人工智能ChatGPT背景下高職計算機應用技術專業教學研究

隨著人工智能領域中ChatGPT的卓越表現，其應用范圍也日漸廣泛。ChatGPT的誕生不僅為傳統的信息科技行業帶來革新，還改變著計算機專業人才的培養模式。如今，計算機專業人才的培養不再只注重編程能力，更需要掌握AI思維與創新能力。人工智能的應用將在未來的發展中占據主導地位，因此計算機專業教育需要從技術學習與訓練向創新思維轉型，而這正是ChatGPT技術所引領的方向。借助ChatGPT，計算機專業能夠實現個性化教育，為計算機教師提供精確的教學輔助，助力培養學生的AI思維和創新能力。在教育資源緊缺的現狀下，ChatGPT可以通過線上教育平臺為學生提供更豐富的教育資源，幫助他們更好地學習和掌握計算機技術和AI技術的應用，ChatGPT技術的崛起和發展對計算機專業教育和人才培養產生了深遠的影響。

1 計算機專業領域相關崗位就業前景分析

伴隨著人工智能技術突飛猛進的進步，與計算機科學相關的職業所需的人才需求呈爆炸式增長。人工智能領域已經廣泛滲透到各個行業，包括醫療、金融、教育、交通等多個領域，因而對擁有相對應專業知識及技能的人才的需求日益迫切，使計算機科學相關職業的發展前景相當廣闊。據相關數據顯示，大學計算機專業的畢業生在人工智能領域就業的可能性極大，如人工智能工程師、數據科學家、機器學習工程師等職位，均是當前乃至未來的熱門職業走向。這些職位的人才短缺，不僅反映了人工智能技術發展的驚人速度，同時也反映出對專業技能人才的急切需求。

從圖1所示的2023年的高薪崗位排行榜上，人工智能領域的職業如ChatGPT研究員、AIGC算法工程師具有較高的月薪。其中，特別引人注目的是ChatGPT研究員，以其平均月薪高達6.7萬元，位列高薪榜首位。此外，人工智能工程師亦榜上有名，顯示出AI領域對人才需求的旺盛。以ChatGPT研究員為例，這一職位需要具備堅實的基礎知識與創新思維，設計并優化模型，研究與開發算法，設計并開發系統，進行實驗設計與分析，均需經過長時間的專業培訓和實踐積累；算法工程師、深度學習專家、機器學習工程師等職位，同樣需要利用人工智能技術解決現實中的問題，如自然語言處理、圖像識別、推薦系統等，亦為當前受市場追捧的熱門職業之一。這些高薪崗位除了要求人才要具備良好的數學和計算機科學基礎之外，還需具備強大的實踐能力和跨學科的知識背景。面對這樣的就業趨勢，高職計算機專業的畢業生中那些符合市場需求、擁有特定技能和實踐經驗的人才，才能夠在未來就業市場上擁有就業優勢。人工智能領域的職業不僅是高薪的象征，更是強大競爭力的職業選擇。對于廣大的學生來說，如何不斷提升自己的專業能力和實踐經驗、掌握最新的技術和知識，是獲得高薪職業的關鍵。

2 人工智能ChatGPT對高職計算機應用技術專業教學產生的影響（見圖2）

2.1 教學目標更明確

借助ChatGPT的預測和判斷能力，教師能夠更好地根據學生的實際情況和潛在能力，通過分析精準確定學生的學習目標，針對不同的學生采取不同的教學策略。ChatGPT可以根據學生的能力、興趣和潛力，為他們規劃個性化的學習路徑，使學生更容易找到適合自己的學習方法，使專業學習更加高效。同時，它還能根據教學目標，提供最具針對性的學習資源和建議，讓學生能夠更精準地結合自己未來的職業規劃強化專業知識的學習。因此，借助ChatGPT的優勢，教師可以更好地協助學生實現他們的學習目標，提高學習效果。比如，一所高職院校的教師在教授Python語言程序設計課程的時候。通過前幾次的期中考試分析，他發現部分學生在面向對象編程與Python語法應用方面存在一定困難。為了確定更明確的教學目標，教師決定利用ChatGPT的知識分析能力對學生的學習情況進行評估。教師收集了100份學生的錯題后，輸入ChatGPT進行自動解析。ChatGPT反饋結果顯示，約40%的錯題來源于學生對類和對象概念的理解不透徹，另外30%的錯題源自對列表、字典等內置數據結構用法的掌握不足。根據這一分析結果，教師調整了后續課程的教學目標優先級與內容結構，增加了面向對象編程與Python內置數據結構操作的講解時長，并增加針對性強的編程實訓案例。在課程結束后，考試分數顯示面向對象編程與數據結構操作兩個知識點的平均得分較前均有明顯提高。

2.2 教學資源易于更新

ChatGPT的出現，讓教師在優化整合專業教學資源時更加得心應手，學生也因此可以更容易地獲取到及時、準確、適合的學習資源。ChatGPT的功能非常豐富，它可以用于構建測試和診斷系統、在線答疑、自動處理作業、語言學習、課堂溝通、自學向導、智能推薦、自動管理、知識圖譜、虛擬社區、考試準備、直播教學、在線實驗、自助式輔導、直播作業管理、小班化教學、可視化報表和智慧教室等各種應用，還可以幫助教師進行教學內容的適時調整，對教學目標是否實現進行評估，為教育系統的更新建設提供有效支持。比如，在課程教學前，教師收集了該專業近三年的課程教學大綱、教材版本迭代信息，以及網絡上的相關學習資源鏈接。教師將這些信息輸入ChatGPT，請求其分析資源之間的關聯性，并對其進行分類整合。ChatGPT輸出結果顯示，近年教材的更新內容分為網絡安全、云計算和物聯網三個方面。其中，物聯網相關內容的比重逐年增加，與網絡中的最新資源高度匹配。根據ChatGPT的分析，教師調整了教學資源體系的結構，增減了相應教學內容的講解時間比重，將物聯網相關的網絡資源融入教學中。學生反饋顯示，這些資源更新及時、接近技術前沿，提高了學習興趣。通過期末考核分析，選擇與ChatGPT整合后的教學資源的學生，平均成績較之前提高了8.2%。

2.3 促進學生個性化學習

ChatGPT能夠建立集知識和智能于一體的學習系統，利用自然語言生成技術，自動生成課程內容、教學資源等，將學生劃分為不同的教學層次派送資源。同時，ChatGPT可以應用在智能輔助教學、在線答疑、學習監管和反饋等方面，通過智能化課程設計和安全保密技術，保障學生的信息安全。在學生的學習過程中，ChatGPT會記錄他們的每一次學習情況，匯總階段性學習結果，據此提供個性化的學習建議及課程規劃。這包括根據學生的學習進度，為他們發送適合的學習資源，并在學生學習過程中結合學情提供實時的反饋，調整教學策略，以提升教學水平，達到專業課所需的輔導效果。

2.4 提高學生溝通和反思能力

ChatGPT能夠模擬人類對話的方式，與學生進行語言上的互動，并給予適當的反饋，這種對話方式能夠引導學生學會如何有效地表達自己的想法，也能夠鍛煉他們傾聽和理解他人的能力。學生使用ChatGPT回答一些針對性的問題，了解自己的興趣愛好、能力優勢和弱點，并據此進行反思，思考如何揚長避短，以便更好地定位自己的職業發展方向，這種反思方式能夠幫助學生建立對自我的認知，提高他們的自我管理和自我提升的意識。ChatGPT可以為學生提供各種信息，例如行業發展趨勢、職位需求和競爭情況等，從而幫助他們更好地制定職業發展計劃。學生還可以利用ChatGPT提供的建議，進行自我探索以及自我評估，明確自己的職業目標并規劃好路徑，這種職業規劃方式能夠幫助學生增強職業意識，提升就業競爭力，更好地適應未來的職業挑戰。

2.5 提升學生實踐操作能力

在提升學生實踐操作能力方面，ChatGPT作為一種強大的工具，能夠作為學生在實際工作中理論知識應用和實踐操作技能的重要補充。ChatGPT可以幫助學生快速分析實踐操作過程中的問題，提供解決方案。同時，它還可以實現在線實驗、自助式輔導和直播作業管理等功能，以提高學生在實踐操作過程中的效率。學生使用ChatGPT幫助他們完成實訓操作，進行在線測試，提高學生的實踐技能。ChatGPT還可以進行代碼編寫、調試和測試，幫助學生提高編程能力，這些都有助于增加學生在實際工作中的經驗積累，提升他們的實踐操作能力。

3 基于人工智能ChatGPT的高職計算機應用技術專業教學改革路徑

3.1 明確教學目標，制定教學計劃

在教學改革中，首先要明確教學目標，這一點與ChatGPT的目標設定功能類似。教師可以利用人工智能輔助系統進行學生學習情況的分析和評估，了解每位學生的學習進度以及課程掌握中存在的具體問題，做出針對性的教學計劃。借助人工智能技術，將教學內容進行智能化的設計，通過數據分析和機器學習算法，系統識別學生的學習風格、偏好和弱勢領域，并為每位學生提供個性化的學習資源和教學輔助工具，幫助學生更好地理解和掌握知識。在明確培養學生掌握計算機應用基礎知識和技能，具備基本的軟件開發、網絡管理、數據庫應用等能力的基礎上，培養學生能夠靈活運用人工智能技術，如機器學習、深度學習等，提高解決實際問題的能力。人工智能還可以根據學科特點和學生需求，自動化生成教學計劃，提供更加科學合理的教學路徑，通過對大量教學數據的分析，人工智能系統可以挖掘出學生的學習規律，給學生規劃匹配的教學模式，幫助教師更好地制定教學目標。比如，一所高職院校的Python語言程序設計課程教師，為了制定更科學合理的教學計劃，教師利用ChatGPT等人工智能技術進行教學目標明確和教學計劃優化。在課程開始前，教師收集了近3年該課程的教學大綱、教材版本信息，以及100名前任學生的學習評估數據，并輸入ChatGPT進行分析，ChatGPT通過對這些數據進行學習，輸出了學生在循環結構應用、函數定義等方面的通用問題。教師參考ChatGPT的分析結果，調整了課程教學目標的層次結構，將函數的應用作為重點教學目標。在此基礎上，再運用ADDIE模型中的ChatGPT擴展模塊，自動生成了教學計劃初稿。該模塊通過分析學生數據，將教學內容進行碎片化，采用知識點遞進的方式重新規劃教學順序，輸出了教學計劃草案。教師參考該計劃進行了適當優化，最終形成了教學進度明確、知識點結構合理的教學計劃。該課程的后續教學顯示，這份教學計劃符合學生認知規律，80%的學生表示課程內容易于理解掌握。相比之前，學生函數應用方面的考試得分提高了11.2%。研究表明，借助ChatGPT等人工智能技術可以實現教學目標的明確和教學計劃的科學制定，提升教與學的效果。

3.2 開展實踐教學，培養學生的實踐能力

運用人工智能技術提供虛擬實踐環境，模擬真實的工作場景，讓學生在虛擬環境中進行實踐操作，這樣做的好處是可以降低實際專業實訓所需的成本和資源，并且能夠提供更多樣化的實踐機會，滿足不同學生的需求。利用人工智能技術開展虛擬項目實訓，模擬真實的項目需求和開發流程，學生能夠參與到項目中，在工作情境中實際操作并解決問題，這種實踐方式可以提高學生的團隊協作能力、解決問題的能力，增進學生對實際項目開發流程的了解。人工智能還可以用于自動化批改和評價學生的實踐作業。利用機器學習和自然語言處理等技術，可以快速準確地評估學生的實踐成果，并給予反饋，這樣既減輕了教師的工作負擔，又提高了評價效果的客觀性和準確性。

比如，一所高職院校的網站前端開發教師，為培養學生的項目實踐能力，教師計劃在教學中加入人工智能支撐的虛擬實訓項目。首先利用可擴展虛擬學習環境（Scalable Virtual Learning Environment）構建一個虛擬商城的前端開發場景。學生可以在這個仿真環境中進行網頁UI設計、交互邏輯開發等操作，系統會根據學生的代碼輸入進行實時響應和結果展示。在多個階段完成后，學生需要組隊進行虛擬商場的前后端聯調測試并優化系統。最后，系統會自動進行代碼風格檢查，生成實訓報告。通過該虛擬實訓項目的開展，78%的學生表示，他們對真實項目開發流程和注意事項有了更深地理解。其中，67%的學生表示掌握了更多代碼調試的方法。期末考核顯示，學生的項目實踐技能考核成績較之前提高了18%。

3.3 引入人工智能技術，提高教學質量

通過采集學生的學習數據和行為，結合人工智能算法進行分析和推斷，能夠為每個學生量身定制適合其個體特點和學習需求的教學計劃和資源。基于人工智能的教學平臺和智能化的教學軟件可以根據學生的個性化需求和學習狀態進行智能推薦，提供個性化的學習資源和指導。借助智能化的教學平臺及工具，可以創造豐富多樣的教學資源，如虛擬實驗、模擬場景等，提供學生與真實工作環境相似的學習體驗。利用人工智能相關的實驗裝置和設備進行實驗和項目的開展，讓學生在實際操作中鍛煉和應用所學知識。高職計算機應用技術專業也可以與人工智能技術相關的企業和機構開展合作，建立產學研結合的平臺，提供更多的實習和就業機會，促進學生的綜合素質和就業競爭力的提升。比如，一所高職院校的網頁設計基礎課程教師，為提高教學質量，教師計劃在課程中引入人工智能技術進行智能化教學。在課程開始前，學生需要完成一個網頁設計的預測試，系統會自動評估學生的已有知識結構。在學習過程中，系統會檢測每個學生的學習進度和表現，進行個性化推薦相關的學習內容，如具有代表性的網頁案例、設計技巧講解等。系統還提供即時的代碼編寫提示與糾錯反饋。在課程結束時，系統會生成每個學生的知識結構圖，評估他們的學習效果。研究結果顯示，利用該人工智能教學系統的學生，其期末設計作業的平均得分較之前提高了21%，設計能力的各項評估指標也有所提升。

3.4 加強教師培訓，提高教師的教學能力

開展針對教師的人工智能培訓課程，這些課程可以包括對人工智能的基本概念和原理的介紹，以及教師如何利用人工智能工具和技術進行教學的具體操作方法。教師可以通過參與培訓課程，提高對人工智能在教學中的應用能力，從而更好地指導和輔助學生的學習。通過定期組織教師交流會議或研討會，教師分享使用人工智能進行教學的經驗和教學資源，并互相學習借鑒，鼓勵教師進行跨學科的合作，促進教師之間的合作共享，進一步提高教師的教學能力和創新能力。邀請人工智能專業領域的專家學者進行定期的培訓講座或學術交流，為教師提供深入的專業知識和最新的發展動態，使教師了解最新的人工智能技術，并應用到專業教學中，提高教學質量和水平。

4 結語

人工智能ChatGPT在教學領域的應用推動了個性化定制教育、智能化輔助教育、多元化評價及學習資源推廣等領域的進步，為教師職業發展注入了全新的元素。教師在教學實踐中可借助ChatGPT進行前沿教學戰略規劃、任務實行、調整反饋以及成效評估等操作，從而大幅度提升教學品質。人工智能ChatGPT在計算機應用技術專業教學中已展露出其巨大潛力，預計在未來，它有望廣泛運用于各種教學實踐活動，成為學生學習及教師教學中至關重要的支持工具。對于技術變革所帶來的挑戰，高職院校應積極推進教學模式的進化與創新，引進人工智能技術，以迎接社會職業變遷所引發的勞動力結構新需求，優化人才培養與技術研發的針對性，此舉不僅有助于激發學生的職業發展潛能，更能為國家的信息化建設輸送優質的人才資源。

（作者單位：甘肅農業職業技術學院）