一,、引言

隨著人工智能生成內(nèi)容（AIGC）的蓬勃發(fā)展,，這項技術(shù)已成為科技和教育領域重要的一部分，逐漸滲透到我們生活的各個角落,。特別是在計算機科學教育中，AIGC的應用正在引導教學模式的深刻變革,。作為大學計算機基礎教育的核心，“計算機程序設計”課程旨在培養(yǎng)學生的邏輯思維,、問題解決能力以及創(chuàng)新實踐能力,。通過將AIGC融入該課程,，不僅能夠幫助學生更直觀地掌握編程概念，還能通過模擬和演示程序運行過程來顯著提升學習效果,。與AIGC互動的過程,，可以激發(fā)學生的學習興趣與創(chuàng)新精神,，鼓勵他們自由探索編程的世界，嘗試不同的方法與思路,，從而強化其創(chuàng)新能力與應用實踐技能,。

二、AIGC技術(shù)及其在教育領域的應用

AIGC是指利用人工智能技術(shù)自動生成具有創(chuàng)新性和個性化的文本,、圖像,、音頻等多樣化內(nèi)容，它主要基于機器學習和深度學習,，使計算機具備了模擬人類創(chuàng)造力的能力,。結(jié)合深度學習和自然語言處理等技術(shù)，AIGC為教育注入了新的活力,，推動了個性化學習、智能輔導系統(tǒng),、虛擬導師,、學習資源管理,、模擬實驗環(huán)境及協(xié)作學習平臺等多個層面的發(fā)展。

近年來,，高等教育司積極推動“人工智能+高等教育”的融合，于2024年4月發(fā)布了18個應用場景典型案例,，展示了AIGC技術(shù)如何革新教育方式。例如,，北京郵電大學的“'碼上’--大模型賦能的智能編程教學應用平臺”,，華中師范大學的“人工智能賦能教與學—基于小雅平臺的智能場景創(chuàng)設”，以及西安電子科技大學的“A|賦能督導新模式,，啟動教學質(zhì)量提升引擎”,。這些創(chuàng)新項目顯著增強了教學效果，提升了學生的學習動力,，并促進了創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng),。

三、“計算機程序設計”課程采用AIGC技術(shù)的必要性

(一) 當前“計算機程序設計”課程教學面臨的挑戰(zhàn)

（1）課程內(nèi)容滯后于技術(shù)前沿

計算機科學領域發(fā)展迅猛,，新的編程范式,、框架和技術(shù)層出不窮。然而,，當前的“計算機程序設計”課程設計卻未能及時跟上這一快速變化的步伐,，導致教學內(nèi)容與技術(shù)趨勢和應用需求存在脫節(jié),。這種滯后性不僅影響了學生對技術(shù)的掌握,，更可能制約他們在未來高度智能化環(huán)境中競爭力的形成,。因此，更新課程內(nèi)容,，使之與計算機科學的前沿發(fā)展保持同步,，對于提升學生在未來戰(zhàn)場中的競爭力至關重要。

（2）傳統(tǒng)教學模式難以滿足個性化學習需求

目前,，“計算機程序設計”課程教學仍以老師講授為主,，雖然能系統(tǒng)地傳授知識，但缺乏足夠的實踐機會和個性化輔導,，難以適應學生多樣化的學習需求,。課程中抽象概念較多，編程實踐環(huán)節(jié)有限,，加之學習資源和輔導的不足,，給學生帶來了不小的學習挑戰(zhàn)。此外,，每個學生的學習風格和興趣點各不相同,，傳統(tǒng)教學模式往往忽視了這一點，未能提供定制化的學習路徑,。這種“一刀切”的教學方式可能導致學生在學習過程中感到枯燥乏味或備受挫敗,，進而失去學習興趣和動力。因此,，探索更加靈活多樣的教學模式,，以滿足學生的個性化需求，激發(fā)他們的學習熱情和創(chuàng)新精神,，成為當前亟待解決的問題,。

(二) AIGC技術(shù)融合“計算機程序設計”課程教學的優(yōu)勢

（1）實時更新教學內(nèi)容,，確保課程前沿性

AIGC技術(shù)的引入,，使得“計算機程序設計”課程能夠?qū)崟r接觸并融入前沿的編程技術(shù)和應用實例,。該技術(shù)利用網(wǎng)絡爬蟲和數(shù)據(jù)分析工具，捕捉新的技術(shù)動態(tài)、編程語言及框架信息,。通過自然語言處理和機器學習算法，AIGC能夠智能整合這些信息,，構(gòu)建一個持續(xù)更新的教學案例庫,，確保課程內(nèi)容始終與計算機科學的前沿發(fā)展保持同步。此外,，AIGC還能生成多樣化的教學資源，如生動的教學案例,、直觀圖像,、視頻資料和模擬實驗，為老師提供豐富,、新穎的教學素材,，助力學生更深入地理解和掌握知識,。

（2）個性化教學輔導,，提升學習效率

AIGC技術(shù)能夠精準識別每位學生的學習能力和進度差異，提供個性化的學習輔導與反饋,?；趯W生的學習數(shù)據(jù)和反饋，AIGC智能推薦符合個人需求的學習資源和路徑，充分滿足學生的個性化學習需求,。通過自動化代碼生成、智能化編程輔導及自動化測試評估等功能,，AIGC有效降低了編程學習的門檻,，幫助學生快速掌握基礎知識,，減少在基礎語法和代碼編寫上的困擾,。這不僅讓學生有更多時間深入探索核心概念和原理,，加速邁向高階學習階段,，還顯著提升了教學效率,。同時，AIGC技術(shù)的運用減輕了老師批改作業(yè),、解答疑問和評估的工作負擔,，使他們能更專注于學生的學習進度,，提供更為精準有效的指導,，進一步提升教學質(zhì)量,。

四,、基于AIGC的“計算機程序設計”課程教學創(chuàng)新策略

(一) 創(chuàng)新教學模式：依托AIGC特性設計應用場景

“計算機程序設計”課程教學體系涵蓋理論教學,、實驗教學及項目實戰(zhàn)三大核心環(huán)節(jié)。針對這些環(huán)節(jié),，AIGC技術(shù)的融入為教學模式的創(chuàng)新開辟了新路徑,。

在理論教學層面，AIGC技術(shù)以其強大的內(nèi)容生成能力,，為學生呈現(xiàn)動態(tài)且高度交互的教學內(nèi)容,。這種直觀且深入的教學方式極大地激發(fā)了學生的學習興趣，提升了他們對計算機程序設計理論知識的理解和掌握程度,。

進入實踐教學環(huán)節(jié),，AIGC技術(shù)構(gòu)建了一個高效的虛擬實驗平臺，提供自動代碼評估與即時反饋機制,。這不僅幫助學生迅速發(fā)現(xiàn)并修正編程錯誤,，還保障了實驗任務的順利完成，顯著增強了學生的編程實踐能力,。

在項目實戰(zhàn)教學中,，AIGC技術(shù)的作用更為顯著。它從項目創(chuàng)意孵化到團隊協(xié)作、代碼審核直至成果展示,，為學生提供了多方位的支持,。AIGC不僅激發(fā)了學生的創(chuàng)造性思維，為項目注入新穎想法,，還有效提升了團隊協(xié)作能力,，確保項目高效推進。

AIGC計算機程序設計教學中的應用場景設計

在設計基于AIGC特點的“計算機程序設計”課程教學應用場景時,，需綜合考量多重關鍵要素,，旨在確保AIGC技術(shù)能高效服務于教學目標。首要的是,，需緊密融合教學目標與AIGC應用,，確保所構(gòu)建的場景緊密圍繞課程教學核心，旨在深化學生對核心概念的理解并提升編程技能,，而非單純作為技術(shù)新奇展示,。

其次，內(nèi)容真實性至關重要,。老師需嚴格篩選并驗證AIGC生成的代碼實例及應用場景,，確保其準確無誤且貼合實際，避免虛構(gòu)或誤導性信息干擾教學效果,。

再者,，技術(shù)的可行性與可靠性亦不可忽視。所選AIGC工具或平臺需穩(wěn)定可靠,，生成內(nèi)容質(zhì)量需達到教學要求,，以保障教學流程的順暢進行。

最后,，道德與隱私問題同樣需高度重視,。在處理學生數(shù)據(jù)時，務必遵守相關法律法規(guī),，確保學生信息安全無虞,。同時，老師應引導學生正確,、負責任地使用AIGC技術(shù),，防范潛在不良后果，共同營造健康,、安全的教學環(huán)境

(二) 利用AIGC技術(shù)創(chuàng)新教學內(nèi)容：生成個性化教學案例

在“計算機程序設計”課程中,，教學案例扮演著將理論知識與實踐操作緊密相連的關鍵角色,，對學生深入理解抽象概念及提升實操能力具有不可替代的作用,。AIGC技術(shù)的融入,，為老師提供了快速高效生成多樣化教學案例的新途徑，極大節(jié)省了時間和精力,。

AIGC技術(shù)能夠根據(jù)學生的個性化需求和偏好,，量身定制教學案例，不僅滿足了學生的多樣化學習需求,，更顯著提升了教學效果和學生滿意度,。這些精準匹配的教學案例，助力學生有針對性地解決學習難題,，實現(xiàn)個人能力的實質(zhì)性飛躍,。

AIGC生成的教學案例以其高度的創(chuàng)新性和多樣性著稱。通過學習并分析海量數(shù)據(jù)和信息,，AIGC技術(shù)能夠創(chuàng)造出新穎且富有創(chuàng)意的案例,，拓寬學生的知識視野，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維,，并提升解決問題的能力,。

老師可依據(jù)學生實際需求和課程要求，靈活生成多層次,、多方位的教學案例,。這些案例涵蓋從基礎概念語法到高級算法設計與分析，再到綜合應用級別的項目實戰(zhàn)設計等多個層面,。

例如,，在基礎概念語法教學中,，針對指針這一難點,，老師可利用AIGC技術(shù)生成專門的指針教學案例，通過直觀展示指針變量的賦值,、迭代等操作,，幫助學生深入理解指針的基本概念和用法，提升編程能力,，并引導學生探索指針在內(nèi)存管理等高級應用中的實踐,。

在算法設計層面，老師可選取經(jīng)典算法（如排序算法,、查找算法等）,，借助AIGC技術(shù)生成算法實現(xiàn)代碼，并通過工具逐步呈現(xiàn)算法執(zhí)行流程,，深入剖析算法原理和邏輯,，增強學生對算法的具象理解。

對于項目實戰(zhàn)教學,，老師可設計具有實際應用價值的編程項目（如網(wǎng)頁爬蟲等）,，引導學生利用AIGC工具進行項目全流程開發(fā),，包括需求分析、設計,、編碼,、測試等階段。同時,，鼓勵學生通過AIGC工具進行團隊協(xié)作和代碼審查,，以提升項目開發(fā)的效率和質(zhì)量，實現(xiàn)理論與實踐的深度融合,。

(三) AIGC輔助教學突破重難點：創(chuàng)新教學實踐策略

在“計算機程序設計”課程中,，數(shù)組、函數(shù),、指針等既是教學重點,，也是難點。學生在理解數(shù)據(jù)類型與變量,、指針概念與操作,，以及數(shù)組與指針關聯(lián)等方面常遇困境，導致編程實踐中出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換錯誤,、內(nèi)存溢出等問題,。遞歸函數(shù)因其復雜性，同樣成為學生學習的難點,。然而,，AIGC技術(shù)的引入為這些問題的解決提供了新途徑。

基于AIGC的教學重難點解決方案

以“指針的概念與基本操作”為例,，教學實施過程分為以下三個階段：

（1）引入與概念闡釋

首先,，講解指針的基本概念及其在編程中的重要性，并展示一些基礎的指針使用示例,。隨后,，介紹AIGC工具，并演示如何利用該工具輔助指針學習,。

（2）實踐與深化理解

概念理解活動：引導學生使用AIGC工具生成C語言程序,，通過指針實現(xiàn)變量值交換，加深對指針概念的理解,。

編程練習：要求學生利用指針編寫字符串反轉(zhuǎn)函數(shù),，借助AIGC工具進行代碼生成與調(diào)試，鞏固指針操作知識,。

小組討論：鼓勵學生利用AIGC工具探討指針在數(shù)組排序,、內(nèi)存管理等高級應用中的使用，通過團隊協(xié)作解決問題,，提升綜合應用能力,。

（3）評估與總結(jié)

學生通過AIGC工具提升編程效率和學習成效,，直觀把握指針概念和用法。

通過編程練習和小組討論,，學生增強使用指針進行編程的能力,，同時提升團隊協(xié)作和溝通技巧。

老師觀察學生在使用AIGC工具后的能力提升情況,，收集反饋,，全面評估AIGC工具的教學效果，為教學方法和工具選擇的優(yōu)化提供依據(jù),。

五,、結(jié)語

本文詳盡探討了AIGC技術(shù)在“計算機程序設計”課程教學創(chuàng)新與實踐中的深度應用。AIGC技術(shù)以其優(yōu)勢,，為這門課程的教學帶來了很大的變革,。它不僅動態(tài)地更新了教學內(nèi)容，優(yōu)化了教學手段,，還成功輔助攻克了教學中的重難點,，極大地豐富了教學資源，顯著提升了教學效果,。

教學實踐成果清晰地顯示出AIGC技術(shù)的積極影響力,。學生們的學習態(tài)度和興趣得到了顯著提升，他們對編程的熱情和探索欲明顯增強,。同時,，他們的學習成績和創(chuàng)新實踐能力也實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。這些成就不僅驗證了AIGC技術(shù)在“計算機程序設計”課程教學中的有效性,，也為其他課程的教學改革提供了新的啟示和借鑒,。

隨著AIGC技術(shù)的不斷進步和完善，其在教育領域的應用前景將更加廣闊和深入,。然而,，我們也應清醒地認識到,，AIGC技術(shù)的應用過程中會面臨諸多挑戰(zhàn),，如技術(shù)實施的可行性、道德倫理問題以及隱私保護等,。這些問題將成為后續(xù)研究和實踐中需要重點關注和解決的課題,。