AI背景下职业本科课程改革探索与实践—以长春汽车职业技术大学人机工程学课程为例论文

2025-06-09 14:01:15 来源: 作者:xujingjing
摘要:文章以长春汽车职业技术大学职业本科课程人机工程学为例,探索人工智能(Artificial Intelligence,AI)背景下职业本科课程的改革。课程以新型人工智能技术为载体,通过岗课赛证融通、构建“智慧型实体课堂”与“非课堂”双课堂教学模式、组建新型教学团队等方式,打造新形态模块化课程,创新教学模式,拓展教学资源,借助AI推动思政建设,促进课程改革,有助于实现职业本科院校高技能复合型人才的个性化培养。
[摘要]文章以长春汽车职业技术大学职业本科课程人机工程学为例,探索人工智能(Artificial Intelligence,AI)背景下职业本科课程的改革。课程以新型人工智能技术为载体,通过岗课赛证融通、构建“智慧型实体课堂”与“非课堂”双课堂教学模式、组建新型教学团队等方式,打造新形态模块化课程,创新教学模式,拓展教学资源,借助AI推动思政建设,促进课程改革,有助于实现职业本科院校高技能复合型人才的个性化培养。
[关键词]职业本科;人工智能;人机工程学;课程改革
0引言
当前,以AI为导向的技术变革正加速催化教育教学改革。2018年4月,教育部印发的《高等学校人工智能创新行动计划》提出:加快推进人工智能与教育的深度融合和创新发展,研究智能教育的发展策略、标准规范,探索人工智能技术与教育环境、教学模式、教学内容、教学方法、教育管理、教育评价、教育科研等的融合路径和方法,发展智能化教育云平台,鼓励人工智能支撑下的教育新业态,全面推动教育现代化!。2021年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》提出,强化双师型教师队伍建设、创新教学模式与方法、改进教学内容与教材、完善质量保证体系,以深化教育教学改革[2]。2024年以来,习近平总书记作出发展新质生产力的重要论述,在对其论述内涵的解读中,提出大力发展职业教育,培训适应数字化生产线、智慧工厂、定制化生产的产业工人以及相应的软硬件人才³]。在此背景下,高等学校需要最大限度发挥AI对教育教学改革的促进作用,结合AI载体优化当下的教学环境、教学模式、课程内容等,使教学提质增效,更好地培养新型人才。
1人机工程学课程研究现状
人机工程学是工业设计、汽车相关专业的核心课程,课程的理念是“以人为中心”,培养学生立足于社会主义核心价值观,开展满足社会需求的“人-机-环境-智能”协同设计。在AI背景下的专业培养、助力教师发展等方面,已有学者进行一定的研究和探索。例如,王志宏等4-5提出了AI应融入课程体系、重构课程内容,构建虚拟教研室、建设教师智能化操作平台等相关举措。在AI技术助力人机工程学课程改革的研究方面,张勇6在其研究中从本科院校的角度提出了一些基础的建议,强调AI背景下人机工程学课程改革应从改革教学模式、建立项目驱动的人机实验方式及作业设计、建立多维管理机制等几个方面展开。但当前并没有针对AI背景下职业本科院校如何实施该课程改革的研究。因此,本文遵循职业本科教育引导和AI发展的最新趋势和成果,以建设更高质量的、具有引领性的职业本科课程为目标,开展工业设计专业人机工程学课程教学改革。
2人机工程学课程改革的对策建议
2.1岗课赛证融通,打造新形态模块化课程
职业本科所培养的是将概念性的方案具象化为具有较强操作性的技术的人才7。随着AI、虚拟现实(Virtual Reality,VR)等新兴技术的发展,社会所需的人才技能已经由传统技术技能转向高水平的技术技能8,职业本科课程建设不能照搬普通本科学科教育的课程标准,也不能是高职课程标准的简单复制⁹。因此,本文在建设该课程时,以培养复合型技能人才为目标导向,通过校企深度合作、岗课赛证充分融通,并多维结合AI构建培养方案和课程体系。
岗课赛证融通是职业教育改革的重要组成部分。课程体系如图1所示。长春汽车职业技术大学以培养复合型高技能人才为目标,加强校企深度合作,通过与一汽红旗、林田远达共建课程教学团队,确定了以产品设计师、人机交互设计师、现场持续改进工程师、造型设计师等主要岗位为专业人才培养目标;在课证融通方面,教学团队将“增材制造模型设计1+X”证书、“互联网+”大学生创业证书、工业设计师证书考核内容与该课程相关内容充分结合,实现以证书导学。通过岗课赛证有机融合,最终人机工程学课程重构为手握式工具设计、新能源汽车座椅设计、工作岗位人性化设计、智能人机界面交互设计、人机工效设计、人机环境协同设计、人机系统安全设计、工厂人机工程评价与改善8个模块。课程目标是使学生具有良好的职业道德和创新精神,掌握数智化背景下新型的人、机器、环境、人工智能方面的基础知识,培养学生运用人体数据、人体生理学、认知心理学、生物力学、智能科学进行产品设计、现场改善、人机环境系统优化,最终实现人、机器、环境、人工智能的协同设计及绿色协调可持续发展。
2.2校企双向赋能,创新双课堂教学模式
传统课堂的教学模式通常是以教室为教学场所,固化的教学样态无法适应职业教育的跨界特征和多元需求。本课程构建了“智慧型实体课堂”与“非课堂”的双课堂教学模式。其中,“智慧型实体课堂”包括两种类型:第一种是利用学校建立的智慧教室、学习通智慧教学平台实施线上线下混合式教学和小组探究合作式学习;第二种是在中国古车文化基地、智能制造协同中心、联合一汽企业建立的红旗汽车文化展厅以及联合林田远达企业建立的虚拟仿真实践教学基地等产教融合中心校企合作基地展开教学的实体课堂。而“非课堂”强调无论教学时间与空间如何变化,学生能够体验到一种“无课堂感”的自然学习状态[10]。课程充分尊重学生自主探究和循序渐进的自然学习规律,将“非课堂”自然地创设在“智慧型实体课堂”中,以及企业参观实践、观影、设计展览、讲座等活动中。
在实施“智慧型实体课堂”和“非课堂”双课堂教学模式时,校企双向赋能,有效整合企业和学校资源11。一是教学团队基于课程开发了丰富的虚拟教学资源,结合国家当下发展方向、省内企业发展情况,建设了汽车主题、冰雪主题、助老主题、工厂主题、环境主题的相关产品设计虚拟仿真教学资源。二是通过智能VR促进课堂教学情景化,促进教学。通过JACK仿真人操作机床、汽车驾驶等场景的人体工作状态,可实现分析人体的可达域、可视域和身体疲劳情况;在林田远达虚拟仿真实践教学基地使用增强现实(Augmented Reality,AR)及人机交互模拟和体验汽车座椅、仪表、操作等方面的人机工程学设计,体验人机交互的工厂虚拟场景设计。三是根据教学内容和场所灵活使用教学手段,采取情景教学、案例研讨、小组探究、设计答辩及竞赛追逐等教学方式,将价值塑造、知识传授和能力培养融为一体,充分调动学生学习的积极性,真正实现以“学生为中心”的教学模式,达到个性化育人效果。
2.3借助AI手段,推动课程思政建设
思想教育的价值在于提高人的思想道德修养,努力促进人的全面发展。AI赋能是课程思政建设的有效途径¹2]。在“大思政”育人的背景下,以学生“德能并进、知行合一”为价值坐标,充分发挥AI的促进作用,推进课程思政教学。一是成立工业设计专业“思政虚拟教研室”,联合行业企业专家、教师、工程师共同探讨思政育人目标和路径,动态研究、实时建设和更新思政内容。二是基于校企深度融合及AI技术实现思政育人。以红旗汽车文化展厅为载体,融合新质生产力的内涵、我国国产汽车品牌自主创新精神、新能源汽车人机安全、国家绿色可持续发展战略等内容;通过智能制造协同中心,融合智能应用对于职业病防治的作用,融合创新设计、人机协调、持续改善理念等内容。通过充分整合企业、学校不同资源的优势全面开展课程思政,让思政教育在线上线下、校内校外的贯通中实现教学效果最优化,使立德树人的根本任务更好地完成。
2.4构建新型教学团队,实施智能化教学
在教学改革过程中,教师是发挥主导作用的关键因素,因此有必要建立一支新型教学团队,更好地实现智能化教学。一是课程建立了由双师、企业导师、创业导师形成的“三师联动”的教学团队。“三师”互联互通,在智慧教育平台上合力建设课程,将企业岗位标准、人机工程学知识理论和创新创业内容有机融合,并在平台上建设知识库、教学思维链、企业案例、产品设计视频、设计模型、练习题、知识图谱、题库等丰富的教学资源。二是教学团队充分实施智能化教学。利用智慧教育平台实施线上线下混合式教学,全流程使用智能化平台及工具辅助教学,开展丰富的教学活动,如分析学情、作业布置、学习评价、个性化指导等,通过智慧教育平台实时分析学生的学习大数据,不断洞悉学生的学习规律、兴趣点和问题点,继而在智慧平台上实时解答问题及提供个性化的指导,提升教学效果。三是通过AI助教实现个性化辅助教学。AI助教能够提供丰富的信息、资源,解答学生问题,提供灵感,也可以实现实时交互,与教师团队的教学充分互补。学生通过AI助教教学可获得碎片化知识,获取感兴趣的知识和资源,实现个性化学习。通过建立“三师联动”+AI助教的新型教学团队,利用智慧教育平台实现教与学交互融通,最终将使不同的教育个体获得切实有效的智能学习体验,真正实现因材施教。
3结束语
本文探索了AI快速发展的背景下职业本科课程改革的内容和方法,即通过岗课赛证融通,打造新形态模块化课程;通过校企双向赋能,创新“智慧型实体课堂”与“非课堂”双课堂的教学模式;借助AI手段推动课程思政建设,深度融合以德育人;基于智慧平台,构建双师、企业导师、创业导师“三师联动”的教学团队,并结合AI助教,共同实现智能化教学,实现学生的个性化培养。希望研究能够为长春汽车职业技术大学职业本科的课程改革提供有益借鉴。
[1]教育部.教育部关于印发《高等学校人工智能创新行动计划》的通知[EB/OL].(2018-04-03)[2024-07-16].
[2]中华人民共和国中央人民政府网站.中共中央办公厅国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》[EB/OL].(2021-10-12)[2024-07-16].
[3]全国政协经济委员会新质生产力研究课题组.新质生产力的理论贡献、内涵特征和发展路径[N].人民日报,2024-07-17(9).
[4]王志宏.人工智能背景下自动化专业培养体系的改革[J].中国现代教育装备,2023(23):141-143.
[5]杨红波.智能与赋能人工智能助推高校教师发展[J].中国现代教育装备,2023(12):6-10.
[6]张勇,袁光杰,严良文.人工智能背景下工业工程专业《人机工程学》课程教学改革探索[J].产业与科技论坛,2019(23):155-156.
[7]徐国庆,王笙年.职业本科教育的性质及课程教学模式[J].教育研究,2022(7):104-113.
[8]郝琦.技能型社会建设背景下职业本科教育内涵式发展路径建构:基于内生动力激发视角[J].职业技术教育,2023(24):41-45.
[9]杨秀英,张小莹,谢林.职业本科课程建设的研究与探索:以海南科技职业大学为例[J].中国高校科技,2020(1/2):93-95.
[10]张国红.“非课堂”:一种学生立场的职业教育教学新样态[J].中国职业技术教育,2024(11):33-40,48.
[11]李靖.数智化转型背景下模具专业现场工程师培养模式研究[J].教育与职业,2024(4):105-111.
[12]杨波.数智技术赋能课程改革的价值意蕴、基本取向与实施路径[J].中国大学教学,2024(6):55-61.
