基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发研究

摘要：随着人工智能（AI）和深度学习技术的飞速发展，教育领域正经历深刻的变革。技工院校作为培养高技能人才的重要基地，亟需利用此类先进技术来优化教学资源，提升教学质量。基于此，本文分析基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发的重要性、策略，为技工院校的数字化转型提供助力，提升技工院校数字化教学资源开发水平，达到预期的目的。

关键词：人工智能；深度学习；技工院校；数字化教学资源

信息化时代背景下，职业教育面临着前所未有的挑战与机遇。因此，技工院校需要积极探索如何利用此类先进技术来优化教学资源，提高教学效果。人工智能与深度学习作为当前最前沿的技术，在教育领域的应用日益广泛，可实现教学资源的智能化管理与个性化推荐，凭借数据分析优化教学策略，提升学生的学习体验。因此，基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发研究具有重要意义。

一、人工智能与深度学习理论概述

（一）人工智能概述

人工智能此概念自20世纪50年代提出以来，经历从理论探索到广泛应用的快速发展阶段。其核心在于以计算机系统模拟人类的基础感知、学习和推理能力，涵盖问题解决、知识表示、自然语言理解、规划以及创造力等多个方面。AI的实现依赖于计算机科学、认知心理学、哲学、数学、逻辑学等多个学科的综合运用，形成跨学科的研究领域。在计算机科学的框架下，人工智能的研究主要聚焦于算法设计、模型构建以及软件开发等方面。构建智能系统，AI能处理并分析复杂的数据，从中提取有价值的信息，进而做出决策或执行特定任务，智能行为体现在对已知问题的解决上，更在于对未知问题的探索。在教育领域，人工智能的应用为传统教育模式带来深刻的变革，智能教学系统按照学生的学习进度、兴趣偏好以及认知能力，提供个性化的学习路径与资源推荐[1]。

（二）深度学习概述

深度学习是人工智能领域的重要分支，近年来在学术界和工业界都引起广泛关注。基于神经网络模型，以多层非线性变换提取数据的特征，进而实现分类、识别、预测等任务。与传统的机器学习方法相比，深度学习具有更强的特征学习能力，可从原始数据中自动提取有用的特征，无需人工设计特征工程。神经网络由输入层、隐藏层、输出层等多个层次组成，每一层都包含多个神经元。在训练过程中，深度学习算法不断调整此类权重与偏置，使得神经网络的输出逐渐接近真实标签或目标值。训练过程通常需要大量的数据与计算资源，但一旦训练完成，神经网络就对新的输入数据进行快速、准确的预测及分类，改善学习的深度[2]。

二、基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发重要性

（一）提升教学质量

技工院校的教学目标是培养既具备扎实理论基础，又拥有高超实践技能的复合型人才。而传统的教学方式侧重于理论知识的灌输，忽视实践操作能力与创新思维的培养，难以满足现代企业对高技能人才的需求。深度学习技术构建出高度智能化的虚拟实验室，模拟出与真实工作环境极为相似的操作场景，学生可在虚拟环境中进行反复练习，降低实际操作中的风险成本，在模拟实践中发现问题、解决问题，提升实际操作技能；人工智能系统按照学生的学习进度、兴趣偏好以及认知能力，提供个性化的学习路径，使得每个学生都能获得最适合自己的学习体验，激发学生的学习兴趣，提高学习效率[3]。

（二）优化教学资源管理

技工院校的教学资源种类繁多，涉及教材、课件、视频、实训设备等多种形式。传统的教学资源管理方式存在效率低下、资源分配不均等问题，难以满足现代职业教育的需求。自然语言处理技术可对教学资源进行自动分类标注，提高资源检索效率。学生可快速找到所需的学习资源，节省宝贵的学习时间，同时人工智能系统还可按照学生的学习需求，智能推荐相关的教学资源，使得每个学生都能获得最符合自己需求的学习材料。另外，数据分析技术在技工院校教学资源管理中的应用也日益广泛，收集分析学生的学习数据，可揭示学生的学习规律，为教师提供更加精准的教学建议。

（三）促进教育公平

教育公平是社会公平的重要体现。但目前由于地域、经济等因素的限制，部分地区的技工院校面临教学资源匮乏的问题，导致城乡教育差距日益扩大。构建远程教学平台和智能化教学系统，使偏远地区的学生可享受到与城市中心学生同等优质的教学资源，系统可实时传输高质量的教学视频、在线课程等资源，使得学生可随时随地接受优质的教育，同时人工智能系统还可按照学生的实际情况，提供个性化的学习辅导，帮助学生克服学习中的困难与挑战。更重要的是，随着技术的不断发展和完善，前沿科技将不断推动职业教育的现代化和信息化进程，使得更多地区的学生可享受到高质量的教育资源，缩小城乡教育差距，促进教育资源的均衡分配，还可提高整个社会的教育水平与人力资源质量，为国家的经济发展与社会进步奠定坚实的基础[4]。

三、基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发策略

（一）构建智能化教学系统

智能化教学系统是技工院校数字化教学资源开发的核心，利用大数据和人工智能技术，实现教学资源的智能化分配与学习路径的个性化推荐。例如：某技工院校引入基于深度学习的智能教学系统，该系统分析学生的学习行为、兴趣偏好以及学习成果，为学生推荐最适合的学习资源。在实际应用中采用相关系统收集学生的在线学习时间、完成任务的进度、答题正确率，进行深度分析，并据此调整学习资源的推送策略。对于学习进度较慢的学生，系统推荐更多的基础知识和练习题目；而对于学习能力较强的学生，则会提供更多拓展性的学习资源与挑战性问题。不仅如此，该系统还具备智能辅导与答疑功能，可实时解答学生的疑问，提供个性化的学习建议。为构建先进的智能化教学系统，技工院校需要采取策略，构建完善的数据收集与整合机制；设计适用于技工院校教育场景的算法模型，并进行优化和调整；进行系统的开发测试，为系统的稳定性提供保障。

（二）开发数字化教学资源库

数字化教学资源库是技工院校数字化教学资源开发的基础，涵盖教材、课件、视频、案例等多种形式的教学资源，可满足不同学生的学习需求。例如：某技工院校开发数字化教学资源库，其中包含大量的实操视频与虚拟实验室资源。该资源库中的实操视频由经验丰富的教师录制，展示各种技能操作的实际过程，学生可观看视频，了解技能操作的要领与步骤，并在虚拟实验室中进行模拟练习。虚拟实验室利用深度学习技术构建，可模拟真实的操作环境，使学生在虚拟环境中进行实践操作，提高技能水平。为开发先进的数字化教学资源库，技工院校需要采取策略，积极整合校内外的教学资源，实现资源的共享互补；按照技工院校的教学特点与学生的学习需求，开发具有针对性与实用性的教学资源；构建有效的资源管理机制，对资源进行分类、标注和检索，保证资源的可用性与稳定性[5]。

（三）加强教师信息化能力培养

教师是技工院校数字化教学资源开发的关键，其信息化能力直接影响到数字化教学资源的质量和教学效果。因此，技工院校需要加强教师的信息化能力培养，提高教师的数字化教学资源开发与应用能力。例如：某技工院校定期组织教师参加信息化教学培训与学习活动，邀请专家举办讲座与实操演示，帮助教师掌握最新的信息化教学技术和方法。与此同时，该院校还鼓励教师在实际教学中应用数字化教学资源，在实践中不断提高应用能力，还构建教师之间的交流合作机制，定期组织教学研讨会与经验分享会，促进教师之间的共同成长。为加强教师的信息化能力培养，技工院校需要采取策略，帮助教师掌握最新的信息化教学技术和方法；鼓励教师在实际教学中应用数字化教学资源，在实践中不断提高教师的知识转化能力。技工院校要构建教师之间的交流合作机制，促进教师之间的经验分享与共同成长。

（四）推动校企合作与产教融合

校企合作与产教融合是技工院校提升教学质量、增强学生实践能力的关键路径，也是推动职业教育与社会经济发展深度融合的重要桥梁。技工学校与企业构建紧密合作关系，可准确把握行业发展趋势，将新技术、新工艺、新标准融入教学资源中，保证教学内容的时效性。以某技工院校与一家知名制造企业合作为例，双方共同开发的数字化教学资源平台涵盖企业的核心生产工艺流程、高精尖设备操作规范、严格的产品质量检测标准，还融入企业文化及职业道德教育元素，全方位提升学生的综合能力。此平台的构建，得益于企业专家的深度参与，提供宝贵的第一手资料，还参与教学资源的设计开发，保证教学内容的行业针对性。在合作过程中，技工院校充分利用企业资源，提供实习实训基地，邀请企业技术骨干担任兼职教师，参与课堂教学和实训指导，将实战经验直接带入课堂，极大地丰富教学内容。与此同时，企业也从中受益，参与人才培养过程可提前选拔并培养符合企业需求的高技能人才，缩短新员工适应期，降低培训成本，实现人力资源的优化配置。具体而言，为更有效地推动校企合作与产教融合，技工院校需构建校企合作委员会或专门机构，定期召开会议，讨论合作进展，解决合作中遇到的问题；除共同开发数字化教学资源外，还应探索构建在线课程、虚拟仿真实验室等多元化教学资源，实现资源的持续优化和更新，满足不同层次学生的学习需求；实施“双导师制”，由学校导师与企业导师共同指导学生的理论学习与实践操作，形成优势互补；鼓励教师与企业技术人员合作，针对行业难题开展联合研发，既能提升教师的科研能力，又能为企业解决技术难题，实现产学研深度融合；定期举办职业技能竞赛、校企合作论坛等活动，为学生提供展示技能的平台，同时促进校企双方在技术、管理、文化等多方面的交流；定期对校企合作项目进行效果评估，收集学生、教师及企业反馈，调整合作策略，促进校企合作项目持续健康发展。

（五）强化数据安全与隐私保护

数字化教学资源日益丰富、使用频率日益增高的背景下，数据安全与隐私保护成为技工院校不可忽视的重大课题。保证学生个人信息、教学资源及系统数据的安全，是法律法规的要求，更是维护学校声誉、保障师生权益的重要基础。某技工院校在数字化教学资源库的建设中，采取多重措施强化数据安全与隐私保护：所有教学资源在上传至平台前均经过严格的加密处理，采用先进的加密算法；构建完善的数据备份机制，采用异地备份、定期备份相结合的方式，在遭遇自然灾害、硬件故障等意外情况下，数据可快速恢复，不影响正常教学秩序。在访问控制方面，该院校实施严格的权限管理策略，按照用户角色分配不同的访问权限，保证敏感数据不被未经授权的用户访问，并定期审查用户权限，调整因人员变动或职责调整导致的权限不匹配问题，防止权限滥用。除此之外，该院校还注重加强师生的数据安全意识培养和教育，开设专题讲座、发放宣传资料、组织模拟演练，面向校内全体师生普及数据安全与隐私保护知识，提高师生的自我保护能力；构建应急响应机制，一旦发生数据泄露或其他安全事件，迅速启动预案，采取有效措施，最大限度地减少损失与影响。为进一步强化数据安全与隐私保护，技工院校还需制定详细的数据安全管理规定，明确各部门职责；采用防火墙、入侵检测系统、数据加密技术等手段，构建全方位的技术防护体系，提升系统的防御能力；聘请第三方专业机构定期对系统进行安全审计，发现并修复安全漏洞，提升系统的整体安全性；制定详细的数据泄露应急预案，明确应急响应流程、责任分工和处置措施，在发生数据泄露事件时迅速、有效应对；将数据安全纳入校园文化建设范畴，举办知识竞赛、主题班会等活动，营造人人关注数据安全的良好氛围。

结语：

综上所述，基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发是技工院校数字化转型的重要组成部分。技工院校需要构建智能化教学系统、开发数字化教学资源库、加强教师信息化能力培养，促进校企合作与产教融合，强化数据安全与隐私保护等策略，提升教学质量与管理水平，为培养高技能人才提供有力支持。随着技术的不断发展与应用场景的不断拓展，技工院校需要持续关注技术发展趋势和应用需求的变化，不断创新和优化数字化教学资源开发的策略和方法，为数字化转型贡献更多的力量。

参考文献：

[1] 曹士其，叶贇. 技工院校钳工实习教学的数字化资源开发及应用研究[J]. 职业，2024（4）：88-90.

[2] 何广玉，黄静. 技工院校课程数字化教学资源开发实践与思考——以《汽车结构认识》为例阶段性研究成果[J]. 汽车知识，2021（2）：84-86.

[3] 隆平，熊美珍. 数字化转型视阈下行业高职院校教师教学能力提升研究[J]. 中国教育信息化，2024，30（12）：99-107.

[4] 鲁煦，徐建国. “AI+VR”辅助下的技工院校英语口语实训教学模式构建路径研究[J]. 教师，2024（27）：45-47.

[5] 黄焕君. 技工教育数字化课程的实践与探究 ——以老年常见病预防与照护课程为例[J]. 现代职业教育，2022（24）：136-138.

课题名称：2024南京市技工院校市教学科研课题“基于人工智能与深度学习理论的技工院校数字化教学资源开发研究”，课题编号26B

作者简介：汤燕湘，女，江苏省南京市，汉族，本科，南京建康高级技工学校，助教，研究方向：职业教育数智化