胡萬志　馮文健　羅海波

【摘 要】本文論述人工智能背景下高職生態(tài)教學(xué)模式，闡述國內(nèi)外生態(tài)教學(xué)研究現(xiàn)狀，從四個環(huán)節(jié)構(gòu)建基于人工智能的高職生態(tài)教學(xué)模式，并以計(jì)算機(jī)專業(yè)為例，提出生態(tài)教學(xué)的具體實(shí)現(xiàn)思路，即通過智能生態(tài)平臺把教學(xué)活動、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源、教學(xué)評價(jià)四個環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)智能生態(tài)的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】人工智能 高職 生態(tài)教學(xué)模式

【中圖分類號】G? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2020）27-0037-03

近年來，人工智能的發(fā)展使得高職院校的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法產(chǎn)生新的變化。新時代對學(xué)生的核心技能培養(yǎng)要求改變高職院校傳統(tǒng)的授課方式，構(gòu)建以學(xué)生為中心、推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的生態(tài)系統(tǒng)。人工智能時代高職院校的課堂教學(xué)能夠借助人工智能以及大數(shù)據(jù)技術(shù)，重視學(xué)生的個性化需求，調(diào)節(jié)高職院校課堂教學(xué)生態(tài)中供給與需求的生態(tài)鏈，促進(jìn)高職院校課堂教學(xué)中生態(tài)教學(xué)模式的發(fā)展。本文試從國內(nèi)外生態(tài)教學(xué)研究現(xiàn)狀出發(fā)，構(gòu)建基于人工智能的高職生態(tài)教學(xué)模式，并以計(jì)算機(jī)專業(yè)為例，提出生態(tài)教學(xué)的具體實(shí)現(xiàn)思路。

一、國內(nèi)外生態(tài)教學(xué)研究現(xiàn)狀

國外學(xué)者早在20世紀(jì)30年代就開始對課堂生態(tài)進(jìn)行研究，如美國學(xué)者Waller W.早在1932年就在出版的《教育社會學(xué)》一書中首次使用了“課堂生態(tài)”的概念，闡述了課堂生態(tài)環(huán)境以及教師與學(xué)生的互動關(guān)系。20世紀(jì)60年代以后，英國的學(xué)者Ashby E.在美國學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，對高等教育的課堂生態(tài)進(jìn)行實(shí)證分析，提出“高等教育生態(tài)學(xué)”的理論，將生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論、方法運(yùn)用到高等教育中。學(xué)者Ashby E.的研究雖然對課堂生態(tài)教學(xué)缺乏完善的界定，但是首次將生態(tài)學(xué)與教育學(xué)進(jìn)行融合研究，標(biāo)志著新的研究領(lǐng)域的開始。自此，越來越多的學(xué)者對教育生態(tài)學(xué)進(jìn)行研究。隨著人工智能時代的到來，國外關(guān)于教育生態(tài)方面的研究也不斷創(chuàng)新，但主要集中在人才培養(yǎng)模式的研究上，如美國提倡多元制的高職創(chuàng)新教育模式，按照多元制的辦學(xué)模式為企業(yè)培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才。德國倡導(dǎo)建立“雙元制”的高職院校人才培養(yǎng)的模式，采用職業(yè)分析的作為課堂建設(shè)的導(dǎo)向，采用校企合作的方式，注重課堂的實(shí)踐活動?？傮w來說，國外學(xué)者關(guān)于教育生態(tài)的研究成果比較豐富，形成理論化的體系，但是在人工智能與學(xué)科教學(xué)生態(tài)的影響等方面研究成果比較少。

而在國內(nèi)，生態(tài)教學(xué)研究最初是在臺灣地區(qū)開展，有關(guān)研究成果主要集中在教育系統(tǒng)與生態(tài)學(xué)的關(guān)系上。如學(xué)者方炳林、李聰明等從比較寬廣的領(lǐng)域?qū)ι鷳B(tài)教學(xué)進(jìn)行闡述。進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)學(xué)者對于生態(tài)教學(xué)的研究進(jìn)一步細(xì)化，如范國睿在《教育生態(tài)學(xué)》一書中對課堂生態(tài)的要素進(jìn)行闡述，指出班級規(guī)模、座位安排等因素都會影響課堂生態(tài)。汪霞在《我們的課堂生態(tài)了嗎？》中提出課堂改革的必由之路是實(shí)施教育生態(tài)。吳林富編寫的《教育生態(tài)管理》一書介紹了課堂生態(tài)的管理、構(gòu)建等。但是國內(nèi)學(xué)界還較少從人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)視角對高職院校生態(tài)教學(xué)模式進(jìn)行構(gòu)建研究，通過中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫查閱，發(fā)現(xiàn)僅有幾篇期刊論文：洪常春的《人工智能時代大學(xué)英語生態(tài)教學(xué)模式構(gòu)建研究》、肖付良的《大數(shù)據(jù)時代下高職英語聽力生態(tài)課堂構(gòu)建》、仝丹的《互聯(lián)網(wǎng)+背景下的大學(xué)英語教學(xué)生態(tài)課堂構(gòu)建研究》、王媛媛的《大數(shù)據(jù)時代重構(gòu)高校英語教學(xué)生態(tài)體系的幾點(diǎn)思考》等。

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者多數(shù)是從大數(shù)據(jù)的視角分析其對于傳統(tǒng)教育模式的影響，并從人才培養(yǎng)等視角分析其對于課堂生態(tài)教學(xué)模式構(gòu)建的重要性，較少有學(xué)者從實(shí)證調(diào)查的視角，結(jié)合具體的案例進(jìn)行研究。因此，本文的研究有助于將人工智能運(yùn)用到課堂生態(tài)教學(xué)模式的構(gòu)建中，具有創(chuàng)新性。

二、基于人工智能的高職生態(tài)教學(xué)模式的構(gòu)建

基于人工智能技術(shù)，高職專業(yè)教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)個性化和環(huán)境虛擬化，虛擬化技術(shù)與專業(yè)課程的教學(xué)的深度融合可以把情境、協(xié)作、交流和意義結(jié)合起來，達(dá)到“教”“學(xué)”“感”的貫通效果。隨著人工智能技術(shù)在機(jī)械制造、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)等專業(yè)教學(xué)中的廣泛使用，各種資源庫、教學(xué)案例都被廣泛用于計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)中，比如通過機(jī)器學(xué)習(xí)，可以協(xié)助學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、汽車維修、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等課程，通過基于深度學(xué)習(xí)的軟件，教師可以定制不同的教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法。具體的運(yùn)行方式通過四個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。

第一環(huán)節(jié)：機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)是人工智能核心技術(shù)，該環(huán)節(jié)通過深度學(xué)習(xí)方法，采集學(xué)科教學(xué)過程中所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，采用自動推理的辦法分析學(xué)生現(xiàn)有知識水平與興趣愛好，將知識目標(biāo)碎片化，設(shè)立明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，實(shí)施合理的教學(xué)任務(wù)，把教學(xué)過程的情境化、可視化有機(jī)結(jié)合，針對不同的教學(xué)對象采用不同的教學(xué)方法，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)內(nèi)容，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。

第二環(huán)節(jié)：利用人工智能的數(shù)據(jù)挖掘和知識獲取技術(shù)，構(gòu)建高效的反饋機(jī)制，對課程內(nèi)容的結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)評估，針對不同的學(xué)生開發(fā)不同的智能場景，創(chuàng)新教學(xué)活動的方法、形式和內(nèi)容，深化教師與學(xué)生的互動力度，實(shí)現(xiàn)智能平臺與動態(tài)教學(xué)評價(jià)的良好融合。

第三環(huán)節(jié)：利用人工智能深度學(xué)習(xí)方法，打造智慧課堂、翻轉(zhuǎn)課堂，轉(zhuǎn)變教師與學(xué)生的角色，把傳統(tǒng)教師為中心的“主導(dǎo)式授課模式”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)向模式”，在引導(dǎo)學(xué)生教學(xué)的過程中，充分發(fā)揮學(xué)生自發(fā)性與主觀能動性。

第四環(huán)節(jié)：依托生態(tài)式人工智能教學(xué)平臺的教學(xué)評估模塊，對整個教學(xué)過程實(shí)施動態(tài)監(jiān)控，從結(jié)構(gòu)性評估和指標(biāo)性評估兩個角度對教學(xué)活動進(jìn)行評估，評估及反饋信息要及時在教學(xué)終端與學(xué)習(xí)終端得到反映，并及時處理，實(shí)現(xiàn)整個生態(tài)教學(xué)活動科學(xué)有效、健康發(fā)展。

三、生態(tài)教學(xué)的具體實(shí)現(xiàn)

生態(tài)教學(xué)模式基于生態(tài)學(xué)原理，在研究教學(xué)過程系統(tǒng)性、過程觀、差異觀、互動性以及教學(xué)情景重要性的基礎(chǔ)上，建立完整、和諧、民主的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)思想。生態(tài)教學(xué)可以應(yīng)用在不同的學(xué)科專業(yè)中，它的產(chǎn)生背景與環(huán)境倫理教育存在一定的關(guān)聯(lián)性，它具有開放多元性、自然和諧性、時空延伸性等特點(diǎn)，因此，具有普遍的推廣性。以下是計(jì)算機(jī)專業(yè)生態(tài)教學(xué)的具體實(shí)現(xiàn)思路，如圖2所示。

圖2所顯示的生態(tài)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)主要由教學(xué)活動、教學(xué)環(huán)境、教學(xué)資源、教學(xué)評價(jià)等四個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)構(gòu)成。通過智能生態(tài)平臺可以把四個環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)智能生態(tài)的目標(biāo)。其中，教學(xué)活動由教學(xué)方法、教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)備等組成，通過生態(tài)教學(xué)平臺，教學(xué)與學(xué)生之間，可以完成機(jī)電設(shè)備、汽車檢測與維修、計(jì)算機(jī)等專業(yè)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)的定制。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中，數(shù)字化資源發(fā)揮著重要的作用，平臺可以通過人工智能的深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)方式，構(gòu)建海量的數(shù)字化資源，為電子信息類專業(yè)教學(xué)提供豐富的教學(xué)資源。比如生動形象的視頻更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過人工智能手段可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)和諧生態(tài)教學(xué)目標(biāo)。

個性化是智能生態(tài)教學(xué)實(shí)現(xiàn)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于高職電子信息類專業(yè)學(xué)生素質(zhì)有高有低，在教學(xué)過程中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生個體差異提供個性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，包括學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、評價(jià)方式。隨著大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域中的推廣運(yùn)用，可通過大數(shù)據(jù)教育平臺構(gòu)建個性化的學(xué)生學(xué)習(xí)檔案，分析學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)行為及特點(diǎn)，針對不同的學(xué)生采用個性化的學(xué)習(xí)決策，實(shí)現(xiàn)生態(tài)化的教學(xué)目標(biāo)。

教學(xué)評價(jià)是評價(jià)教學(xué)過程是否有效的量化手段，因此，在智能生態(tài)教學(xué)的設(shè)計(jì)過程中，必須構(gòu)建動態(tài)的教學(xué)評價(jià)方式，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，通過QQ、微信、微博以及專用的APP小平臺實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的互動，及時反饋教學(xué)效果。與此同時，智能生態(tài)教學(xué)平臺具體大數(shù)據(jù)的分析模塊，通過數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)方式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，精準(zhǔn)描繪出學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力，為不同的學(xué)生進(jìn)行個性化建模，因材施教，充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性，提高教學(xué)水平。

總之，國內(nèi)外研究人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及高職院校教學(xué)生態(tài)改革的較多，對于二者的融合研究則較少。人工智能作為新事物，當(dāng)前學(xué)者關(guān)注的是如何構(gòu)建生態(tài)教學(xué)模式，但是很少將人工智能等現(xiàn)代信息化技術(shù)融入高職院校課堂生態(tài)教學(xué)改革中，而這是今后人工智能與學(xué)科發(fā)展的趨勢。本研究將人工智能、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到課堂教學(xué)中，提出構(gòu)建課堂生態(tài)的新路徑，為高職院校課堂教學(xué)生態(tài)模式的改革方案提出具體的對策，對高職院校人才培養(yǎng)模式構(gòu)建具有一定的創(chuàng)新意義。

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【基金項(xiàng)目】2019年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革重點(diǎn)研究項(xiàng)目“高職計(jì)算機(jī)類專業(yè)智能生態(tài)課堂教學(xué)模式的研究”（GXGZJG2019A027）;2019年柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題“人工智能背景下高職計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專業(yè)生態(tài)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐”（2019-A012）;2019年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“人工智能主導(dǎo)下高職資源庫建設(shè)模式創(chuàng)新研究與實(shí)踐”（GXGZJG2019B157）

【作者簡介】胡萬志（1981— ），男，廣西河池人，在職研究生，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù);馮文?。?981— ），男，廣西容縣人，碩士，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù);羅海波（1973— ），男，廣西柳州人，碩士，柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

（責(zé)編 何田田）