基于人機協同課堂培養中職計算機專業“數智金匠”的策略

［摘 要］文章聚焦中職計算機專業教育，針對中職計算機專業“數智金匠”應具備的基本素養以及人機協同課堂的特點，以“計算機VR動畫制作”課堂為例，提出通過整合課程內容、創新教學方法、智能反饋與評估培養中職計算機專業“數智金匠”的策略，以應對傳統教育模式難以滿足行業高標準需求的挑戰。

［關鍵詞］人機協同；中職計算機；“數智金匠”

［中圖分類號］" " G71" " " " " " " " ［文獻標識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2024）36-0022-04

一、問題提出

數智時代對計算機專業人才的核心素養提出了更高的要求，這倒逼教育改革，因此“數智+教育”的教學方式必然成為趨勢。課堂是教育的主戰場、育人的主渠道，只有課堂變革才能引發教育變革。現階段，人機協同課堂的具體教學措施還不明確，教學目標缺乏針對性，沒有對計算機專業數智化人才核心素養做準確定位。基于此，本文在分析數智時代背景下中職計算機專業“數智金匠”應具備的基本素養的基礎上，論述基于人機協同課堂培養中職計算機專業“數智金匠”的策略。

二、中職計算機專業“數智金匠”培養的背景

2024年6月20日，國家主席習近平在致2024世界智能產業博覽會的賀信中指出，中國高度重視人工智能發展，積極推動互聯網、大數據、人工智能和實體經濟深度融合，培育壯大智能產業，加快發展新質生產力，為高質量發展提供新動能。2024年7月18日，第二十屆中央委員會第三次全體會議通過了《中共中央關于進一步全面深化改革、推進中國式現代化的決定》（以下簡稱《決定》）。《決定》強調了數字化與智能化融合的重要性，為首次提出“數智”一詞的政策文件，這標志著數智化已成為推動我國產業共識凝聚和新質生產力發展的重要引擎。各領域數字化、智能化不斷推進和發展，數智化技術驅動下的中職教育改革已成為數智時代的必然趨勢。在這樣的大背景下，中職計算機專業教學面臨前所未有的機遇與挑戰。一方面，數智化轉型的興起對中職計算機專業人才的技能和素養提出了更高的要求，它的核心在于構建學生的數字化能力和智能化技能。數字化能力是指掌握信息技術基礎知識，具備信息獲取、處理和應用的能力；智能化技能是指能夠運用人工智能等先進技術解決實際問題、進行創新創造的能力。另一方面，新興技術的應用能為中職教育提供豐富的教學資源和創新工具，例如，將虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、人工智能（AI）等技術融入課堂。中職計算機專業“數智金匠”應具有五大數智素養，即基礎計算機操作技能、信息處理能力、數字創新能力、數字倫理與安全意識、持續學習能力，這樣才能更好地適應數智時代的發展，成為行業中具有競爭力和創新力的專業人才。

三、人機協同課堂的定義及特點

人機協同教學作為一種新興的教育理念，在數智時代背景下，逐步成為未來課堂教學的發展趨勢。通過人機協同，機器智能可輔助教師完成日常工作，促進學生的個性化學習，以實現教師的高效教學［1］。在數智化教學環境中，教師與AI智能助理（如教育機器人、虛擬助手、智能教學系統等）構建“人師+機師”的人機協同、雙師協作的新型課堂，通過協同工作，共同指導、輔助學生學習，實現個性化的教學目標。人機協同課堂具有以下特點。

1.學習內容的個性化定制：人機協同課堂通過智能系統的大數據分析，精準識別每名學生的學習習慣、興趣偏好及能力水平，從而為他們提供量身定制的學習資源和路徑。這種個性化的學習體驗有助于激發學生的學習興趣，提高其學習效果。2.高效的教學互動：人機協同課堂打破了傳統教學中單一的師生互動模式，引入AI智能助理作為教學助手。AI智能助理可以快速回應學生的學習需求，為其提供即時的反饋和指導，從而提高教學互動的效率和質量。3.拓展學習空間：人機協同課堂不受時間和空間的限制，可以隨時隨地為學生提供學習支持。這使得學生可以根據自己的節奏和需求進行學習。4.提升教學效率：人機協同課堂將教師的智慧與AI智能助理的計算能力相結合，實現優勢互補。教師可以專注于教學設計和情感交流，AI智能助理負責處理煩瑣的數據分析和個性化任務推薦，從而提升教學效率。5.靈活多樣的教學方式：人機協同教學打破了傳統課堂的限制，支持線上+線下混合式教學、翻轉課堂等多種教學模式。這種教學方式可以更好地滿足不同學生的學習需求，提高教學的靈活性和多樣性。

四、構建中職計算機專業人機協同課堂對培養“數智金匠”的必要性

目前，部分中職計算機專業課堂沿襲傳統教育模式，對如何在教學中應用數智化的輔助手段、如何解決“數智金匠”的數智素養培養問題仍在摸索。在這樣的研究背景下，深入探討人機協同在計算機專業教學中的應用，對培養“數智金匠”具有重要的意義。首先，從培養“數智金匠”的基礎——計算機操作技能來看，在傳統教學模式下，學生大多通過理論的學習與有限的實驗操作來掌握這一技能；而人機協同課堂則通過AI智能助理，為學生提供一個全天候、全方位的實踐平臺。AI智能助理能夠模擬真實的工作環境，使學生在實踐中不斷提升計算機操作技能，如軟件操作、編程、數據分析、系統維護等，確保學生不僅知其然，更知其所以然。其次，從培養“數智金匠”的信息處理能力來看，人機協同課堂通過運用智能教學系統實現了學習內容的個性化定制。智能教學系統能夠幫助學生更有效地篩選、整理和分析信息，提高信息處理效率。同時，通過與智能教學系統的交互，學生能夠學會如何更有效地利用數字資源提升自己在信息爆炸時代的競爭力。這種個性化教學策略不僅提高了學生的信息處理能力，還激發了他們的學習動力，促進了其深度學習。再次，從培養“數智金匠”的數字創新能力來看，教師將虛擬現實、增強現實等技術引入課堂，讓學生能夠在模擬的真實場景中進行實踐和創新。這不僅鍛煉了他們的動手能力和解決問題的能力，還提升了他們的數字創新思維。人機協同課堂在培養“數智金匠”的數字倫理與安全意識方面發揮重要作用。在人機交互的過程中，學生需要遵守一定的倫理規范和安全準則，如保護個人隱私、防范網絡攻擊等。通過與智能教學系統的交互，學生能夠更好地理解數字技術的局限性和潛在的風險，從而更加謹慎地使用數字技術。最后，從培養“數智金匠”的持續學習能力來看，人機協同課堂能以其獨特的互動性和趣味性，激發學生的學習熱情與探索欲望。學生要想不斷適應新的技術環境，完成新的學習任務，為應對未來職場的變化和挑戰做好充分準備，就要具備持續學習的能力，培養自主學習的習慣，樹立終身學習的意識。

五、基于人機協同課堂的中職計算機專業“數智金匠”培養的策略——以“計算機VR動畫制作”課堂為例

（一）整合課程內容

1.數字化與智能化技術的融合

中職計算機專業人機協同課堂注重將傳統的計算機科學知識與新興的數字化、智能化技術相結合。例如，在“計算機VR動畫制作”課堂上，教師要引導學生掌握VR制作常用軟件Unreal Engine 4（UE4）虛擬引擎的基本原理和操作方法；學會運用大數據分析和云計算技術優化VR體驗；通過分析用戶行為數據，優化虛擬場景中的交互設計和視覺效果；利用云計算資源，實現VR應用的動態擴展和高效運行。在“VR數字銅鼓博物館”項目中，教師要求學生綜合運用數字化與智能化技術，打造一個既有歷史文化底蘊，又充滿現代科技感的虛擬展覽。學生需利用大數據分析技術，了解用戶的參觀習慣和偏好，以此為基礎優化展覽布局和交互設計；同時，利用云計算技術，實現展覽系統的高可用性和可擴展性，確保大量用戶同時訪問時的流暢體驗。另外，在知識拓展方面，如學生學習完藍圖可視化腳本系統創建簡單的交互場景后，若想了解如何利用C++語言進行更高級的功能開發，可借助教育機器人、虛擬助手等AI智能助理快速生成相應代碼。

2.跨學科課程模塊的設計

可以將“計算機VR動畫制作”課程細分為計算機科學基礎、VR技術、藝術設計、歷史學、文化傳播學等多個模塊，每個模塊由該領域的專業教師授課，確保學生獲得系統而全面的知識。同時，通過跨學科整合課程，如“VR技術與歷史文化傳承”課程，引導學生將計算機技術應用到歷史文化領域，培養學生的跨學科思維。運用真實項目“虛擬現實教育應用開發”，要求學生通過團隊合作，利用所學的UE4技能，結合教育學原理，設計一個用于輔助歷史教學的虛擬現實場景。學生需要研究歷史資料，構建逼真的古代建筑、人物和道具模型，然后利用UE4的交互功能，設計出生動有趣的教學活動，如角色扮演、歷史事件重現等。在“VR數字銅鼓博物館”項目中，教師鼓勵學生組成跨學科團隊，共同完成任務。團隊成員需充分發揮各自的專業優勢：計算機科學專業的學生負責技術操作，藝術設計專業的學生負責視覺設計，歷史專業的學生負責內容策劃，文化傳播專業的學生負責宣傳推廣。通過團隊合作，學生不僅能夠提升跨學科溝通能力，還能在實踐中深化對所學知識的理解。此外，在教授“虛擬現實文化遺產保護”課程時，教師鼓勵學生利用UE4技能對當地的文化遺產進行數字化復原和展示，這既有利于文化遺產保護，又有利于促進文化的傳播。這些跨學科課程模塊不僅提升了學生的專業技術水平，還培養了他們的項目管理能力、團隊合作精神以及創新思維，使他們能夠更好將技術應用到虛擬現實領域，為將來在“數智金匠”領域的職業發展打下堅實的基礎。

（二）創新教學方法

1.項目式學習在人機協同課堂上的應用

首先，項目式學習通過構建以問題為導向的學習任務，促進了學生在人機協同課堂上的知識建構與技能提升。學生在項目式學習中需積極收集信息、探討方案。這一過程不僅提高了學生的自主學習和解決問題的能力，而且為人機協同課堂提供了豐富的應用場景。AI智能助理在此過程中能夠基于大數據和機器學習算法，為學生提供個性化的學習資源和反饋，從而提高學習的針對性和有效性。例如，在“VR環保主題動畫短片制作”任務中，教師引導學生通過在線調研、利用數據分析工具了解當前社會對環保議題的關注度和有關熱點話題。學生通過AI智能助理的輔助篩選和整理信息，快速定位有價值的選題方向。在劇本創作階段，AI智能助理提供了基于大數據的故事情節和角色設定建議，幫助學生快速構建具有吸引力的故事框架。在三維動畫制作過程中，學生可利用AI輔助的渲染引擎和動作捕捉技術優化動畫效果，提高制作效率。

其次，項目式學習強調團隊溝通與合作，為人機協同課堂上的交互與協作提供了重要支撐。在項目實施過程中，學生需要與同伴、教師以及AI智能助理進行頻繁的交互與協作，共同完成項目任務。這種多模態的交互不僅培養了學生的溝通能力和團隊合作精神，而且促進了人機之間的深度協同，提高了課堂教學效率和教學質量。例如，在“VR冒險闖關游戲場景設計”任務中，教師引導學生分組進行學習，通過游戲分析平臺和AI智能助理了解當前VR冒險闖關游戲的流行趨勢和玩家需求。AI智能助理能輔助學生小組成員之間進行互動和交流，幫助學生小組篩選和整理信息，快速定位有價值的選題方向。同時，AI智能助理還能幫助學生小組制訂詳細的游戲設計計劃和項目計劃。在游戲場景設計階段，AI智能助理能提供基于大數據的場景設計建議和元素組合方案，幫助學生快速構建具有吸引力的游戲場景。在建模過程中，學生可利用AI智能助理提供的建模工具和材質庫來提高建模效率和場景逼真度。此外，AI智能助理還能提供實時的場景設計反饋，幫助學生及時調整和優化場景細節。

2.混合式教學在人機協同課堂上的實施

混合式教學的實施推動了人機協同課堂上的教學創新與發展，線上平臺為學生提供了靈活多樣的學習材料和資源，線下課堂為學生提供了與教師及同伴直接互動的機會。混合式教學在人機協同課堂上的實施能充分發揮智能教學系統的數據處理能力和教師的情感交流優勢，實現教學資源的優化配置和高效利用。在“VR民族主題巡游動畫制作”任務中，課堂被分成了線上+線下的形式。線上預習階段，教師通過在線教育平臺發布預習任務，涉及VR動畫制作基礎、環保知識概述等。智能教學系統根據學生的學習歷史和興趣，為每位學生推薦個性化的預習資料，如相關視頻教程、文章鏈接等。預習過程中，學生在線上平臺的討論區分享自己搜集到的民族主題素材，討論VR巡游動畫的創意構思。智能教學系統監測討論活躍度，為教師提供學生參與度和興趣點的數據反饋。線下實操與AI智能助理相結合。首先，教師講解VR巡游動畫的關鍵技術和流程，引導學生進行實操練習。其次，學生分組進行VR巡游動畫的場景設計、角色建模和動畫編輯。在實操過程中，AI智能助理提供實時的技術支持和反饋。例如，當學生遇到建模難題時，AI智能助理可以展示相關的建模教程或提供自動化的建模工具；當學生進行動畫編輯時，AI智能助理可以檢測動畫的流暢度和連貫性，并提供改進建議。最后，AI智能助理完成反饋及對學生的個性化指導。

（三）智能反饋與評估

人機協同課堂通過智能反饋與評估機制，為學生提供即時、準確、個性化的學習反饋，幫助他們更好地掌握課堂所學的技能。例如，在學生完成作品后，AI智能助理模擬用戶的行為，如點擊、拖拽、旋轉等，與場景中的物體進行交互，測試交互的響應速度、準確性以及用戶體驗，最后生成測試報告，指出交互設計中存在的不足并提供改進建議。學生可以根據AI智能助理的反饋對交互設計進行多次修改和優化，以提升用戶體驗。另外，學生的作品也可上傳至線上平臺。AI智能助理對作品進行初步評估后，還會跟蹤學生的學習進度和成績，多維度地評判學生的動畫編輯能力、場景設計能力、交互設計能力，根據學生的能力評估結果和學習需求，為他們推薦個性化的學習路徑。教師也可根據AI智能助理的評估報告，結合學生的個人情況，為每位學生提供個性化的指導方案。

六、結語

本文探討了基于人機協同課堂培養中職計算機專業“數智金匠”的策略，揭示了其在提升學生數智素養方面的巨大潛力。在數智時代背景下，我們融合前沿智能技術，精準對接未來行業需求，為學生提供沉浸式、個性化的學習體驗，積極構建并優化人機協同課堂。展望未來，我們將持續探索人機協同課堂的新模式、新技術，不斷拓展教育邊界，致力于培養能夠適應并引領數智時代發展的“數智金匠”。同時，我們也將加強與業界的合作，共同推動中職計算機專業教育的創新與發展，為社會的智能化轉型作出更多貢獻。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

［1］" 彭紅超，祝智庭.人機協同的數據智慧機制：智慧教育的數據價值煉金術［J］.開放教育研究，2018（2）：41-50.

［2］" 管玨琪，孫一冰，祝智庭.智慧教室環境下數據啟發的教學決策研究［J］.中國電化教育，2019（2）：22-28，42.

［3］" 肖冬杰，金文華，王國治，等.人機協同視域下職業教育課堂精準教學策略模型與框架設計［J］.牡丹江教育學院學報，2023（4）：69-73.

［4］" 范建麗，張新平.大數據+智能時代的教師數智勝任力模型研究［J］.遠程教育雜志，2022（4）：65-74.

［5］" 張志學，華中生，謝小云.數智時代人機協同的研究現狀與未來方向［J］.管理工程學報，2024（1）：1-13.

（責任編輯" " 陳" " 明）