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数字化转型视阈下人工智能赋能计算机专业教学改革研究

拜亚萌
  
大鑫媒体号
2024年54期
焦作大学信息工程学院 河南省焦作市 454000

摘 要:在数字化转型的时代背景下,人工智能正在深刻影响和重塑计算机专业的教学内容、教学模式和实践环节。本文在阐述数字化转型内涵与特征的基础上,分析了人工智能赋能计算机专业教学改革面临的要求,剖析了当前教学改革中存在不足问题,并探索改革路径。

关键词:数字化转型;人工智能;计算机专业;教学改革

数字化浪潮正在重塑社会的方方面面,推动传统行业加速向智能化、网络化、平台化转型。在这一背景下,作为信息技术领域的核心学科,计算机专业需顺应数字化转型趋势,借助人工智能等新兴技术推进教学变革,培养适应数字经济发展需要的复合型人才。

一、数字化转型的内涵及其特征

(一)数字化转型的内涵

数字化转型是指传统企业运用大数据、人工智能、云计算、区块链等数字技术,对生产、管理、营销等环节进行全方位、全链条、全过程的改造,实现业务流程再造、商业模式创新和组织变革,构建基于海量数据的智能化运营体系。从本质上看,数字化转型是一场从传统发展模式向数字驱动发展模式的全面变革,涉及技术、业务、管理、文化等诸多层面。

(二)数字化转型的特征

大数据是数字化转型的核心驱动力,海量数据的采集、存储、分析和应用助推企业实现精准管理和科学决策;人工智能、机器学习等智能技术的发展应用,使得许多复杂任务实现自动化和智能化,极大提升了生产和服务效率;数字化转型促进产业链各环节资源整合和价值重构,基于平台的生态化协同成为新的竞争优势;数字技术与传统行业深度融合,催生出智慧工厂、智慧医疗、智慧交通等一系列新业态新模式。

二、数字化转型视阈下人工智能赋能计算机专业教学改革的要求

(一)重塑教学内容体系,构建“AI+计算机”特色课程

人工智能正加速渗透到计算机科学的各个分支领域。在此背景下,计算机专业教学需要加强人工智能相关理论、方法和技术的引入,重构教学内容体系。一方面,要将机器学习、深度学习、知识图谱等前沿AI技术纳入专业基础课,开设人工智能导论、Python语言等新兴课程;另一方面,要将人工智能方法融入数据结构、算法设计、数据库等传统课程教学,实现“AI+X”复合型课程的创新构建。

(二)创新教学模式与方法,深度融合智能教学元素

教师应积极利用智适应学习、智能助教、虚拟现实等智能化教学手段,实现教与学方式的变革。例如,开发基于知识图谱和认知诊断的智适应学习系统,根据学生的学情实时推送个性化学习资源;应用自然语言处理、智能对话等技术,构建智能助教系统,为学生提供个性化的答疑指导服务;利用VR/AR技术创设沉浸式的教学场景,增强学生的参与感和获得感[3]。

(三)优化实践教学环节,提升人工智能应用能力

计算机专业要加强实践教学环节建设,搭建人工智能创新实践平台。一是要加大实验实训室等硬件设施投入,配置人工智能教学所需的GPU工作站、机器人等设备;二是整合优质教学资源,建设在线开放课程、虚拟仿真实验等,为学生提供丰富的实践学习资源;三是拓展校企合作渠道,联合行业龙头企业共建人工智能联合实验室,开展产学研用协同育人,让学生参与真实项目的开发与应用,提升实践创新能力[2]。

三、数字化转型视阈下人工智能赋能计算机专业教学改革存在的问题

(一)教师的人工智能教学能力有待提升

目前,不少计算机专业教师缺乏系统的人工智能理论学习和实践锻炼,对机器学习、自然语言处理、计算机视觉等前沿技术领域的认知和把握不够,教学内容更新不及时,实践动手能力不强。部分教师对智慧教学、智能助教等信息化教学手段的应用流于形式,缺乏深度融合的教学设计,难以适应智能时代教学范式的创新变革需求。

(二)智能教学资源与平台建设相对滞后

虽然国家和各高校大力推进智慧教育和在线教育,但面向人工智能教学的专业化资源与平台建设还比较滞后。目前开发的人工智能在线课程多以通识教育为主,缺乏计算机专业所需的系统性、实践性课程资源。虚拟现实、增强现实等沉浸式教学工具应用相对较少。

(三)人工智能实践教学体系尚不健全

目前许多院校的人工智能实践教学环节不够完善,实验实训条件建设滞后,缺乏系统化的实践教学方案设计。校企合作的广度和深度有待加强,真实项目驱动的实践教学机会较少,学生参与科研和竞赛的氛围不够浓厚,实践创新能力培养的机制和政策保障待健全[3]。

四、数字化转型视阈下人工智能赋能计算机专业教学改革的路径

(一)加强教师人工智能教学能力培养

一要制定教师信息化教学能力标准,将人工智能理论学习和实践应用纳入教师继续教育和新教师岗前培训的必修内容,提升教师对人工智能前沿技术发展的认知水平。二要鼓励教师成立人工智能教学研究共同体,定期组织教学研讨、经验分享和课题合作,促进优秀教学实践的交流与推广。支持教师参加国内外学术会议,了解人工智能教育教学的前沿动态。三要将教师开展人工智能教学的成效纳入绩效考核和职称评聘标准,设立人工智能教学研究专项基金,激发教师投身教学改革的内生动力。

(二)加快智能教学资源与平台建设

一要面向计算机专业人才培养需求,联合行业企业,开发基于典型应用场景的人工智能案例库、实训项目库和微课程资源,为师生智能化教学和自主学习提供支持。二要依托大数据、虚拟现实、区块链等新技术,建设集教学管理、资源使用、过程监测、学习分析于一体的智慧教学平台,开发沉浸式教学工具软件,提供个性化、精准化的教与学服务。三要利用人工智能技术,对各类教学数据进行采集、挖掘与分析,建立客观、动态的教师教学质量评价和学生学习效果评估机制,形成数据驱动的教学管理闭环。

(三)完善人工智能实践教学体系

一要制定全面的人工智能实践教学方案,科学设置实验实训项目,开发项目式、案例式、情境式等多样化实践教学内容,并将其纳入人才培养方案和教学质量评价体系。二要加大经费投入,建设功能完善、资源丰富的人工智能实训基地、创新实验室和虚拟仿真中心,为学生提供前沿技术体验和动手实践的机会。整合利用各类竞赛和科研项目,搭建学生创新实践的舞台。三要主动对接人工智能行业龙头和创新型企业,共建联合实验室、实习实训基地和协同创新中心,探索“AI+X”复合型人才培养模式。引导学生参与教师科研项目和企业真实项目开发,提升解决实际问题的能力。

结语

数字化转型为计算机专业教育教学变革带来重大机遇和挑战。要顺应时代发展需求,主动融入人工智能,加快推进教学内容、教学模式和实践环节的创新重构,培养具备扎实理论基础、过硬实践技能和创新应用能力的新时代计算机人才。

参考文献

[1]李明之, 陈沫. ““大语文””理念下高职院校语文课程改革路径研究[J]. 职业技术教育, 2024, 45 (23): 42-45.

[2]苏旭东. 数智时代的““人师””与““机师””协同教学[J]. 开放教育研究, 2024, 30 (04): 46-52.

[3]邓强, 宣继涛. 地方院校计算机专业课程思政教学改革研究[J]. 中国果树, 2023, (03): 156.

作者简介:拜亚萌,男,回族,1981.10,河南焦作人,硕士,焦作大学信息工程学院副教授,研究方向:网络安全

【基金课题】2025年度河南省高校人文社会科学研究一般项目《人工智能赋能职业教育数字化转型实践路径研究》(2025-ZZJH-082)

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