AI 代码辅助工具在编程学习中的实证研究

引言

编程教育作为当今信息技术教育的核心内容，已经成为培养创新型人才的关键环节。随着编程语言的不断更新与发展，教学内容逐渐向更高的复杂度和多样性迈进，这对学生的学习能力和教师的教学方法提出了更高的要求。传统的编程教学模式主要依赖于教师的讲解与学生的自主实践，然而，在面对大量的学习任务和问题时，学生往往容易感到迷茫和挫败。为了解决这一问题，AI代码辅助工具应运而生。这类工具通过智能化算法，能够实时分析代码并提供优化建议，甚至自动生成部分代码，极大地降低了学习编程的难度。AI 代码辅助工具不仅为学生提供了便捷的学习助手，也为教师的教学方法和教学效果带来了新的机遇。然而，尽管 AI 辅助工具在理论上具有巨大的潜力，实际应用中的效果仍然存在差异。因此，本文通过对某高校编程课程的实证研究，探讨AI 代码辅助工具在实际教学中的应用效果，并总结其优势与不足，旨在为编程教育领域提供新的思路和实践经验。

一、AI 代码辅助工具的功能与特点

AI 代码辅助工具是一种基于人工智能技术的编程教学工具，旨在通过自动化、智能化的方式，帮助学生提高编程能力，减少错误和提高学习效率。该工具的功能可以分为以下几个方面：首先，自动代码生成，能够根据用户的输入和需求自动生成代码片段，帮助学生更好地理解编程的逻辑和语法结构。其次，实时错误检查，AI 工具可以实时监控学生的编程过程，发现错误并提供修改建议，帮助学生避免常见的编程错误。再次，代码优化建议，AI 工具可以分析已有代码的结构，提供优化和改进的建议，提高代码的效率和可读性。此外，一些 AI 工具还具备自动补全、智能调试等功能，可以有效降低学习难度。通过这些功能，AI 代码辅助工具能够在教学过程中为学生提供及时的反馈，增强学生的自学能力和编程实践能力。

二、AI 代码辅助工具对编程教学的影响

AI 代码辅助工具的引入对编程教学产生了深远的影响，尤其在学生的学习效果和学习体验方面。首先，AI 工具能够显著提高学习效率。通过自动生成代码和实时反馈，学生可以更快地理解编程的核心概念，减少在代码编写中的低级错误，从而节省了大量的时间和精力。这使得学生能够更专注于解决更复杂的编程问题，提升编程能力。其次，AI 工具能够促进个性化学习。每个学生的学习进度和学习风格不同，AI 工具能够根据学生的具体情况提供定制化的学习建议和反馈，帮助学生在自己的节奏下进行学习。这种个性化学习路径的设计，能够有效增强学生的学习动力和信心，提高学习的自主性和参与度。第三，AI工具通过提供即时反馈，能够帮助学生快速改正错误，增强了学生的学习自信心。尤其是在编程初学阶段，学生容易因不断犯错而产生挫败感，AI 工具通过实时的错误检测与改正建议，能够有效减少这些负面情绪。最后，AI 工具为教师提供了有效的辅助，教师可以通过 AI 工具监控学生的学习过程，发现学生的学习困难并及时进行干预，从而提高教学的针对性和有效性。

三、AI 代码辅助工具的局限性与挑战

尽管 AI 代码辅助工具在编程教学中展现了显著的优势，但其在实际应用中也存在一定的局限性。首先，AI 工具在处理复杂问题时存在不足。目前的AI 工具更多侧重于基础语法和简单逻辑的处理，面对复杂的编程任务或高级编程问题时，AI 工具的能力仍然有限。AI 工具难以理解更深层次的业务需求和项目背景，因此在生成代码和提供优化建议时，往往无法完全符合实际应用的需求。其次，AI 工具可能导致学生的依赖性过强。虽然 AI 工具能够帮助学生更高效地学习，但过度依赖工具可能导致学生在编程过程中缺乏独立思考的机会，进而影响他们的综合编程能力。学生可能更多依赖于工具来修正错误，而非深入分析和解决问题，这对他们的编程思维与创新能力的发展不利。此外，AI 工具的普遍适用性和标准化问题也是一大挑战。不同的编程语言、开发环境以及学习需求，可能需要不同的 AI 工具来满足，而目前许多工具的适应范围仍然有限。

四、AI 代码辅助工具在编程教学中的应用实践

为了更好地评估 AI 代码辅助工具在编程教学中的实际效果，本研究以某高校的编程课程为例，开展了实证研究。在研究过程中，我们选取了两组学生，一组使用 AI 代码辅助工具进行学习，另一组则采用传统的编程教学方式。通过对比两组学生在学习成绩、编程能力和学习态度等方面的差异，我们得出了以下结论：首先，使用AI 代码辅助工具的学生在编程能力的提升上显著优于传统教学组，尤其是在代码规范性、错误排查和调试能力方面。其次，AI 工具帮助学生提高了学习效率，学生在完成编程任务时所需的时间明显减少。第三，AI 工具在帮助学生解决编程问题时，增强了学生的学习信心和自主学习能力，尤其是在面对复杂任务时，学生能够通过工具的辅助更快找到解决方案。尽管如此，也有部分学生反映 AI 工具的反馈建议有时并不完全符合实际需求，且过度依赖工具可能导致缺乏对编程问题本质的理解。

五、结语

AI 代码辅助工具在编程教学中的应用具有广阔前景，但仍面临一定的挑战。尽管目前 AI 工具在帮助学生提高学习效率、增强编程能力和促进个性化学习方面取得了显著效果，但在处理复杂编程任务、减少学生依赖性以及工具的普适性等方面仍需进一步优化。尤其在面对高难度的编程问题时，AI 工具的智能化水平和应用深度还无法完全替代学生的自主思考和创新能力，这也反映出工具在支持教学过程中的局限性。未来，随着 AI 技术的不断进步和教育领域的创新发展，AI 代码辅助工具有望在编程教学中发挥更加重要的作用，尤其是借助深度学习和自然语言处理技术的进一步突破，工具的智能化水平将得到极大提升。为了充分发挥 AI 工具的优势，教师应合理引导学生使用工具，避免过度依赖，促进学生自主学习与批判性思维的培养。教师的作用不应仅限于工具的引导者，还应成为学生思维的引导者，引导学生更深层次地理解代码背后的逻辑与算法思想。同时，教育技术的发展应注重跨学科的整合，推动 AI 工具与其他教育资源的融合，构建更加智能化、个性化的编程教学体系。

参考文献

[1] 徐姝， 李奕璇. 生成式AI 辅助的小学编程教学模式研究——基于Scratch任务拆解的多模态提示工程实践 [J]. 信息与电脑 ，2025，37（12）：179-181.

[2] 余友静 .AI 时代背景下初中信息科技教学中学生领导能力培养策略 [J].亚太教育 ，2025，（12）：36-39.DOI：10.16550/j.cnki.issn.2095-9214.2025.12.012.

[3] 王丽光 ， 朱长明 .AI 工具赋能大学物理课程的创新路径研究——基于教学实践与学习效能的实证分析[J]. 广西物理， ，2025，46（02）：41-43+73