新文科背景下人工智能赋能大学计算机课程教学改革与实践

关键词：新文科；人工智能；大学计算机课程；教学改革；多维立体科学化评价

0 引言

随着人工智能（AI） 、大数据、区块链等新兴技术的快速发展和广泛应用，社会数字化进程加快，人类正在迈向智能时代。以互联网产业化、工业智能化、工业一体化为代表的第四次工业革命浪潮，对高等教育提出了新的挑战[1]。在这个背景下，教育部启动了“新文科”建设，以顺应新科技革命和产业变革的大趋势，促进人文社会科学与科技的深度融合，致力于实现传统文化的创造性转化和创新性发展[2]。新文科建设是一种积极探索高等教育强国之路的战略，其核心在于突破传统文科的思维模式，通过继承与创新、交叉与融合、协同与共享等方式，深度融合人文社会科学与新一轮科技革命，推动高等教育的全面发展[3]。目前，大学计算机课程已经在我国各类高等院校中成为大学生必修的基础课程。然而，传统的大学计算机课程多以理论知识讲授为主，实践环节相对薄弱，难以满足新文科建设背景下对学生创新能力和跨学科能力的培养需求[4]。因此，大学计算机课程如何结合新文科建设背景下对创新型、跨学科能力的需求，着力培养具备计算思维、创新能力和实践能力的复合型人才，如何将人工智能技术融入大学计算机教学，构建符合新文科建设需求的课程体系，成为亟待解决的问题。本文以大学计算机课程为例，在课程教学中以人工智能技术的应用为切入点，采用创新式教学方法进行探索。本文旨在探讨如何利用人工智能技术改革大学计算机课程教学，以培养适应新时代需求的复合型人才。

1 大学计算机课程的教学现状

大学计算机课程已成为我国高校非计算机专业学生的必修课。大学计算机课程在培养学生的计算思维能力和技术技能方面发挥着重要作用[5]。然而，随着社会的发展和科技的进步，特别是新文科建设的推进，现有的大学计算机课程在内容设置、教学方法、实践环节和考核方式等方面暴露出一些不足，难以满足新时代对高素质、创新型人才的培养需求。

1.1 教学内容有待改进

大学计算机课程的内容设置通常包括计算机基本概念、Office办公软件、Windows操作系统、多媒体技术与应用、计算机网络和Python语言程序设计等。这些课程内容覆盖了计算机科学的基本理论和相关技术，培养学生的计算机基础知识和技能。随着科学技术的迅猛发展和新文科理念的提出，传统的大学计算机课程内容已显得较为单一和陈旧，难以满足学生对前沿技术和跨学科知识的需求。人工智能、大数据、区块链等前沿技术在大学计算机课程中几乎没有涉及，学生难以接触到最新的技术发展和应用[6]。传统的大学计算机课程主要集中在计算机科学领域，忽视了计算机技术在社会科学、人文艺术等领域的应用，难以培养学生的跨学科思维和综合能力。

1.2 教学方法有待创新

传统的大学计算机课程主要采用教师讲授、学生听讲的方式。这种教学模式具有一定的优势，如教师可以系统地传授知识，学生可以集中精力听讲，但也存在明显的不足，教学模式单一，学生参与度低。在传统的讲授式教学中，教师是课堂的主导者，学生处于被动接受知识的地位，这种单向的知识传输方式，难以激发学生的学习兴趣和主动性，学生的参与度和互动性较低，学习效果不理想。其次，传统的教学方法缺乏个性化教学，难以满足不同学生的需求，通常是“一刀切”，忽视了学生的个体差异。不同专业的学生在学习基础、学习能力和兴趣爱好上存在差异，传统的教学方法难以根据学生的不同需求进行个性化教学，导致部分学生学习困难，还有部分学生觉得课程内容过于简单，影响了整体教学效果[7]。此外，实验教学实践环节薄弱，学生在理论学习后，缺乏动手实践的机会，难以将所学知识应用于实际问题的解决，影响了其实际操作能力和创新能力的培养。

1.3 实验教学有待加强

实验教学是大学计算机课程的重要组成部分，是培养大学生动手能力和解决实际问题能力的重要途径。然而，当前大学计算机课程的实验教学环节存在一些问题。首先，实验教学内容单一，形式单调，缺乏多样性和创新性。一些实验课程仅仅是对课堂理论知识的验证，缺乏实际真实场景的设计，学生在实践中难以获得实践能力的提升。其次，实验教学资源不足，设备老旧，难以满足学生的实践需求，学生在实验中难以体验到最新的技术和工具，影响了实验教学效果。此外，实验教学指导不足，教师负担重，实验教学需要教师进行指导和监督，一些实验课的实践设计，教师需要同时指导多个学生或小组，难以兼顾每个学生的需求，导致学生在实验中遇到问题无法及时解决，影响了实验教学效果。

1.4 考核评价体系有待完善

评价体系是衡量学生学习效果和教学质量的重要手段，当前大学计算机课程的评价体系存在一些不足。首先表现在评价方式单一，过于注重理论知识的考核，主要以考试和作业为主，忽视了实践能力和创新能力的评价。其次，评价标准不统一，缺乏科学性和公正性。不同教师在课程评价标准上存在差异，主要依靠教师的主观判断，缺乏量化的评价指标，影响了评价结果的公正性和可信度。考核评价过程缺乏反馈机制，难以改进教学[8]。考核评价不仅是对学生学习效果的考核，也是改进教学的重要手段，考核评价体系缺少对教师的反馈和指导，难以通过评价改进教学，提高教学质量。

2 人工智能赋能大学计算机课程教学改革与实践

2.1 构建人工智能和新文科理念交叉的大学计算机课程

人工智能（AI） 技术迅猛发展，以生成式人工智能技术为代表的创新，如ChatGPT、文心一言、讯飞星火等人工智能大模型迅速崛起。辽宁大学创新创业学院面向全校文科专业开设大学计算机课程。这门课程分为大学一年级第一学期的大学计算机应用基础和第二学期的Python语言程序设计两个部分，系统学习计算机基础知识和编程训练，培养学生的计算意识和计算思维能力。

大学计算机应用基础课程通过计算机基础知识的学习和办公软件的使用，启发学生的计算思维能力和应用能力。这门课程不仅让学生了解计算机系统的基本组成和操作，还通过实际操作，使学生掌握如何高效地使用办公软件进行文档处理、数据分析和演示文稿制作。通过这些基础性的知识和技能，学生能够形成对计算技术的初步理解和应用能力，为后续更深入地学习打下坚实的基础。Python语言程序设计课程作为大学计算机应用基础的后续课程，实现了从计算思维到编程应用的过渡。Python语言以其简洁易学、功能强大的特点成为入门编程的首选语言。在这门课程中，学生不仅学习Python语言的基本语法和编程方法，还通过具体的编程案例，掌握如何将计算思维应用到实际问题的解决中。通过对Python语法的学习，学生能够理解编程的核心理念，培养逻辑思维和问题解决能力。

依托于辽宁大学文科综合实验中心，大学计算机课程可以有效地融合人工智能技术和新文科理念，培养适应新时代需求的创新人才。在课程设计中，将人工智能技术融入教学过程。在大学计算机应用基础课程教学中，向学生传授人工智能技术的原理和人工智能工具的正确使用方法。通过具体案例，学生可以学习如何利用人工智能工具进行数据分析、文本处理等，获得高质量的计算结果，从而提高使用人工智能工具的有效性和可靠性。在Python语言程序设计课程中，教学内容更进一步，向学生教授结合最新的人工智能技术，使用讯飞星火等人工智能工具，利用AI 辅助Python语言程序设计编程的基本原理和方法。通过实际编程案例，学生能够了解如何使用AI工具辅助Python程序设计，验证人工智能工具的输出结果，识别可能存在的偏差或错误，避免人工智能工具出现幻觉现象。通过这样的课程设计，学生不仅掌握了人工智能技术的基本操作，还能够理解和应用这些人工智能技术，提升学生的技术能力和创新思维。

优化后的大学计算机课程还将人工智能技术创新性应用在新文科领域，这种跨学科的教学方法，使文科类学生不仅可以掌握人工智能技术，还能理解其在人文社会科学中的应用。这种教学模式的创新，提高了文科类学生的技术能力和创新思维。

2.2 创新大学计算机课程的教学方法与实践

课程采用案例式教学、翻转课堂和混合式教学等多种方式，引导学生主动参与学习，提升实践能力和创新思维。

（1） 采用案例式的教学方法，让学生在实际案例中应用人工智能技术解决新文科领域的问题。在讲授计算机基础知识时，教师可以引导学生使用人工智能工具分析处理实际的社会科学数据，在文心一言平台使用人工智能自然语言处理技术来分析提交的文献资料，也可以使用人工智能技术辅助学生进行Python语言程序设计。通过案例式教学，学生不仅能够理解理论知识，还能在实际应用中锻炼动手能力和解决实际问题的能力，培养学生的学习兴趣，帮助学生将理论知识应用到实际情境中，提高学生的综合素质。

（2） 利用翻转课堂的教学模式，让学生在课前自主学习课程内容，课堂时间主要用于讨论、案例分析和实践操作。翻转课堂模式要求学生在课前通过MOOC 平台观看教学视频、阅读教材和完成预习任务，初步掌握课程内容。在课堂上，教师组织学生进行深入的讨论和案例分析，解答学生的问题，并通过实际操作帮助学生巩固知识。通过翻转课堂的教学方式，有效利用了课堂时间，培养了学生的自主学习能力，提高了学生在课堂上的参与度和互动性。

（3） 探索线上教学与线下教学的混合式教学方法。通过雨课堂等在线平台，教师可以进行在线讲解课程内容、解答学生问题和提供学习建议，学生可以在线预习课程内容、完成课后作业、在线参与讨论、互动交流和反馈学习情况，确保教学活动的互动性和参与性，而在线下课堂中进行更为深入的探讨和实践操作。教师可以利用线上教学活动的灵活性和便利性，结合线下教学活动的正式性、严肃性和规范性，能够全面、严谨地开展教学，全面了解学生的学习水平。

教学过程中，坚持以学生为中心、教师为指导的多样化教学方法。学生通过自主探究、发现学习等方式，主动参与学习过程，提高学习兴趣和积极性。教师在这一过程中扮演的是指导者的角色，提供学习资源、建议和支持，帮助学生解决学习中的问题。以学生为中心的教学模式，不仅提高了学生的学习兴趣和积极性，还培养了学生的自主学习能力和解决实际问题的能力。

2.3 构建多维立体科学化评价体系，全面评估学生学习成果

教学评价是衡量教学效果、反馈教学信息、改进教学方法的关键手段。为了全面评价学生的学习效果，大学计算机课程教学改革需要构建多维立体科学化的评价模式。这种多维立体科学化的评价模式，不仅能够全面反映学生的知识掌握情况、学习水平和学习态度，还能为教师提供准确的教学反馈，促进教学方法的不断改进和优化。

（1） 结合形成性评价与完成性评价，通过多次随堂测验、综合作业和课堂表现情况，持续评估学生的学习进展。形成性评价是一种在教学过程中进行的评价，通过持续的反馈和调整，提高学生的学习效果。形成性评价成绩以大学计算机课程出勤和课堂表现、随堂Excel数据分析测验、Word综合作业成绩等形式组成。课堂表现成绩主要包括学生发言和课堂互动成绩。教师能够及时发现学生在学习过程中遇到的问题和困难，并通过调整教学策略来帮助学生解决这些问题。完成性评价通过期末的上机考试，考查学生的计算机基础知识、Office上机操作和程序设计内容，考核学生的计算机操作能力和程序设计能力。

（2） 结合标准化考试与非标准化考试，全面评估学生的知识掌握情况和实践能力。标准化考试是一种客观评价学生知识掌握情况的方法，能够有效地衡量学生对课程内容的理解和记忆。非标准化考试如实验报告、综合作业等，能够评估学生的实践能力和创新思维。通过给学生布置Python 语言程序设计turtle绘图综合作业，使用turtle库函数和Python结构化程序设计函数绘制创意图形作品，并利用讯飞星火等人工智能工具辅助Python程序设计，从需求分析、设计、编码、测试和演示，全面考核学生的编程能力和实际操作能力。

（3） 结合线上考查与线下考试，确保评价的科学性、全面性和公平性。线上考查可以通过雨课堂在线测试、互动问答等形式，实时了解学生的学习情况，优势在于灵活性和即时反馈，可以让学生在任何时间、任何地点进行测试，教师也能够快速获取学生的测试结果并进行分析。Python语言程序设计可以使用雨课堂试卷功能制作填空题和选择题，考查学生的Python语法知识。线下考试可以通过上机考试方式，全面评估学生的知识掌握情况和计算机操作技能，强调考试的正式性和严肃性，确保学生在考试过程中独立思考，全面展示真实水平。通过将线上考查和线下考试相结合，能够充分利用两者的优势，提高评价的灵活性和多样性，同时确保评价结果的客观性和公正性。

构建多维立体科学化的评价模式，从多角度、多维度对学生进行评价，可以全面、科学、公正地反映学生的学习效果，为教师提供准确的教学反馈，支持教学方法的不断改进和优化。通过这种评价模式，教师可以全面了解学生的学习情况，发现存在的问题和不足，及时进行教学改进。通过不断完善和优化教学评价体系，大学计算机课程的教学改革将会不断深入开展。

2.4 建立及时有效的教学反馈与改进机制

教学反馈与改进是提升教学质量和效果的重要环节。教学反馈与改进不仅能够帮助教师更好地了解学生的学习状况，也能为学生提供更有效的学习支持，促进学生的全面发展。在教学结束后，通过科学合理的反馈与改进，可以全面了解教学的效果和问题，改进教学方法和内容，提高教学质量和效果。

（1） 通过课堂反馈、作业反馈、测试反馈和问卷反馈等多种反馈方式了解学生的学习情况和效果。课堂反馈可以通过师生互动、课堂讨论等方式，实时了解学生的理解和掌握情况。例如，在课堂上教师可以提出计算机组成原理的问题并邀请学生回答，通过学生回答的完整性判断学生对计算机组成原理知识点的掌握程度。作业反馈可以通过批改作业，发现学生在知识点上的薄弱环节，利用人工智能工具对学生的代码进行分析，并给出具体的改进建议。测试反馈可以通过随堂测验、阶段性考试等方式，评估学生的学习效果。问卷反馈则通过匿名问卷调查学生的学习体验和建议，全面了解教学效果和存在的问题，这些信息可以为教师提供宝贵的改进依据。教师向学生发放AI辅助Python语言程序设计调研问卷，了解学生的学习情况和建议，不断完善课程设计。

（2） 教学调整与改进是提高教学效率和效果的关键。教学调整与改进是指对教学方法、教学内容、教学策略等进行的调整和改进。如果发现传统的讲授方法效果不佳，可以尝试案例教学、翻转课堂等新的教学方法。如果发现某些教学内容过于陈旧，可以引入最新的研究成果和技术动态，更新教学内容。在计算机课程中，可以加入最新的人工智能技术和应用案例，使课程内容更加贴近实际需求。如果发现某种教学策略不适合学生，可以尝试新的教学策略，如分组讨论等。通过不断调整和改进教学活动方式，可以有效提高教学效率和效果。

（3） 定期进行教学反馈与改进，有助于教师持续提升教学水平。通过分析学生的反馈和教学效果，教师可以不断反思和改进自己的教学方法，积累教学经验，提升教学能力。通过问卷反馈，教师发现学生对一些内容理解不够深入，可以在下一轮教学中改进讲授方式，增加更多的案例和实践环节，帮助学生更好地理解和掌握。教师可以利用这些反馈信息，总结教学中的经验和教训，不断优化教学方法和策略。

教学反馈与改进是一个持续的过程，需要教师的不断努力和学生的积极参与。教学反馈与改进不仅有助于学生的全面发展，也可以提升教师的教学水平。通过多种反馈方式了解学生的学习情况和效果，及时进行教学调整与改进，教师可以更好地满足学生的学习需求，提高教学质量和效果。

3 结束语

在科技飞速发展的时代背景下，人工智能技术已经逐渐影响社会生活的各个领域。本文提出了新文科背景下基于人工智能技术的大学计算机课程教学改革实施路径。在大学计算机课程涵盖的大学计算机应用基础课程中，讲授计算机基础知识和办公软件的使用，培养文科类学生的计算意识和应用能力。通过传授人工智能技术的原理和正确使用方法，学生能够更好地利用人工智能工具进行数据分析和文本处理，有效提高了学生的学习成绩和学习兴趣。Python 语言程序设计课程则通过结合最新的人工智能技术，利用AI辅助Python程序设计，使学生能够应用人工智能技术解决实际问题，进一步增强了学生的编程实践能力和创新思维。

本文提出了将人工智能技术与新文科理念相结合，以提升文科学生计算思维能力和实践能力的教学改革方案。教学实践中，采用了多种创新教学方法，包括案例式教学、翻转课堂和线上线下混合式教学方法等。这些方法不仅提高了大学计算机课堂效率和教学效果，还培养了文科类学生的自主学习能力和实践能力。通过构建多维立体的科学化评价模式，能够全面、公正地评价学生的学习效果，为教师提供准确的反馈信息，支持教学方法的不断改进和优化。

本文不仅为大学计算机课程的教学改革提供了理论和实践支持，还为其他高校在新文科背景下实施类似教学改革提供了借鉴。通过不断探索和完善，基于人工智能技术的大学计算机课程教学改革将进一步推动教学模式的创新，培养适应新时代需求的高素质、复合型人才。未来，教学团队将继续深入研究，利用人工智能工具辅助开展大学计算机课程教学研究，进一步优化教学模式，以应对快速变化的技术和教学环境，提升教学质量和效果。