ChatGPT在高职课程智能网联汽车教学中的应用

摘 要：随着信息技术的快速发展，高职课程教学面临着新的挑战和机遇。文章深入探讨了ChatGPT-4在高职课程智能网联汽车教学中的应用，旨在提升教学效果和学生学习体验。在教学实践中，我们将ChatGPT-4引入课堂，探索其在解答学生问题、提供实时反馈和模拟实际场景方面的应用。我们关注教学过程中的互动性、个性化和实用性，以提高学生对智能网联汽车技术的理解和掌握。最后，通过实地实践和学生反馈，我们评估了ChatGPT-4在高职课程中的效果，并提出了进一步优化和发展的建议。本研究为将先进的自然语言处理技术引入高职教育领域提供了有益的经验和启示。

关键词：ChatGPT-4 智能网联汽车 高职教育

随着信息技术的快速发展，生成式人工智能语言大模型的发展对高职教育工作者提出了一系列新要求，这些要求涉及教学方法、内容创新以及教育技术的应用等方面，需要高职教育工作者不断学习和适应，以更好地引导学生进行学习和思考。

1 现阶段智能网联汽车教学中存在的问题

1.1 教学资源更新滞后

智能网联汽车技术发展日新月异，尤其是新能源汽车技术和车联网技术等新兴技术，教材和教学资源可能无法及时跟上最新的发展。导致学生对于课程的兴趣度下降，学习动力不足，学到的知识无法满足企业要求，就业困难。

1.2 跨学科教学难度

智能网联汽车涉及多个学科领域，包括计算机科学、电子工程、汽车工程等。要求高职教师具备跨学科的知识，在课程设置上不仅要科学规划各学科的教学顺序，还要考虑教师能力以及学生接受能力。

1.3 师资力量不足

智能网联汽车领域是一个相对新兴和多学科交叉的领域，需要专业人才具备跨学科的知识，这使得找到合适的专业师资变得更有挑战性。技术在智能网联汽车领域更新迅速，需要教职人员不断学习和保持对最新技术的了解。这可能使得一些高职院校的师资无法跟上技术的步伐。除此之外，智能网联汽车行业对高水平的专业人才的需求也很大，这导致一些有经验的专业人才更愿意在产业界从事实际应用和研发工作，而不是投身教育领域。

1.4 学生背景差异化严重、创新力培养不足

首先学生的背景差异较大，有些可能已经有相关知识，而有些可能是初学者。教学过程中需要灵活应对，确保每个学生都能理解并跟上教学进度。其次，教师在过往的教学过程中依然采用传统的讲授式课堂教学和示范式实操教学，学生在思维固化在传统知识框架中，但是针对智能网联汽车这种技术快速发展的行业，学生的独立思考能力和创新思维显得尤为重要，这就要求教师从教学策略、教法和教学资源等多方面改革提升学生学习积极性和创造力。

2 基于ChatGPT-4的教学设计

ChatGPT-4是一种强大的语言模型，是基于ChatGPT-3.5的最新一代人工智能语言大模型，具有更加强大的语言理解和生成能力，ChatGPT-4的应用场景非常广泛，可以用于各种自然语言处理任务，例如智能客服、机器翻译、文本分类、情感分析、知识图谱构建[1]等等。另外，ChatGPT-4还可以应用于人机对话、机器创作、虚拟助手等领域，所以将ChatGPT-4应用于高等职业教育具有重要的意义。

鉴于ChatGPT-4的技术优势，本文构建了以学生为本，ChatGPT-4赋能教师的人工智能教学助手式的教学模式。如图1所示，智能网联汽车课程设计图。首先，以学生为中心意味着注重学生的个体差异和学习风格。每位学生都是独特的，有着不同的学科兴趣、学术水平和学习习惯。通过个性化的教学方法，教师可以更好地满足学生的需求，激发他们的学习兴趣。而ChatGPT-4作为一种人工智能工具，能够为学生提供个性化的辅导和答疑，通过对话式交流更好地理解学生的问题和困惑，从而提供具有针对性的解答。

其次，教师与ChatGPT-4的联合教学将传统教学与技术创新相结合。教师在教学中发挥着引导、激发学生思考和培养创造力的重要作用。而ChatGPT-4则可以成为教学的助手，通过其丰富的知识和语言理解能力[2]，为学生提供更广泛、深入的信息。教师和ChatGPT-4相互协作，能够更好地满足学生的学科需求，促进更高层次的思维和学科能力的培养。

2.1 课前

课前教师通过前导课程得到学生画像，通过学生画像教师可以得到每位同学的学习特点、知识储备等信息，教师可以分析每位同学的学习情况并借助ChatGPT-4为每位同学量身定制课前任务，包括课前预习资料知识的宽度以及深度，课前测试题目的难易程度，以及课前导入任务的复杂度；学生在接收到教师发布的任务后首先根据自身的情况分析任务难易程度，独立思考分析并解决问题，如果自身现有知识储备无法达到解决问题的效果，可以借助ChatGPT-4协助找到解决问题的方法或者答案。学生根据得到的答案再去思考更为深刻的问题，再通过ChatGPT-4得到自己想要的答案，如此形成学习的良性循环，不但可以激发学生学习的主动性还可以培养学生主动思考的学习习惯。这样有针对性的任务下发以及学习可以解决传统预习效率低下的顽疾。

2.2 课中

课中教师首先总结了同学们完成课前老师发布的搜集智能小车自动驾驶的相关知识，同学们借助ChatGPT-4对于自动驾驶方面的知识搜集得较为全面，对于无人驾驶小车已经有了初步的认识，随后教师导入本节课程的任务，对比分析红外循迹无人驾驶小车和惯导无人驾驶循迹小车的区别。

2.2.1 ChatGPT助力问题初探

同学们根据老师发布的任务立即以小组形式展开讨论，借助ChatGPT-4快速精准地找到了红外循迹小车和惯导循迹小车的循迹原理如图2 ChatGPT-4红外循迹小车工作原理解答。

我们可以发现同学们借助ChatGPT-4快速找到了问题相关解答，答案极具针对性，同学们通过两者的原理可以快速分析出红外循迹和惯导循迹的异同，以往传统课堂教学同学们单一通过教材学习，传统教材存在教学内容过时，不能满足当代快速发展的智能网联汽车行业需求，缺乏互动性，课本是静态的，不能灵活地根据学生的需求进行调整，这可能导致学生的学习兴趣降低，难以保持积极主动的学习状态[3]。缺乏实践性，缺少跨学科内容等问题。与传统课堂教学相比我们可以发现，通过借助ChatGPT-4增强了同学们学习的互动性和参与感，保证同学们学到的知识是当下行业通用的智能网联汽车相关的技术，提高了课堂教学效率，最为重要的一点是实现了差异化教学，同学们分组讨论后，差异化问题可以单独通过ChatGPT-4进行一对一解答，共性问题教师可以进行统一讲解。

2.2.2 ChatGPT-4助力实践教学

通过课中学生的自主探究式学习已经对智能循迹小车的原理有了比较深入的理解，教师根据学生们的学习情况引入实践任务，根据知识学习由浅入深的逻辑，设计学生完成实现红外智能循迹小车的循迹功能。根据传统实践课程经验，尤其是遇到程序设计类实践课程时同学们往往具有畏难情绪，即便教师讲解示范后同样存在无从下手的情况，导致实训效果差，课堂教学效率低下的现象。

在课堂中引入ChatGPT-4后同学们可以自己先进行程序设计，如果程序设计存在错误，编译无法通过，可以借助ChatGPT-4进行程序检查，帮助学生查找程序的错误并且进行修改；与此同时，如果学生对于程序设计无从下手，也可借助ChatGPT-4生成一段红外循迹小车循迹的功能代码，在生成代码的基础上进行修改，下图是一位同学在课堂中生成的基于Arduino平台的红外智能循迹小车的循迹功能代码。

与传统程序设计实训课程相比，引入ChatGPT-4后同学们首先解决了无从下手、迈出第一步难的困境，并且可以快速地、有针对性地查缺补漏，提高实训效率，解决了以往一个教师无法在有限的课堂时间同时指导所有学生的困境，真正做到以学生为主的课堂。将以往学生只是机械地模仿教师操作的现状转变为学生的主动探究，独立完成[4]。由此可见，生成式人工智能语言大模型的引入对于高职院校课堂教学具有重要意义。

2.3 课后

根据课中同学们的学习情况，教师下发课后拓展任务，以本节课程为例，没有完成红外循迹的学生继续在课后发现问题解决问题，完成红外循迹的同学可以继续探索惯导循迹的实现。课后任务同样借助ChatGPT-4可以高效地帮助同学们解决问题。通过学生完成拓展任务的情况和之前传统课堂课后任务的完成情况对比发现同学们积极性明显提高，学习效果显著增强。与此同时，由于引入ChatGPT-4大大减少教师指导学生的工作量，教师得以根据学生课前、课中以及课后任务地完成情况进行逐一分析，从而对每位同学进行针对性地指导。

3 ChatGPT-4在高职教育中的挑战与展望

3.1 ChatGPT-4在高职教育中的挑战

3.1.1 学生对于ChatGPT的高依赖性

学生在面对复杂或困难的学科问题和学业压力下，ChatGPT-4提供了快速、便捷的答案和解决方案，使得学生能够在短时间内获取信息。他们更容易依赖ChatGPT-4以获取答案。这种即时性的反馈可能导致学生更愿意依赖ChatGPT-4而不是进行深入思考或独立研究。

针对这种情况学校可以开展相关的教育活动，提高学生对人工智能工具的认识和理解，包括ChatGPT-4的局限性和适用范围。通过教育，帮助学生意识到ChatGPT-4只是一个辅助工具，而非取代自主学习和思考的替代品。鼓励学生主动思考问题，提倡独立学习和解决问题的能力。

3.1.2 数据安全以及隐私保护

学生在利用ChatGPT-4进行学习的过程中会涉及个人信息和敏感信息的输入，那么我们平时会提醒学生在使用时做匿名化处理、进行敏感数据加密处理等措施保护数据不轻易泄露[5]。同时我们在应用ChatGPT-4生成的内容时知识产权等法律问题，注意遵守网络道德规范。

3.1.3 知识的准确性

ChatGPT-4是基于网络海量资源进行训练的生成式人工智能模型，网络资源包罗万象同时也有大量的误导性信息，所以在日常的教育教学活动过程中也要时刻注意培养学生的批判性思维，从而才有分辨有效信息的能力。

3.2 ChatGPT-4在高职教育中的展望

3.2.1 构建ChatGPT-4教学秘书

ChatGPT-4是OpenAI公司的最新一代生成式人工智能大模型，其主要特点就是对外部应用开放了接口，这就意味着ChatGPT-4可以集成到我们日常生活中常用到的APP中，同样也可以集成应用到我们教学常用的学习通以及智慧职教等APP中，可以借助其强大的内容生成能力，收集学生的学习特点、知识储备情况以及兴趣爱好，可以针对性地生成学习资料，发布作业，发布测试，在完成基本辅助教学的基础上可以完成一对一、个性化、定制化的教学功能。

3.2.2 构建ChatGPT-4学生学习伴侣

利用ChatGPT-4的自然语言处理能力，学习伴侣可以分析学生的学科兴趣、学习风格和弱点，并提供个性化的学习建议[6]。这可以包括推荐阅读材料、练习题目，以及定制的学习计划。学生在学习过程中遇到问题时，学习伴侣可以提供即时的问题解答。ChatGPT-4可以通过解释概念、提供示例和引导学生思考的方式来帮助学生理解难点。ChatGPT-4可以整合多模态学习资源，如视频、图像和音频，以更全面地支持学生的学习体验。由此可见构建ChatGPT-4学习伴侣对于学生个人发展具有重要意义。

4 结语

本文主要介绍了现阶段高职教育智能网联汽车专业面临的困境，由此引入基于ChatGPT-4为代表的人工智能生成式语言大模型在智能网联汽车专业从课程设计到课程实施的实践探索过程，可以发现课堂学习效果和课堂学习效率都有明显提升，并在此基础上也发现了引入新技术所面临的安全和知识准确性的挑战，并且还提出了构建教学秘书以及学生学习伴侣的美好愿景，对于高职教育为学生提供对接产业最新的技术以及提供个性化教学和实践具有重要意义。

参考文献：

[1]朱晓虹.ChatGPT智能时代的大学生数字素养：框架、价值与提升路径[J].红河学院学报，2024，22（01）：74-77.

[2]毕天良，马凤强.ChatGPT类智能工具对我国高等教育的冲击及其应对[J].教育理论与实践，2024，44（03）：3-8.

[3]舒莲卿，杜辉.ChatGPT在课程教学中的应用初探——以Python程序设计为例[J].中国现代教育装备，2024（01）：9-12.

[4]孙洪迪，贾民政，杨民峰.基于ChatGPT的课程学习助手系统的设计与实现[J].北京工业职业技术学院学报，2024，23（01）：17-22.

[5]左玉娇.“互联网+”环境下职业院校新能源汽车专业教学策略研究[J].汽车测试报告，2023（19）：122-124.

[6]王佑镁，王海洁，王旦，等.ChatGPT赋能职业教育数字化转型的多重角色与实践路径[J].电化教育研究，2024，45（01）：76-83.