人工智能背景下教師技能實訓方法探索的研究

摘 要：在當前人工智能迅猛發展的時期，教育教學領域特別是專業技能實訓教學正在經歷一場深刻變革，人工智能技術的整合在技能實訓教學方面對教師的素養和能力提出了史無前例的高要求。本論文工作致力于專業教育領域，在人工智能技術的時代背景下，制定了一套專業教師在進行技能實訓課程方面的改進方法。

關鍵詞：人工智能 教師技能實訓 方法設計 效果評估

進入21世紀后，人工智能（Artificial Intelligence，簡寫AI）技術在促進各行各業的發展中發揮著關鍵作用，尤其是對高校專業技能實訓領域的作用更是如此。AI的運用正在改變著原有的技能實訓教學和學習模式，提高著以個性化學習為基礎的智能教學輔助以及教學內容的動態調整的可行性，從而在提高教學效率的基礎上，也促使技能實訓學習過程的個性化與優化得到進一步的促進。

1 教師技能實訓特點分析

1.1 教師技能實訓方法的優缺點

在我國教師使用傳統技能實訓模式的背景下，專業教師在進行技能實訓授課時，會有以下的優點和缺點。

1.1.1 優點

（1）提升了教學質量，教師依據自己的實踐經驗親身授課，提高了教學效果，使學生們更好地理解和掌握知識。

（2）激發了學生的學習興趣，教師通過實訓教學，促使學生能夠自主動手，完成實訓內容。

（3）促進了學生的自主學習，教師通過演示指導后使學生自主完成學習目標。

1.1.2 缺點

（1）課堂過于單調枯燥，容易使個別學生產生無聊心理。

（2）實訓效果的不穩定，由于學生們的個體差異性，理解能力各不相同，容易導致成績差異較大。

（3）耗時較大，由于教師所教學生數量大，所以授課的時間較長。

1.2 人工智能輔助下實訓教學的優缺點

人工智能技術已經成為推動當前工程教育領域專業發展的一支中堅力量。AI技術正在重塑工程專業技能實訓課程的設計、執行和管理流程、例如機器學習、自動化設計、數據分析和智能決策支持系統。不僅要掌握相應的操作技巧，還要了解其背后的理論依據，才能有效利用這些技術。

AI技術的核心依賴于包括數學建模，統計分析，概率論和算法理論在內的深厚的理論知識。例如，在機器學習領域，需要扎實的統計學和概率論基礎，才能理解數據如何被算法解讀并轉化為可操作的指令。設計和改進優化算法還需要依靠直接影響AI系統效率和效果的數學建模技能。

我們把AI技術輔助下的教學方法與傳統的教學方法進行對比，發現以下優點，工程專業教師在進行實訓課程時能應用AI技術進行一系列的操作演示，如實物仿真、AI建模、AI數據分析等，這樣既可以幫助學生利用AI技術對抽象理論有深入的認識，又可以使學生在實際的實訓問題中運用所學到的理論，提高學習的針對性和實效性，有助于培養學生的能力。即通過這種方式的教學，既可以使學生對理論有一個全面的把握，又可以使學生在實際運用理論的同時，加深對理論的理解。

當然，所有事物均有兩面性，我們把AI技術輔助下的教學方法與傳統教學方法的對比下具有以下缺點：工程專業教師在實訓課程中應用人工智能技術會使實訓課程的過程過于單一，學生在實訓過程中個人動手操作時長過少，布置實訓課程用的設備耗費時間長，耗資大，教師課程主導時間減少，學生自主思考時間減少，會間接使課堂氛圍變得沉悶，教師在授課過程中實際操作示范時間減少，因此，教師要把理論學習和實踐鍛煉結合起來。

人工智能輔助下的實訓課程在工程專業技能實訓的應用前景非常廣泛，但也具有一定的缺點和局限性。

2 教師技能實訓調查方法和提升策略

2.1 調查方法運用與實施

將理論技能與AI技術相結合的有效途徑是工程專業教師本身要不斷提高相關的理論技能。具體地說，教師為了解最新的 AI 技術及其理論基礎要積極參加業務培訓，為加深這些技術理論的理解和應用，教師還要進行一些學術研究或實踐課題的研究。無論是學術會議的召開還是網絡課程的教學，都對教師理論水平的提高起到了有效的促進作用。

在工程專業的實訓課程中，教師在人工智能的輔助下會產生一系列的感受，學生在進行實訓課程中，會依據人工智能提供的理論知識和思路來進行思考和探索，這就為人工智能與理論技能的結合創造了實踐上的經驗[1]。

基于以上的觀點，我們對工程專業實訓課程數據收集運用了以下四種方法。

2.1.1 問卷調查收集

（1）分發。在指導老師的幫助下，把問卷通過電子郵件及在線平臺分發給目標教師和學生。為增加問卷的參與率，確保信息保密性的同時，在郵件中突出調研的重要性。

（2）監控與提醒。在問卷發放后，對問卷的答復情況進行監測。在進行調查中期，對未完成問卷的老師和學生發送郵件進行提醒，督促教師和學生完成問卷工作。

（3）收集與整理。在問卷截止日期前完成數據的收集和整理工作，以備后續分析之用。在整理數據的過程中保證數據的完整性和正確性，同時對缺失或異常值進行相應的處理。在分析數據的時候，根據具體的研究目的和問題，有針對性地進行討論和分析。

2.1.2 深度訪談收集

（1）安排訪談。聯系并安排與能夠參與的教師和學生進行訪談。訪談時間地點根據受訪者的方便靈活安排，注意禮貌溝通，爭取得到最大限度的理解支持。

（2）執行訪談。依據提前準備好的預先制定的對話安排，全方位包括全部關鍵話題，對談話過程進行錄音，用以進一步研究。

（3）轉錄與整理。交談完畢后，把錄音資料轉化為書面文字，并對這些文字資料進行基礎加工，以便進行后續的分析工作。

2.1.3 數據分析方法

（1）問卷數據分析。利用例如SPSS這樣的統計軟件對收集來的問卷數據進行詳細的分析，首先對數據進行描述性數據處理，以便掌握基本的趨勢和分布狀況。

（2）采用因子分析手段。對問卷各項進行分析，旨在明確它們之間的相關維度和構建框架。

（3）運用相關性分析、回歸分析等手段，研究各變量間的相互聯系。

2.1.4 深度訪談數據分析

（1）運用如NVivo等定性研究軟件，針對訪談紀要資料進行詳盡的研究分析解讀。

（2）借助編碼和分類技巧，通過訪談收集的資料梳理出重要話題與持續出現的模式。

（3）將定性研究成果與問卷所獲得的數據對照整合，旨在獲取更深入的了解。考核和評價環節的不健全。

2.2 人工智能背景下針對性的教師指導技能提升策略

教師作為知識的傳遞者和技能的培養者，在人工智能迅速發展的今天，面臨著巨大的挑戰。如何有效地提升他們的AI背景下技能實訓的理論知識并應用于實際教學，是我們設計技能提升策略時的核心目標。

策略必須是實用的，直接針對工程專業教師在技能實訓的教學過程中所遇到的問題與學科前沿的技術需求，不能假定所有教師都有相同的基礎，所以設計策略時必須考慮工程專業教師的不同知識水平和技能需求，這是為了工程專業教師在實際教學工作中取得良好的教學效果而必須考慮的問題，也是教育教學工作不斷發展的必然要求。

教師的業務水平提高不應該是一次性的，而應該是一個持續的過程。提供包括在線學習平臺定期更新教材在內的可持續學習資源與機制，使教師能夠持續地學習并跟上最新的人工智能技術發展。幫助工程專業教師持續跟進最新的人工智能技術發展，進而在技能實訓中能夠發揮更大的作用。

最后，推廣策略要鼓勵互動，鼓勵配合。人工智能科技發展太快，最新進展單靠個人力量很難跟得上。在我的指導老師以及四年來我所有任課老師的幫助下，取得了河北師范大學職業技術學院汽車教研室的大力支持，在工程專業教師之間搭建學習網絡平臺，增加學習深度和廣度的同時，促進分享知識、分享經驗[2]。

在人工智能背景下，設計針對性的教師指導技能提升策略主要包括以下幾個方面：

（1）提升信息技術應用能力。AI技術在教育領域的應用日益廣泛，工程專業教師需要掌握相關的信息技術理論和實踐知識，包括學習和使用人工智能輔助教學工具、教育數據分析工具和技術等，提高教學效果和學生滿意度。

（2）培養數據分析能力。AI技術可以通過數據分析幫助教師更好地了解學生的學習情況和需求（如學習通，釘釘等軟件），為教師提供精準的指導和反饋。因此，教師需要學習如何收集、分析和利用學生們的學習情況數據，以優化教學方法。

（3）強化創新教學方法。AI技術的發展為教學帶來了新的可能性和機遇，教師需要學習和使用人工智能背景下新的教學方法，如基于人工智能的虛擬實驗、個性化學習路徑設計等，以提高教學效果和吸引學生的興趣。

（4）加強教師專業素養。在人工智能背景下，教師需要不斷提升自己的專業素養，包括教學理論知識、學科知識和教育倫理等方面的能力，以更好地應對AI技術帶來的教學挑戰和變革。

（5）推動教師專業發展。建議學校和相關機構可以提供針對性的工程類教師培訓和專業發展計劃，幫助教師掌握人工智能技術的最新發展和應用趨勢，提供機會參與教育科技項目和研究，促進教師在人工智能背景下的專業成長和發展。

3 實訓效果評估

主要目標在于檢驗實操訓練項目是否有效地增強了工程專業領域的教師的人工智能技術關鍵技能，并分析這些技術提升對教學成果和學生學術表現的潛在影響。

本研究為了對培訓項目的效果進行全面評估，采用多種評估方法。

（1）定量評估。在學院汽車教研室的支持下，通過實踐操作對比，評估教師專業技能水平的提升，實現對其能力提升的量化評定。

采用網絡調研手段，搜集教師團隊對于實際教學過程的滿意程度數據、自我評價的能力提升，以及他們將實踐教學材料融入上課過程的次數與效果反饋。

（2）定性評估。進行深入討論，聚焦于教師在實操練習中的感受、實訓項目在教學實踐中的應用情況，以及他們對學生的學習成效進行觀察，進行分類探究，籌辦一次小型集會，邀請參與實際操作訓練的教育工作者，讓他們分享實際操作的經驗體會、成功案例和遇到的挑戰，以此獲得更為深入的反饋。

（3）課堂觀察。參加學校實訓教師間的聽、評課活動，以評價實際操作能力在授課過程中的運用效果，涵蓋教學方法的創新、學生群體之間的協作以及學生的積極性態度。

（4）學生反饋收集。采取問卷搜集和小組討論的方式，匯總學生們對于教師運用新穎教學技能和方法的感悟與評價，旨在衡量教學實踐效果如何塑造學生的學習體驗及學業成績。

（5）預實訓和實訓后評估。在操作起始階段設定基準測試，作為起初的表現記錄，在操作結束時再次執行相同標準的測試，借此監測提升與變動。

（6）數據收集時間安排。實訓結束后立即進行第一輪評估，隨后在3個月后進行后續評估，以了解長期效果。

數據將被AI編碼、整理，并使用統計軟件進行分析，以提取有意義的趨勢和模式。

最終將編制詳細的評估報告，其中包括定量和定性數據分析結果，以及基于數據的具體建議和后續步驟。

4 教師技能實訓方法的建議和優化

4.1 加強AI技術的實踐和應用

AI是一種先進的技術，它與世界發展的潮流相呼應，尤其針對汽車類相關的教育，在這樣的背景下，工程專業教師應在日常的教學工作中多利用AI技術，加強對AI技術應用的熟練程度，在具體的教學環節中多利用AI技術進行授課，充分發揮AI的優點，如課前利用AI軟件為學生們分發資料和作業、充分利用AI軟件了解學生的學習情況并及時反饋、在課上利用AI為學生們展示相關的理論與實踐知識等，人工智能技術在教育領域的應用已經取得了一些成果，比如智能教育平臺、虛擬實驗室等。因此，工程專業教師在授課時應與人工智能技術進行結合，探索新的教學方式和工具[3]。例如，教師可以利用智能教育平臺（學習通，釘釘）進行個性化教學，利用虛擬實驗室進行實踐教學等。

4.2 加強學生對AI技術的認知和使用

由于傳統課程教學模式的影響，學生們對于課程的教學方式已經有了一個根深蒂固的認知，本論文意在說明AI技術對于工程專業學生理解和掌握知識的重要性，幫助學生們運用AI知識來更好地上技能實訓類課程，幫助學生們適應以后的人工智能工作和生活。

4.3 教師應注重培養自身的AI素養

在人工智能時代，工程專業教師應具備一定的AI知識和技能，才能更好地進行授課，教師可以通過學習與人工智能相關的課程、參加培訓和研討會等方式，不斷更新自己的知識和技能。

4.4 教師應注重培養自身的創新思維和實踐能力

在人工智能時代，創新思維和實踐能力是教師必備的素質。因此，教師應注重培養自身的創新思維和實踐能力。教師可以通過參與項目、開展教學研究、實踐教學等方式，不斷提升自己的創新能力和實踐能力。

4.5 教師應注重培養自身的數據分析能力

工程專業教師還應注重培養自身的數據分析能力，人工智能技術需要大量的數據支持，而教師是教育數據的重要產生者和使用者。因此，教師應注重培養自身的數據分析能力，使其能夠利用數據進行教學決策和教學改進。教師可以學習相關的數據分析工具和技術，掌握數據分析的方法和技巧，提升自身的技能實訓數據整理和分析能力。

4.6 加強工程專業教師實訓課程中的硬件建設

在這個人工智能時代，各大高校在教學設施上對AI技術的投入是不可避免的，建議學校加強對AI技術在工程專業教師實訓課程中的硬件建設“經濟基礎決定上層建筑”，尤其對于工程專業教師技能實訓方法上的支持和開發。

5 結語

本論文針對的是人工智能背景下工程專業教師技能實訓方法的研究，旨在提供一個實用且有效的技能實訓方案。指出了工程專業教師在人工智能領域所必須具備的核心技能要求，特別是要掌握資料的分析與挖掘能力，以便對輔助教學的開展情況進行分析，以及運用模式識別理論進行教學研究的能力等方面的內容，這也從技術日新月異的當今時代中，在教師AI背景下，在技能實訓水平與職業素養的不斷提高和可持續發展方面具有十分重要的作用和意義，因此設計并實施實訓方案是提高教師技能實訓水平的有效途徑。

基金項目：河北師范大學人文社會科學研究基金（項目編號：S22RZ010）；河北師范大學基礎研究課題專項基金（項目編號：L2023T06）。

參考文獻：

[1]高琳珍.人工智能和大數據在高校突發事件應對中的應用研究[J].才智，2024（14）：93-96.

[2]丁漢文，聶欒懿.人工智能賦能大學生思想政治教育探析[J].學校黨建與思想教育，2024（8）：72-74.

[3]Ding E C A，Shi L，Yang H， etal.Enhancing teacher AI literacy and integration through different types of cases in teacher professional development[J].Computers and Education Open，2024，6：100178.