人工智能时代探究式教学方法在应用型本科人才培养的应用研究

2024-07-05宋燕燕

时代汽车 2024年11期

宋燕燕

摘要：随着人工智能技术的飞速发展，教育领域也面临着前所未有的挑战和机遇。探究式教学方法作为一种注重学生自主探究和实践的教学模式，在应用型本科人才培养中具有重要的意义。本文以人工智能时代为背景，以探究式教学方法为切入点，对其在应用型本科人才培养中的应用进行了深入研究和探讨，重点分析探究式教学方法主要途径及实现路径，旨在为教育教学实践提供理论支持和实践指导。

关键词：人工智能探究式教学应用型本科教学方法

1 引言

随着信息技术和人工智能技术的飞速发展，教育领域也面临着前所未有的变革和挑战。传统的教学模式下，教师以教为主，授课内容与社会实践之间存在距离，学生学习动力不足，缺乏创新实践能力[1]，无法满足当今社会对人才培养的需求，尤其是应用型本科人才的培养。在这样的背景下，探究式教学方法作为一种注重学生自主探究和实践的教学模式，受到了越来越多教育工作者的关注和重视。

刘健西[2]等对大学探究式课堂教学进行了实践与探索，以课堂教学为载体，从内涵、形式与评价等方面讨论大学探究式教学的模式。徐成涛[3]等提出在基于探究的学习环境中，使用课程小组合作评估方法作为一种可度量的工具，用于课程教学内容的设计。石昊[4]等以课程思政建设为改革创新的基础，重新构建了知识体系、教学环境、教学组织形式和评估体系。本研究旨在探讨人工智能时代探究式教学方法在应用型本科人才培养中的应用，以期为教育教学实践提供新的思路和方法。

2 人工智能时代背景下的教育变革

2.1 人工智能技术对教育的影响

人工智能技术的快速发展对教育领域产生了深远的影响。首先，人工智能技术为教育提供了更多个性化、定制化的学习方式[5]。通过分析学生的学习数据和行为模式，人工智能可以为每个学生量身定制学习计划，根据其学习风格、兴趣和能力水平提供个性化的教学内容和方法，从而更好地满足学生的学习需求。其次，人工智能技术为教师提供了更多的教学工具和资源。人工智能可以帮助教师分析学生的学习情况，提供教学建议，减轻教师的教学负担。还可以为教师提供更多的教学资源，如智能教学软件、虚拟实验室等，丰富了教学手段，提高了教学效果。此外，人工智能技术还可以为教育决策提供数据支持，帮助教育管理者更好地进行教学资源配置和学生管理[6]。

2.2 应用型本科人才培养的需求与挑战

在人工智能时代，应用型本科人才培养面临着新的需求和挑战。一方面，随着人工智能技术的广泛应用，社会对应用型人才的需求不断增加。这些人才需要具备扎实的专业知识和技能，能够适应快速变化的科技环境，具备创新能力和解决问题的能力。除了专业知识和技能，应用型人才还需要具备良好的沟通能力和团队合作能力，能够与其他领域的专业人才合作，共同解决复杂的实际问题。另一方面，传统的课堂教学模式难以满足人才培养的需求，教学内容也应更贴近实际应用，引入真实案例和项目，让学生在解决实际问题的过程中培养团队协作和创新精神。此外，教师的角色也需要转变，从传统的知识传授者转变为学生的指导者和引导者，鼓励学生自主探究和实践。

在人工智能时代的冲击下，只有通过围绕教学目的、教学内容、教学方法和教学环境等教学要素，打造知识与实践相结合的人工智能教学新模式，才能实现人与机器的智慧共融[7]。

3 探究式教学方法概述

探究式教学方法的理论基础主要源自建构主义学习理论和认知心理学。建构主义学习理论认为学习是通过主体自主建构知识的过程[8]。学生通过积极参与、探索和发现来建构对世界的理解，而知识的建构是一个个体化的过程，每个学生都会根据自己的经验、背景和认知结构来建构知识。这种理论强调了学生的主动性和自主性，认为学生在学习过程中应该扮演积极的角色，通过自己的努力和探索来建构知识。

另一方面，认知心理学研究人类的认知过程，强调了学习者通过积极参与和认知冲突来促进认知发展[9]。认知冲突是指学习者在面对新的信息或者对已有知识的挑战时，产生的认知不一致和矛盾，这种认知冲突能够激发学习者的思考和探索欲望，从而促进认知的发展和知识的建构。

探究式教学方法借鉴了建构主义学习理论和认知心理学的理论基础，强调学生在实践中通过探究和发现来建构知识。在探究式教学中，学生通过提出问题、开展实验、观察现象、总结规律等方式，积极参与到知识的建构过程中[10]。通过这种方式，学生不仅能够更深入地理解和掌握知识，还能够培养批判性思维、问题解决能力和创新能力。

4 探究式教学方法在应用型本科人才培养中的应用

以数字媒体技术专业为例探讨探究式教学方法的应用，数字媒体技术专业属计算机类专业，它涵盖了数字信息处理技术、计算机技术、数字通信和网络技术、媒体与艺术设计等知识领域，需要培养学生的创新能力、实践能力和综合运用能力，以适应数智时代对人才的需求。探究式教学方法有利于学生及时了解最新的技术发展动态，培养他们的自主学习和适应能力。因此，数字媒体技术专业可以通过引入探究式教学方法，促进学生的综合素质提升，为他们未来的职业发展奠定坚实的基础。

探究式教学方法途径主要有项目式教学、实验教学、问题驱动教学、研究性学习、案例教学和学科竞赛促教学等。

4.1 项目式教学

项目式教学可以帮助学生在实践中掌握技能、培养团队合作能力，并且更好地理解理论知识[11]。让学生围绕一个实际问题展开调研和设计，从需求分析到系统设计再到实际开发，全程参与并实践。学生可以在课程中进行多媒体设计项目，例如设计网页、APP界面、动画等。在项目中，学生需要运用在课堂上学到的设计理论和技术知识，结合实际需求，完成一个完整的设计作品。学生可以参与数字影视制作项目，学习视频拍摄、剪辑、特效制作等技能。通过实际的影视制作项目，学生可以深入了解数字媒体技术在影视制作中的应用，培养他们的创作能力和团队合作能力。近三年的寒假期间，数字媒体技术专业部分学生参与少儿春晚项目的前期及后期制作，扩大了学生的实操能力，提升了学生面向业内和社会的沟通能力、解决问题的能力。学生可以参与开发交互式媒体应用项目，例如游戏开发、虚拟现实应用开发等。在这些项目中，学生学习并应用编程、图形学、用户体验设计等知识，完成具有交互性的数字媒体应用。基于人工智能，学生可以利用自然语言处理技术生成创意内容，或者利用图像生成技术设计视觉元素。通过实际项目实践，学生可以深入了解人工智能技术在数字媒体领域的应用，提升自己的技术能力和解决问题的能力。

4.2 实验教学

实验教学帮助学生将理论知识转化为实际操作能力，加深对课程内容的理解，并培养学生的创新能力和问题解决能力[12]。通过图像处理实验，学生学习数字图像处理的基本原理和技术，包括图像采集、处理、压缩、分割等。通过实验操作，掌握图像处理软件的使用，了解不同图像处理算法的应用，从而加深对数字图像处理理论知识的理解。多媒体技术实验涉及音频、视频的采集、编辑、合成等方面，学生通过实验操作，学习多媒体技术的基本原理和技术，掌握多媒体处理软件的使用，了解多媒体技术在数字媒体制作中的应用。

4.3 问题驱动教学

在数字媒体技术专业课程中，问题驱动教学可以帮助学生更好地理解和应用所学知识，培养他们的实践能力和创新能力[13]。例如选择一个具体的数字媒体技术应用领域，如虚拟现实、增强现实等，然后提出相关的技术难题，鼓励学生自主探索解决方案，培养解决问题的能力。例如探讨数智时代数字媒体技术对传统媒体产业和文化产业的影响，提出相关问题，从而培养学生的批判性思维和跨学科思维能力。

4.4 研究性学习

研究性学习是一种重要的教学方法，可以帮助学生深入理解专业知识，培养他们的批判性思维、创新能力和解决问题的能力[14]。选择一个数字媒体技术领域的课题，进行深入调研和分析，并撰写研究报告或完成相关项目。例如，学生可以选择数字媒体内容创作、虚拟现实技术、数字媒体营销等方面的课题，进行研究性学习，提升他们的研究能力和专业素养。通过研究性学习，学生深入探讨数字媒体技术领域的前沿问题，教师在研究性学习中扮演指导者和促进者，通过提供相关资源、指导学生的研究方向和方法，帮助学生培养独立思考和解决问题的能力。

4.5 案例教学

案例教学帮助学生将理论知识与实际应用相结合，培养他们的解决问题和决策能力。选择一些数字媒体技术领域的成功案例，例如知名的数字媒体产品、营销活动、虚拟现实应用等，让学生进行案例分析。学生需要分析成功案例的背后原因，包括技术创新、用户体验设计、营销策略等方面，从中学习成功经验和教训。数字媒体技术涉及多个学科领域，还可以选择一些跨学科的案例，例如数字媒体与艺术的跨界应用、数字媒体与心理学的交叉研究等，让学生进行案例整合分析，培养跨学科思维能力。

4.6 学科竞赛促教

数字媒体技术专业学生每年都积极参加各类大赛，在“互联网+”和“挑战杯”大赛中，都取得过较好的校级名次。教研室组织学生参加赛事，从大赛的通知解读，到赛前的预审，再到网上申报等各个阶段，都对学生进行指导，并对作品进行审核提出改进意见。在2022及2023年参加的各类赛事中，有40余名学生取得了省级以上的各类等级名次，成效显著。

通过以上方式，探究式教学方法可以在数字媒体技术专业的实践环节中得到有效应用，帮助学生培养实际操作能力、解决问题的能力和创新思维。

5 总结

探究式教学方法在应用型本科人才培养中具有重要意义。通过实际的项目和科研实践，学生能够将所学的理论知识与实际应用相结合，提高解决问题的能力。同时，探究式教学也有助于培养学生的团队合作能力和创新意识，为其未来的职业发展打下良好的基础。

随着人工智能技术在各行各业的广泛应用，学生需要具备更多的实际操作技能和创新能力。因此，探究式教学将成为专业教育的重要组成部分，为学生提供更多的实践机会和创新平台。同时，探究式教学也需要与科研项目更加紧密地结合，促进学生的科研能力和创新能力的提升。总之，探究式教学方法在应用型本科人才培养中的未来发展趋势将更加注重学生的实践能力、创新能力和团队合作能力的培养，为学生的职业发展和社会需求提供更好的支持和保障。

基金项目：1.2023年南京传媒学院校级教学改革研究项目“人工智能时代探究式教学方法在应用型本科人才培养的应用研究”（项目编号：JG202324）;2.江苏省第六期“333人才”培养支持项目。

参考文献：

[1]邓欣倩.应用型本科高校课题式教学方法及考核方式改革[J].科教文汇（下旬刊），2021（18）：136-138.

[2]刘健西，林炜.大学探究式课堂教学的实践与探索：内涵、形式与评价[J].中国大学教学，2018（04）：30-33.

[3]徐成涛，徐培德，陈涛，等.课程小组合作评估在探究式课程教学中的应用[J].高等教育研究学报，2023，46（04）：110-114.

[4]石昊，王栋，余剑，等.基于项目的自主探究式教学模式研究与实践[J].电气电子教学学报，2023，45（06）：218-223.

[5]廖仲尼，张伟.人工智能+教育课堂教学改革新路径探索[J].创新创业理论研究与实践，2024，7（02）：54-56.

[6]郭娟.人工智能视域下高校教师教学力提升策略研究[D].南京：南京航空航天大学，2021.

[7]李芒，张华阳.人工智能时代大学教师教学的知行路线[J].重庆高教研究，2020，8（02）：25-34.

[8]温彭年，贾国英.建构主义理论与教学改革——建构主义学习理论综述[J].教育理论与实践，2002（05）：17-22.

[9]王光荣.发展心理学研究的两种范式——皮亚杰与维果茨基认知发展理论比较研究[J].华中师范大学学报（人文社会科学版），2014，53（05）：164-169.

[10]陈新亚.混合学习环境下高校课堂论证式教学研究[D].杭州：浙江大学，2023.