT-4生成一段紅外循跡小車循跡的功能代碼，在生成代碼的基礎上進行修改，下圖是一位同學在課堂中生成的基于Arduino平臺的紅外智能循跡小車的循跡功能代碼。

與傳統程序設計實訓課程相比，引入ChatGPT-4后同學們首先解決了無從下手、邁出第一步難的困境，并且可以快速地、有針對性地查缺補漏，提高實訓效率，解決了以往一個教師無法在有限的課堂時間同時指導所有學生的困境，真正做到以學生為主的課堂。將以往學生只是機械地模仿教師操作的現狀轉變為學生的主動探究，獨立完成[4]。由此可見，生成式人工智能語言大模型的引入對于高職院校課堂教學具有重要意義。

2.3 課后

根據課中同學們的學習情況，教師下發課后拓展任務，以本節課程為例，沒有完成紅外循跡的學生繼續在課后發現問題解決問題，完成紅外循跡的同學可以繼續探索慣導循跡的實現。課后任務同樣借助ChatGPT-4可以高效地幫助同學們解決問題。通過學生完成拓展任務的情況和之前傳統課堂課后任務的完成情況對比發現同學們積極性明顯提高，學習效果顯著增強。與此同時，由于引入ChatGPT-4大大減少教師指導學生的工作量，教師得以根據學生課前、課中以及課后任務地完成情況進行逐一分析，從而對每位同學進行針對性地指導。

3 ChatGPT-4在高職教育中的挑戰與展望

3.1 ChatGPT-4在高職教育中的挑戰

3.1.1 學生對于ChatGPT的高依賴性

學生在面對復雜或困難的學科問題和學業壓力下，ChatGPT-4提供了快速、便捷的答案和解決方案，使得學生能夠在短時間內獲取信息。他們更容易依賴ChatGPT-4以獲取答案。這種即時性的反饋可能導致學生更愿意依賴ChatGPT-4而不是進行深入思考或獨立研究。

針對這種情況學校可以開展相關的教育活動，提高學生對人工智能工具的認識和理解，包括ChatGPT-4的局限性和適用范圍。通過教育，幫助學生意識到ChatGPT-4只是一個輔助工具，而非取代自主學習和思考的替代品。鼓勵學生主動思考問題，提倡獨立學習和解決問題的能力。

3.1.2 數據安全以及隱私保護

學生在利用ChatGPT-4進行學習的過程中會涉及個人信息和敏感信息的輸入，那么我們平時會提醒學生在使用時做匿名化處理、進行敏感數據加密處理等措施保護數據不輕易泄露[5]。同時我們在應用ChatGPT-4生成的內容時知識產權等法律問題，注意遵守網絡道德規范。

3.1.3 知識的準確性

ChatGPT-4是基于網絡海量資源進行訓練的生成式人工智能模型，網絡資源包羅萬象同時也有大量的誤導性信息，所以在日常的教育教學活動過程中也要時刻注意培養學生的批判性思維，從而才有分辨有效信息的能力。

3.2 ChatGPT-4在高職教育中的展望

3.2.1 構建ChatGPT-4教學秘書

ChatGPT-4是OpenAI公司的最新一代生成式人工智能大模型，其主要特點就是對外部應用開放了接口，這就意味著ChatGPT-4可以集成到我們日常生活中常用到的APP中，同樣也可以集成應用到我們教學常用的學習通以及智慧職教等APP中，可以借助其強大的內容生成能力，收集學生的學習特點、知識儲備情況以及興趣愛好，可以針對性地生成學習資料，發布作業，發布測試，在完成基本輔助教學的基礎上可以完成一對一、個性化、定制化的教學功能。

3.2.2 構建ChatGPT-4學生學習伴侶

利用ChatGPT-4的自然語言處理能力，學習伴侶可以分析學生的學科興趣、學習風格和弱點，并提供個性化的學習建議[6]。這可以包括推薦閱讀材料、練習題目，以及定制的學習計劃。學生在學習過程中遇到問題時，學習伴侶可以提供即時的問題解答。ChatGPT-4可以通過解釋概念、提供示例和引導學生思考的方式來幫助學生理解難點。ChatGPT-4可以整合多模態學習資源，如視頻、圖像和音頻，以更全面地支持學生的學習體驗。由此可見構建ChatGPT-4學習伴侶對于學生個人發展具有重要意義。

4 結語

本文主要介紹了現階段高職教育智能網聯汽車專業面臨的困境，由此引入基于ChatGPT-4為代表的人工智能生成式語言大模型在智能網聯汽車專業從課程設計到課程實施的實踐探索過程，可以發現課堂學習效果和課堂學習效率都有明顯提升，并在此基礎上也發現了引入新技術所面臨的安全和知識準確性的挑戰，并且還提出了構建教學秘書以及學生學習伴侶的美好愿景，對于高職教育為學生提供對接產業最新的技術以及提供個性化教學和實踐具有重要意義。

參考文獻：

[1]朱曉虹.ChatGPT智能時代的大學生數字素養：框架、價值與提升路徑[J].紅河學院學報，2024，22（01）：74-77.

[2]畢天良，馬鳳強.ChatGPT類智能工具對我國高等教育的沖擊及其應對[J].教育理論與實踐，2024，44（03）：3-8.

[3]舒蓮卿，杜輝.ChatGPT在課程教學中的應用初探——以Python程序設計為例[J].中國現代教育裝備，2024（01）：9-12.

[4]孫洪迪，賈民政，楊民峰.基于ChatGPT的課程學習助手系統的設計與實現[J].北京工業職業技術學院學報，2024，23（01）：17-22.

[5]左玉嬌.“互聯網+”環境下職業院校新能源汽車專業教學策略研究[J].汽車測試報告，2023（19）：122-124.

[6]王佑鎂，王海潔，王旦，等.ChatGPT賦能職業教育數字化轉型的多重角色與實踐路徑[J].電化教育研究，2024，45（01）：76-83.