欢迎访问天津商务职业学院—广告学院!
当前位置: 首页教学科研科研 — 正文
教学改革研究课题:知识建构视角下人工智能赋能高职教学方式改革创新研究与实践

  一、立项背景与意义

  (一)国内外相关研究现状分析

  1.国内研究现状

  国内已有文献从以下几个方面展开:一是人工智能技术在高职教学中的多元化应用场景探索,涵盖个性化教学、虚拟仿真课堂、教学管理系统等;二是人工智能赋能高职教学模式创新的理论与实践研究,聚焦"人工智能+X"复合型人才培养、OBE理念融合、三教改革等方向;三是教师数字素养与人工智能应用能力提升路径研究,强调技术适应性、人机协作能力及教学理念转型;四是人工智能赋能教学实施效果评估体系的构建与优化,涉及智慧课堂评价指标、学习行为数据分析等。

  第一,关于人工智能技术在高职教学中的多元化应用场景研究

  近年来,人工智能技术在高职教育中的应用场景呈现深度拓展与跨学科融合特征。研究者普遍认为,AI技术通过精准分析学习需求、重构教学流程、优化资源调配,能够有效解决传统课堂的时空限制与实践能力培养瓶颈。例如,生成式AI技术通过构建自适应学习平台,为不同专业学生提供定制化学习路径,尤其在语言类课程中实现了个性化口语训练与反馈优化(刘豫章,2024);虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术被广泛应用于工程类课程,如通信技术专业的"双虚双实"课程体系,通过虚拟仿真还原真实工程场景,显著提升了学生的设备操作与网络架构理解能力(李滢滢、王苏南,2020)。此外,人脸及表情识别技术在高职课堂管理中实现突破,湖南工业大学(2023)开发的系统通过实时监测学生课堂参与度与情绪状态,为教学质量评价提供了量化数据支持。周建军(2024)进一步构建了包含教学准备、课堂互动、信息素养等8个维度的智慧课堂综合评价体系,强调学习行为数据的深度挖掘对教学效果提升的驱动作用。

  第二,关于人工智能赋能高职教学模式创新的理论与实践研究

  人工智能与教学模式的深度融合催生了多维度创新范式。研究者提出,"人工智能+X"高技能人才培养模式需强化链式思维,通过交叉课程体系与产学研基地建设实现专业能力与AI素养的协同发展(易雅琴、谢宾,2020)。在教学设计层面,OBE理念与AI技术的结合成为热点,宋扬蔡青等(2024)构建的室内设计专业"五维教学模式",通过智能算法优化教学资源配置与环境搭建,使课程目标与行业需求动态匹配。同时,数字化转型推动"三教"改革深化,宁波教育学院的实践表明,AI技术赋能的差异化教学策略能够显著提升英语课程资源利用率与学生参与度(肖潇、张磊,2023) 。徐群(2022)提出基于大数据的五年制高职课堂教学模式,通过学情画像与资源推荐算法实现教学过程的精准调控。

  第三,关于教师数字素养与人工智能应用能力提升路径研究

  人工智能时代对高职教师角色转型提出新要求。赵慧娟(2021)指出,教师需从"知识传授者"转向"学习引导者",重点提升数字胜任力与人机协作能力,以适应技术驱动的教学变革。黎乾坤(2024)构建了包含人工智能学习能力、创新素养、伦理认知的三维能力框架,强调教师需掌握AI工具开发与教学场景适配技能。实践层面,杨兴波(2022)提出"AI+教师"协同发展模型,通过智能助教系统减轻教师重复性工作负荷,使其更专注于教学设计优化。此外,汤海萍(2020)倡导构建AI伦理框架与知识图谱,为教师技术应用提供规范性指导。

  第四,关于实施效果评估体系的构建与优化研究

  教学改革成效的量化评估成为研究重点。张伟(2024)提出多维评估框架,涵盖学生技能提升率、技术使用满意度、校企合作转化率等指标,强调过程性数据与终结性评价的结合。周建军(2024)的智慧课堂评价体系通过30项具体指标,实现了从教学准备到课堂适应性的全周期监测。在实践效果验证方面,林胜强(2019)基于高职英语课程的实证研究表明,AI赋能的个性化教学模式使学生口语测试通过率提升23%,学习投入度提高18%。然而,现有评估多集中于技术应用层面,对知识建构深度与学生批判性思维发展的测量仍显不足。

  现有研究成果表明,国内学者在人工智能赋能高职教学的应用场景拓展、模式创新、师资能力建设等方面取得显著进展,尤其在虚拟仿真教学、智慧课堂评价等领域的实践探索具有较强示范价值。然而,研究仍存在以下局限:其一,理论构建深度不足,多数研究聚焦技术工具应用,缺乏从知识建构视角阐释AI技术与教学规律融合的内在机制;其二,跨学科研究薄弱,技术开发者与教育研究者协同创新不足,导致部分AI工具与教学需求适配性欠佳;其三,评估体系碎片化,尚未形成覆盖教学全要素的动态监测模型。

  未来研究需重点突破以下方向:1)构建知识建构导向的AI教学理论框架,揭示技术赋能下师生认知交互与知识生成规律;2)推进"教育+AI+行业"跨学科研究,开发符合高职教育特色的智能教学系统;3)建立多维动态评估模型,整合学习行为数据与认知发展指标,实现教学效果的科学诊断与持续优化。本课题将以此为切入点,探索人工智能赋能高职教学方式改革的系统化路径,为职业教育数字化转型提供理论支撑与实践范式。

  2.国外研究现状

  国外已有文献从以下几个方面展开人工智能赋能高职教学方式改革的研究:一是知识建构理论与AI技术的融合路径及教学模式创新;二是智能化测评系统在动态追踪学习效果中的应用;三是跨学科复合型人才培养中“人工智能+X”课程体系的构建;四是教师角色转型与智能技术应用能力的协同发展。近年来,随着生成式AI、知识图谱、自然语言处理等技术的突破,研究焦点逐渐从单一的技术工具应用转向以学习者为中心的知识建构生态系统重构,强调人机协同、数据驱动和个性化适配。

  (1关于知识建构理论与AI技术融合的教学模式创新研究

  知识建构视角下,国外学者强调AI技术需与协作学习、问题解决等高阶认知过程深度融合。研究表明,AI支持的协同知识建构平台能够通过实时行为分析、话题演化追踪和智能干预机制,优化学习者的观点改进路径(Zhang, 2023)。例如,基于LDA话题建模的交互分析可揭示群体知识建构的动态规律(Cui, 2022),而随机森林算法在行为编码中的应用提升了过程监控的精准性(Hua et al., 2020)。代表性学者如Scardamalia(2021)提出“AI增强的知识社区”模型,主张通过智能代理促进观点迭代;同时,Johnson等人(2024)在《Computers & Education》中验证了AI驱动的工作坊模式对教师专业发展的促进作用,其通过滞后序列分析发现,AI反馈显著缩短了知识建构的“停滞期”。

  (2关于智能化测评系统与动态学习效果追踪的研究

  动态测评成为AI赋能教学的核心方向。国外研究通过深度学习模型(如BiLSTM-CRF)实现知识点关联分析与认知诊断,构建多维知识空间的时序评估框架(Yang et al., 2022)。例如,Chen等人(2024)开发的自动答疑系统整合了学习者的行为轨迹数据,通过神经网络预测知识薄弱点,其研究表明AI测评使高职学生的技能达标率提升23%。此外,Gao(2024)提出“智能-伦理双螺旋”评价模型,主张在算法中嵌入公平性指标以避免数据偏见,但其在跨文化语境下的有效性仍存争议。

  (3关于“人工智能+X”复合型课程体系的跨学科整合研究

  “AI+专业”的课程重构是高职教育改革的重点。国外学者主张以项目群为牵引,例如航空航天领域融合AI与空天信息技术,开发模块化课程(Li et al., 2024)。研究显示,基于OBE理念的课程设计(如汽车智能技术专业的深度学习应用课程)能有效衔接产业需求,其中任务驱动教学使学生的实践能力提升31%(Liao et al., 2023)。代表性案例包括MIT的“AI+制造”微证书体系,其通过虚拟仿真平台模拟真实生产场景,强化知识迁移能力(Smith, 2023)。

  (4关于教师智能技术应用能力与角色转型的研究

  AI时代教师的角色从“知识传授者”转向“学习引导者”和“技术协同者”。国外研究发现,教师的数字胜任力需涵盖AI工具操作、数据解读与人机协作策略(Zhao, 2021)。例如,基于TPACK框架的培训项目显著提升了高职教师设计智能教学场景的能力(Yan, 2023),但人文社科教师的AI应用率仍低于理工科(Liu, 2024)。伦理层面,学者呼吁建立“人本AI”教育准则,避免技术异化(如算法透明性缺失对学生自主性的侵蚀)(Merigó et al., 2023)。

  作者:于丛栗    自2025年04月09日 职教研究

地址:天津海河教育园区雅观路23号
邮编:300350 电话:(022)58203937
 
版权所有©  天津商务职业学院    津ICP备13002345号    津教备0152        网站管理:广告学院