人工智能時代背景下ChatGPT輔助JavaEE應用開發課程教學探索

關鍵詞：JavaEE應用開發；ChatGPT；智能助教；教學手段

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）25-0177-04

0 引言

在當今時代，人工智能技術正以前所未有的速度迅猛發展，其中以ChatGPT（Chat Generative PretrainedTransformer） 為代表的生成式對話大語言模型正深刻地影響著人們的日常生活與工作。這一先進技術在多個行業中展現出廣泛的應用潛力，尤其是在教育領域[1]，其與教學的深度融合使其展現出前所未有的優勢。在計算機課程教學方面，ChatGPT同樣表現出其獨特的應用價值[2]。

JavaEE應用開發課程是高校計算機專業中一門至關重要的工程技術類課程[3]，該課程不僅綜合性強，實踐性強，而且面臨著技術變化的快速發展。本文將以JavaEE應用開發課程為例，深入探討ChatGPT在這門課程中的潛在應用場景，并從學生和教師兩個不同的視角，詳細分析ChatGPT在JavaEE應用開發教學過程中的實際應用。

1 JavaEE 應用開發課程現狀

在當今人工智能時代，JavaEE應用開發課程在計算機類專業中具有重要作用，為學生提供了掌握企業級Java應用開發技能的重要途徑[4]。然而隨著技術的不斷發展，JavaEE課程在教學過程中面臨著一系列的挑戰和問題，這些問題主要表現在以下幾個方面：首先，JavaEE應用開發課程的復雜性和抽象性使得學生在學習過程中往往難以理解和掌握其中的關鍵概念[5]。尤其是對于一些涉及框架設計思想及應用性能優化等知識時學生們往往感到困擾。教師在面對龐大而繁雜的課程知識時，亦面臨著如何提高學生理解和應用能力的挑戰。

其次，學生在JavaEE應用開發中經常會遇到各種代碼錯誤，從而導致實踐項目的停滯和學習進程的延遲。排查這些錯誤需要耗費大量的時間和精力，而傳統的課堂答疑和助教輔導方式無法實現即時和個性化的支持。這給教學過程增加了額外的負擔，也影響了學生對課程的積極性和學習體驗。

最后，由于學生的學習背景、學習速度和興趣愛好的差異，傳統的教學方式難以滿足個性化學習需求。在課程設計和項目實踐中，學生常常需要個性化的指導和支持[6]，以便更好地理解和應用所學知識。而目前的教學模式相對缺乏靈活性，無法有效地滿足學生的個性化學習需求。

為了解決這些問題，近年來，人工智能技術的發展為JavaEE應用開發課程的教學提供了新的可能性。其中，ChatGPT等智能助教工具通過自然語言處理能夠實時、個性化地為學生提供答疑輔導、代碼錯誤排查、課程設計指導等多方面的支持。這些工具的出現為JavaEE應用開發課程的教學提供了新的教學手段，提高學生的理解能力、解決實踐中的技術問題，并滿足個性化學習的需求。本文從JavaEE應用開發課程的現狀、存在的問題以及智能助教工具的應用角度，深入探討如何通過這些新興技術提升JavaEE應用開發課程的教學質量和效果。

2 ChatGPT 輔助學生學習

在JavaEE應用開發課程中，ChatGPT作為智能輔導工具，為學生提供了實時答疑、代碼排錯、課程設計輔導以及模擬面試和職業準備等多方面的支持。通過理解學生的問題，ChatGPT能夠提供個性化的解答、編程指導、學習建議。此外，ChatGPT還能模擬面試場景，幫助學生掌握面試技巧，為進入職場打下堅實基礎。這一技術不僅豐富了教學手段，也提高了教學效果和學生的學習積極性。

2.1 ChatGPT 輔助學生智能輔導和答疑

學生在學習JavaEE應用開發課程的過程中，難免會遇到各種技術和理論問題，ChatGPT通過自然語言處理技術，可以成為學生問題輔導和答疑的重要工具。ChatGPT不僅能夠理解學生提出的問題，并提供實時詳細的解答，還能夠在學生學習過程中提供個性化的智能輔導服務。如幫助學生對一些課程概念包括Spring控制反轉的基本思想、SpringMVC工作原理等，也包括對一些技術細節如JavaEE開發環境的搭建等，或是具體編程實踐中遇到的問題。學生可以將疑問通過文本形式輸入ChatGPT 中，以便獲得實時解答，具體案例如表1所示。

除了答疑，ChatGPT還可以根據學生的問答記錄，提供以下個性化學習建議：

1） 知識鞏固：對于學生頻繁提問的知識點，Chat?GPT可以建議學生進行復習和鞏固。

2） 學習路徑：根據學生的學習進度和掌握情況，ChatGPT可以推薦相關的學習資源或進階課程。

3） 實踐指導：對于需要動手實踐的問題，ChatGPT 可以提供具體的編程指導，幫助學生更好地應用所學知識。

通過在JavaEE應用開發課程中實施ChatGPT輔助答疑后，能有效地幫助學生解決實際編程過程中遇到的問題，提升他們的理解和實踐能力，極大地豐富了JavaEE 應用開發課程的教學手段，提升了教學效果。

2.2 ChatGPT 輔助學生代碼排錯

在JavaEE應用開發課程學習過程中，學生可能會遇到各種類型的代碼錯誤，如SpringMVC配置錯誤、數據庫連接失敗錯誤、事務管理錯誤、JSP頁面顯示異常等。當問題出現時，學生首先需要識別問題的類型，并詳細描述問題現象。例如，如果是一個Spring?MVC訪問錯誤，學生需要描述錯誤信息、請求的URL、請求的參數以及預期的行為和實際的行為。學生可將問題描述通過文本形式輸入ChatGPT中，ChatGPT 根據學生的描述進行以下分析：

1） 錯誤定位：ChatGPT會詢問關于錯誤發生的位置、環境配置、相關代碼片段等，幫助學生定位錯誤原因。

2） 排查過程：針對JavaEE應用開發的特定問題，ChatGPT會指導學生檢查web.xml配置、檢查數據庫連接配置、查看日志文件、審查代碼邏輯等。

3） 問題復現：如果問題不是每次都出現，ChatGPT 會指導學生嘗試復現問題，以確定是偶然錯誤還是必然錯誤。

同時ChatGPT還能夠根據對話內容，提供一些問題的解決方案，如代碼修正建議：對于編碼錯誤，Chat?GPT會給出具體的代碼修改建議。配置文件調整：如果問題出在配置文件，如web.xml 或applicationCon?text.xml，ChatGPT 會指出需要修改的地方。調試技巧：ChatGPT會提供調試技巧，如使用斷點調試、日志輸出等，幫助學生逐步排除錯誤。針對常見錯誤，ChatGPT還會分享一些JavaEE開發的最佳實踐，提升學生的開發能力。學生根據ChatGPT提供的方案進行嘗試，如果問題解決，則繼續開發；如果問題未解決，則進行進一步的交互。ChatGPT還可以引導學生反思錯誤產生的原因，總結經驗教訓，避免未來犯同樣的錯誤。

2.3 ChatGPT 輔助學生輔助課程設計輔導

在JavaEE應用開發課程中，學生常常面臨課程設計的挑戰，需要分組設計并實現復雜的Web 應用。ChatGPT可為學生在本課程的課程設計完成的過程中提供有針對性的輔導，通過在以下方面幫助學生更好地完成課程設計：

1） 課程設計項目架構設計輔導：當學生在進行Ja?vaEE應用開發課程設計時，往往需要構建合理的項目架構。ChatGPT可以為學生提供項目架構設計的建議，包括模塊劃分、技術選型、數據庫設計等方面的指導。ChatGPT還能根據學生Web項目的題目提供一些項目功能的建議，能夠為每個學生設計出適合其課程設計的項目結構。同時ChatGPT可以根據項目的特點給學生提供技術選型的建議。例如，根據項目規模和性能需求，推薦使用適當的框架、數據庫引擎等技術。

2） 課程設計代碼實現輔導：學生在課程設計中可能會遇到一些具體的編碼問題。通過ChatGPT，學生可以向助教提出關于代碼實現的問題，例如如何優雅地處理異常、如何實現特定的功能模塊等。ChatGPT 會通過深入的代碼分析和解釋，為學生提供具體的指導和示例代碼。

3） 課程設計性能優化建議：JavaEE應用的性能對于大型項目至關重要。在課程設計中，學生可能面臨一些性能優化的瓶頸。ChatGPT可以分析學生的代碼，并提供性能優化的建議，例如緩存策略的優化、數據庫查詢的優化等，以確保課程設計的高效運行。

通過ChatGPT的輔助，學生在JavaEE應用開發課程設計中能夠獲得更加全面、個性化的輔導，提高項目的質量和效率。ChatGPT的實時反饋和深度指導有助于學生更好地理解課程設計的要求，培養項目開發中的獨立思考和解決問題的能力。

2.4 ChatGPT 輔助學生模擬面試和職業準備

在JavaEE應用開發課程學習過程中，除了對學生技術方面的培養，職業準備和模擬面試也是學生能力培養的重要部分。ChatGPT能夠在以下幾個方面對學生在本課程模擬面試和職業準備方面提供了有針對性的輔導，以幫助學生更好地準備進入職業領域。

1） 面試技巧與自我介紹：ChatGPT可以向學生提供關于面試技巧的建議，包括如何回答常見的技術問題、如何突出個人優勢、如何進行自我介紹等方面的指導。學生可以通過ChatGPT模擬回答常見的面試問題，并獲得實時的反饋和改進建議。

2） 項目經驗強調與技術深度展示：在JavaEE應用開發課程中，學生可能已經完成了一系列的實際項目。ChatGPT可以幫助學生強調他們的項目經驗，指導如何在面試中生動而詳細地介紹項目的技術難點、解決方案和取得的成就。同時，ChatGPT可以推薦學生展示技術深度的方式，以吸引潛在雇主的注意。

3） 行業趨勢和熱點技術了解：JavaEE應用開發領域一直在不斷發展，了解行業趨勢和熱點技術是面試中的亮點之一。ChatGPT可以提供最新的行業信息，指導學生關注哪些新興技術，幫助他們在面試中展現對行業發展的敏感性和了解度。

4） 面試場景模擬與反饋：通過ChatGPT，學生可以進行模擬面試，模擬不同類型的面試場景，如技術面試、行為面試等。ChatGPT會根據學生的回答模擬面試官的提問，并提供實時反饋，指導學生在面試中更自信、流利地表達自己。

5） 職業規劃和求職建議：ChatGPT還能夠為學生提供個性化的職業規劃建議，根據學生的興趣、技能和目標，推薦合適的職業發展路徑。同時，ChatGPT可以提供求職建議，包括簡歷撰寫、求職信寫作以及面試前的準備等方面的指導。

通過ChatGPT的輔導，學生能夠更充分地準備職業發展所需的技能和面試技巧，增強面對真實職業環境的信心。這種個性化、實時的輔導方式有助于學生更好地迎接職業挑戰，順利進入JavaEE 應用開發領域。

3 ChatGPT 輔助教師教學

在JavaEE應用開發課程中，ChatGPT還能夠輔助教師生成題庫、進行作業評測和設計教案，大大提高了教學質量和效率。ChatGPT可以自動生成題目、定制化題目設計并提供解答和解析，幫助教師更好地滿足不同層次學生的需求。在作業評測方面，ChatGPT 可以自動批改和評分，提供針對性的評價和建議，確保評測的全面性和深度。引入ChatGPT作為智能助教，教師能夠更高效地進行教學準備，提高教學效果，同時減輕備課負擔。

3.1 ChatGPT 輔助教師生成題庫

在JavaEE應用開發課程中，ChatGPT不僅可以為學生提供支持，還可以作為教師的有力助手，輔助教師生成豐富、高質量的題庫。以下是ChatGPT在Ja?vaEE應用開發課程中輔助教師生成題庫的應用場景：

1） 自動生成題目：ChatGPT可以根據JavaEE應用開發課程的具體內容和學科要求，自動生成豐富多樣的題目。這些題目可以涵蓋課程中的各個重要知識點，包括Spring、SpringMVC、MyBaits、數據庫連接等方面的內容。教師可以指定題目的難易程度和題目類型，讓ChatGPT按需生成題目，幫助教師更好地滿足不同層次學生的需求。

2） 提供解答和解析：除了生成題目，ChatGPT還可以為教師提供每個題目的參考答案和解析。這有助于教師在備課過程中更好地理解每個題目的知識點覆蓋和難度水平，同時為學生提供在獨立思考和自主學習過程中的參考。根據學生的常見錯誤和疑點，提供相關知識點的指導和解釋。這有助于教師更有針對性地進行課程講解，幫助學生彌補知識漏洞，提升學習效果。

3） 實時更新與反饋：隨著JavaEE應用開發領域的不斷發展，課程內容可能需要不斷更新。ChatGPT可以實時跟蹤最新的技術發展，為教師提供新穎、有趣、實用的題目。同時，ChatGPT還可以根據學生在答題過程中的表現，提供反饋和建議，幫助教師更好地了解學生的學習狀況。

通過引入ChatGPT輔助教師生成題庫，教師能夠更高效地進行教學準備，提供個性化的學習資源，幫助學生更好地理解和掌握JavaEE應用開發的知識。提高教學效果，同時減輕教師的備課負擔。

3.2 ChatGPT 輔助教師作業評測

在JavaEE應用開發課程中，作業評測是教學過程中至關重要的一環。ChatGPT作為智能助教，能夠在作業評測中發揮積極作用，提供教師更高效、精準的評測服務。以下是ChatGPT在JavaEE應用開發課程中輔助教師進行作業評測的具體應用情景：1） 自動批改和評分：ChatGPT可以通過自然語言處理技術，自動批改學生提交的JavaEE應用開發作業。它能夠識別代碼中的語法錯誤、邏輯問題，并根據教師設定的評分標準對學生作業進行評分。這大大減輕了教師繁重的批改工作，使其能夠更集中精力于學生的個性化指導和反饋上。

2） 針對性的評價和建議：ChatGPT不僅可以給出分數，還能夠提供針對性的評價和建議。對于學生在代碼中的錯誤，ChatGPT能夠給出詳細的解釋，并提供相應的修改建議。這有助于學生更好地理解錯誤的本質，從而提高他們的編程水平。

3） 深度知識點覆蓋：在作業評測中，ChatGPT可以覆蓋JavaEE應用開發課程的各個知識點。不僅僅局限于語法和基礎概念，它還能夠識別和評估學生對于SpingMVC基本原理、MyBaits基本原理等高階知識的理解和應用。這確保了作業評測的全面性和深度。

通過ChatGPT的參與，作業評測變得更加高效、個性化，并有助于學生更深層次地理解JavaEE應用開發的相關知識。這種智能輔助的方式不僅提高了教學效果，也為學生提供了更多學習的機會和資源。

3.3 ChatGPT 輔助教師教學教案設計

在JavaEE應用開發課程中，ChatGPT作為智能助教教學教案設計可以為教師提供有力支持，如教案內容生成方面，ChatGPT可以根據JavaEE應用開發課程的學科框架和課程目標，自動生成教案內容。它通過分析最新的技術趨勢和行業需求，提供最新鮮、全面的教學內容。這使得教師能夠更輕松地制定每堂課的詳細教案，確保覆蓋到關鍵的知識點和實際應用案例。教學策略推薦方面，ChatGPT能夠分析不同教學策略的優劣，并為教師提供教學方法的推薦。例如，針對特定知識點，ChatGPT可以建議采用案例教學、項目驅動教學等策略，以提高學生的學習興趣和深度參與。同時ChatGPT可以推薦最佳實踐，分享其他教師在Ja?vaEE應用開發課程中取得成功的經驗。這有助于教師借鑒和應用先進的教學方法，提升教學效果，促使教學更具實效性。通過引入ChatGPT進行教案設計輔助，教師能夠更加高效地規劃和設計JavaEE應用開發課程。這種智能助教的參與不僅減輕了教師的教學負擔，還為提高課程質量提供了更多的可能性。

4 小結

本文詳細研究了在JavaEE應用開發課程中引入ChatGPT的多重應用，分別從學生和教師兩個角度進行探討。在學生方面，ChatGPT通過智能答疑、代碼排錯與生成等方式，提供了個性化、實時的學習支持，有效解決了學生在課程學習中遇到的技術和理論問題。從答疑示例到代碼排錯和實踐指導，ChatGPT為學生提供了全方位的幫助，不僅提高了學生的理解和實踐能力，還通過知識鞏固、學習路徑推薦等方式引導學生更高效地學習。在教師方面，ChatGPT作為助教的角色輔助教師生成題庫、進行作業評測和設計教學教案。通過自動生成題目、提供解答和解析，ChatGPT為教師生成豐富、高質量的題庫，減輕了備課負擔。在作業評測中，ChatGPT實現了自動批改和評分，并提供了針對性的評價和建議，提高了作業評測的效率和個性化程度。在教案設計中，ChatGPT為教師提供了教案內容生成、個性化課程設計和實踐項目建議等支持，使教師更輕松地制定詳細教案，滿足不同學生的需求，實現個性化教學。總體而言，通過ChatGPT在JavaEE應用開發課程中的多重應用，不僅提升了學生的學習體驗和教師的教學效果，還為課程設計、作業評測和教學教案等方面提供了更為個性化、高效的解決方案。這種智能輔助教學的模式有望成為未來教育領域的重要發展方向，為提高教育質量和效率作出了積極的探索和嘗試。