AIGC 赋能计算机编程课程改革实践研究

传统计算机编程课程面临着诸多挑战，如教学内容更新缓慢、教学方法单一以及学生学习积极性不高等问题。与此同时，生成式人工智能（AIGC）技术的迅猛发展为教育领域带来了新的机遇。AIGC 能够生成高质量的教学内容、提供个性化学习支持以及促进教学方法的创新。因此，将 AIGC 技术引入计算机编程课程改革具有重要的理论和实践价值。

一、计算机编程课程存在的问题

（1）课程内容更新不及时

传统计算机编程课程内容更新滞后，难以满足行业发展需求。许多高校的编程课程还停留在对老旧编程语言版本的讲解，例如 Java 课程部分教材仍在重点讲解 Java7、Java8 的语法和特性，而目前行业主流已发展到 Java17 甚至更高版本，新版本引入了模式匹配、密封类等重要特性，这些内容在旧教材中完全缺失。在 Web 开发领域，传统课程还在重点教授基于早期的 JSP 技术进行 Web 页面开发，而如今主流的前端开发框架如 React、Vue等已经占据主导地位，这些框架具有更高的开发效率和更好的用户体验，但学生却因课程内容陈旧而对这些前沿技术知之甚少。这种课程内容与实际技术应用之间的脱节，使得学生在求职时竞争力不足，企业也难以招到符合要求的编程人才，严重影响了计算机编程教育与行业发展的良性互动。

（2）教学模式单一

传统计算机编程课程多采用“教师讲、学生听”的单一教学模式。在课堂上，教师通常会花费大量时间讲解编程语言的语法规则、函数定义等内容，学生只是被动地记录笔记，缺乏主动思考和实践的机会。在讲解 C 语言的循环结构时，教师可能会在黑板上详细写出 for 循环、while 循环的语法格式和执行流程，然后通过几个简单的例子进行演示，学生只是机械地记住这些内容，而没有真正理解循环结构在实际编程中的灵活运用。这种教学模式难以激发学生的学习兴趣，尤其是对于那些对编程有浓厚兴趣、渴望通过实践来探索的学生来说，这种枯燥的讲解方式会让他们感到厌烦。传统教学模式下，学生的实践机会有限，通常只是在课堂上完成一些简单的、固定答案的练习题，缺乏真实项目开发的体验。比如在数据结构课程中，学生可能只是在纸上或者简单的代码环境中完成对链表、二叉树等数据结构的插入、删除操作的练习，而没有机会参与到一个完整的、有一定规模的软件项目中去应用这些数据结构。

二、AIGC 赋能计算机编程课程的教学实践

（1）课程内容整合与多样化编程案例生成

借助 AIGC 技术，可以对课程内容进行有效整合，能将不同编程语言的基础语法、数据结构、算法等知识点进行系统梳理，形成结构化的内容框架。AIGC 能够根据不同的知识点生成多样化的编程案例。以 Python 编程课程为例，AIGC 可以生成从简单的数据处理案例（如对一组学生成绩数据进行排序、计算平均分等）到复杂的机器学习应用案例（如使用 Python的 scikit-learn 库实现简单的图像分类）。这些案例覆盖不同难度层次，满足不同学习阶段学生的需求。通过这种方式，课程内容更加丰富且具有层次性，学生可以在丰富的案例中更好地理解和应用编程知识，教学效果显著提升，学生的学习兴趣和知识掌握程度都有了很大进步。

（2）智能辅导与个性化学习支持

在编程学习过程中，学生常常会遇到各种难题，而传统教学模式难以提供及时、精准的个性化辅导。AIGC 的智能辅导功能可以很好地解决这一问题。当学生在编写代码时遇到错误或对某个知识点理解不清时，AIGC辅导系统能够根据学生的问题进行精准分析。例如，学生在编写一个递归函数时，出现了逻辑错误导致程序无法正确运行，AIGC 系统可以快速定位问题所在，指出是递归终止条件设置不当还是递归调用过程中的参数传递有误，并给出详细的解释和修改建议。同时，AIGC 还可以根据学生的学习进度和掌握情况，为其推送个性化的学习资源和练习题。对于学习进度较快的学生，推送更具挑战性的高级编程项目；对于学习进度稍慢的学生，推送巩固基础知识的练习题，帮助他们逐步提升。这种个性化的学习支持让每个学生都能在适合自己的节奏下学习编程，有效提高了学习效率和学习效果，学生在编程学习中的自信心也得到了增强。

（3）AIGC 与项目式学习、协作学习的结合

在项目式学习中，AIGC 可以根据课程目标和学生水平生成不同类型的编程项目。例如，在 Web 开发课程中，AIGC 可以为学生生成一个在线商城的开发项目，从需求分析（包括商品展示、购物车功能、订单管理等模块）、系统设计、前端界面开发到后端数据处理，AIGC 提供详细的项目文档和任务分解，引导学生一步步完成项目。在协作学习方面，AIGC 可以将学生分成不同的小组，并为每个小组分配合适的任务。例如，在一个游戏开发项目中，AIGC 根据学生的编程特长和兴趣，将学生分成前端界面设计组、游戏逻辑开发组、音效制作组等，AIGC 在整个过程中提供协作指导，帮助学生更好地沟通和协作。通过这种方式，学生在完成项目的过程中不仅提高了编程实践能力，还培养了团队合作精神和解决复杂问题的能力，教学效果得到了极大提升，学生对编程学习的热情也更加高涨。

三、结语

AIGC 赋能计算机编程课程通过课程内容整合与多样化案例生成，丰富了教学资源，提升了学生的学习兴趣和知识掌握程度；智能辅导与个性化学习支持精准解决了学生编程难题，增强了学生自信心；结合项目式学习与协作学习，培养了学生的实践能力和团队合作精神。未来，随着 AIGC技术的不断发展，其在计算机编程课程改革中的应用将更加广泛，有望进一步推动编程教育的创新与发展，为培养高素质编程人才提供有力支持。

参考文献

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致谢：本文受教学改革项目资助。