人工智能（AI）技術(shù)正逐步成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵力量之一。國(guó)務(wù)院總理李強(qiáng)在今年的政府工作報(bào)告中提出，要大力推進(jìn)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。要深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用，開(kāi)展“人工智能+”行動(dòng)。人工智能作為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的驅(qū)動(dòng)力，已成為驅(qū)動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力的重要引擎和來(lái)源。
《人工智能導(dǎo)論》封面
長(zhǎng)期以來(lái)，西北工業(yè)大學(xué)積極布局人工智能賽道。36年前，由計(jì)算機(jī)學(xué)院何華燦教授主編的《人工智能導(dǎo)論》面世，彼時(shí)，人工智能的研究目標(biāo)還僅僅是提高電子計(jì)算機(jī)的智力水平，使其變得更加靈巧。隨著時(shí)代發(fā)展以及智能化的普及，人工智能已上升至國(guó)家戰(zhàn)略層面，并成為未來(lái)時(shí)代的核心驅(qū)動(dòng)力。西北工業(yè)大學(xué)持續(xù)貫徹落實(shí)國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、教育數(shù)字化等重大安排部署，堅(jiān)持以“總師育人文化”引領(lǐng)人才培養(yǎng)，制定了《西北工業(yè)大學(xué)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”實(shí)施方案》等文件并采取一系列措施推動(dòng)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級(jí)，構(gòu)建了教育發(fā)展良好生態(tài)，人工智能已經(jīng)深深地融入到學(xué)校本科人才培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中，為本科教育教學(xué)帶來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
一流課程推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新。3月4日，由學(xué)校數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院張瑩教授團(tuán)隊(duì)精心打造的首門(mén)基于“課程知識(shí)圖譜+AI”形式的新形態(tài)數(shù)字化課程—《微積分》正式在智慧樹(shù)平臺(tái)上線(xiàn)并投入教學(xué)運(yùn)行。相較于傳統(tǒng)課程，新形態(tài)數(shù)字化課程使學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑更加多元化和個(gè)性化，評(píng)價(jià)方式更注重過(guò)程性學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)反饋。同時(shí)，可針對(duì)不同的班級(jí)、不同層次的學(xué)生建立相應(yīng)的課程版本，每個(gè)版本課程由教師依據(jù)班級(jí)情況自主組建知識(shí)體系，及時(shí)調(diào)整教學(xué)重難點(diǎn)及教學(xué)方法，并利用人工智能技術(shù)為學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)提供精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)資源和強(qiáng)大的自適應(yīng)練習(xí)系統(tǒng)，滿(mǎn)足不同學(xué)生多元的學(xué)習(xí)需求。張瑩教授的《微積分》AI課程以知識(shí)圖譜為核心，以結(jié)構(gòu)化形式描述微積分知識(shí)點(diǎn)、教學(xué)資源、教學(xué)活動(dòng)、測(cè)評(píng)方式之間的關(guān)系，具有知識(shí)管理、學(xué)習(xí)導(dǎo)航、學(xué)習(xí)評(píng)估等功能。該課程還引入了具備強(qiáng)大的文本理解、生成能力和資源檢索能力的智能教學(xué)助手，可以幫助教師及學(xué)生創(chuàng)造更多的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，學(xué)生不僅可以與其對(duì)話(huà)，尋找自己想要了解的內(nèi)容，還可以基于單個(gè)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容或問(wèn)題進(jìn)行全網(wǎng)檢索，獲取智能推薦的有針對(duì)性、精準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)資源，提升學(xué)習(xí)效率。2022級(jí)電子信息大類(lèi)的孫明旭同學(xué)課后說(shuō)：“《微積分》AI課程通過(guò)個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能實(shí)時(shí)反饋和糾錯(cuò)等方式，提高了我的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)興趣，幫助我更好地理解和掌握微積分的知識(shí)和技能?！?022級(jí)材料與化工大類(lèi)的陳佳寧同學(xué)說(shuō)學(xué)習(xí)后感悟到：“《微積分》AI課程是一個(gè)能夠幫助我在任何時(shí)候復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)知識(shí)的平臺(tái)。課程既把每一章繁雜的知識(shí)點(diǎn)細(xì)化成小知識(shí)點(diǎn)，讓我更容易獲得漸漸學(xué)會(huì)微積分的成就感，又在每個(gè)知識(shí)點(diǎn)上配備相應(yīng)的習(xí)題練習(xí)，隨學(xué)隨練，練完后還可以通過(guò)可視化的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)自己每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度從而有針對(duì)性地去學(xué)習(xí)，是一個(gè)非常適合大一新生用來(lái)學(xué)習(xí)微積分的平臺(tái)?！?/p>
《微積分》AI課程知識(shí)圖譜、測(cè)試題庫(kù)界面
學(xué)校積極推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新，以人工智能賦能“新工科”建設(shè)。目前，學(xué)校已開(kāi)設(shè)《人工智能導(dǎo)論》、《人工智能程序設(shè)計(jì)》、《仿生智能材料》、《智能制造技術(shù)》等200余門(mén)與人工智能+、機(jī)器人相關(guān)的通識(shí)課程、學(xué)科專(zhuān)業(yè)課程和素質(zhì)拓展課程，覆蓋26個(gè)教學(xué)單位?！鞍肯鑼W(xué)堂”智慧教育平臺(tái)上線(xiàn)了50余門(mén)人工智能相關(guān)的在線(xiàn)開(kāi)放課程和視頻資源，包括《人工智能法》、《人工智能安全》、《人工智能數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》等。同時(shí)，《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》AI課程、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《計(jì)算機(jī)控制》等多門(mén)數(shù)字化課程依托在線(xiàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)建設(shè)完成，《理論力學(xué)》、《迷人的材料世界》、《電磁場(chǎng)與電磁波》等30余門(mén)數(shù)字化課程正在建設(shè)中。
西工大開(kāi)設(shè)的人工智能相關(guān)課程教學(xué)大綱
今年，學(xué)校將在數(shù)字化課程建設(shè)上持續(xù)發(fā)力，以打造100門(mén)優(yōu)質(zhì)數(shù)字化課程為目標(biāo)，啟動(dòng)人工智能技術(shù)與素養(yǎng)類(lèi)課程立項(xiàng)建設(shè)和本科優(yōu)質(zhì)數(shù)字化課程認(rèn)定工作，鼓勵(lì)老師們將數(shù)字化新技術(shù)、新理念、新方法深度融入教育教學(xué)，注重在課程設(shè)計(jì)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方法上的創(chuàng)新，運(yùn)用知識(shí)圖譜、人工智能、微視頻等新形態(tài)數(shù)字化技術(shù)，建立數(shù)字化教學(xué)資源庫(kù)，并達(dá)到廣泛共享、示范引領(lǐng)的作用。
一流專(zhuān)業(yè)奠定人工智能人才培養(yǎng)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)。上世紀(jì)八十年代，全國(guó)第一部《人工智能導(dǎo)論》教材的出版標(biāo)志著西工大早就在本科階段超前開(kāi)設(shè)了人工智能、模式識(shí)別等課程。2019年，學(xué)校首批獲得“人工智能”本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)資格，并依托“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”一級(jí)學(xué)科開(kāi)展建設(shè)。近年來(lái)，人工智能專(zhuān)業(yè)面向國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，以學(xué)?！叭健碧厣珵橐劳?，以“空天地?！贝髷?shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，重點(diǎn)關(guān)注智能感知、大數(shù)據(jù)智能、圖像處理、語(yǔ)音識(shí)別等方向，并通過(guò)這些方向進(jìn)一步支持航空、航天、航海、材料、機(jī)械、生物醫(yī)學(xué)等具體應(yīng)用領(lǐng)域的需求。使培養(yǎng)的學(xué)生普遍掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的基本理論，具有較強(qiáng)地應(yīng)對(duì)解決計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能等領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的專(zhuān)業(yè)能力，對(duì)計(jì)算機(jī)前沿領(lǐng)域如人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等方面均有深刻理解并能很好地應(yīng)用于工作實(shí)踐，能夠成長(zhǎng)為在人工智能專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的“復(fù)合型、創(chuàng)新型、引領(lǐng)型”專(zhuān)業(yè)人才。
一流教材支撐跨學(xué)科人工智能人才培養(yǎng)。早在1988年，學(xué)校計(jì)算機(jī)學(xué)院何華燦教授根據(jù)十多年在西北工業(yè)大學(xué)、北京師范大學(xué)和電力科學(xué)院研究生部為研究生和高年級(jí)大學(xué)生講授《人工智能導(dǎo)論》課整理的講義，編著了《人工智能導(dǎo)論》，由西北工業(yè)大學(xué)出版社出版。本書(shū)原稿于1983年被航空工業(yè)部選為統(tǒng)編教材，由航空專(zhuān)業(yè)教材編審組編輯出版，內(nèi)部發(fā)行。教材先后被五十多個(gè)單位選作教材或主要參考書(shū)。
十四五以來(lái)，學(xué)校規(guī)劃出版了30余部與人工智能相關(guān)的跨學(xué)科教材，基本涵蓋學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科，如航空、航天、航海、機(jī)械制造、發(fā)動(dòng)機(jī)、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域，如《智能裝配工藝與裝備》《智能航空發(fā)動(dòng)機(jī)—基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)》《智能物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論》《DelFly撲翼飛行器的設(shè)計(jì)、空氣動(dòng)力學(xué)和人工智能技術(shù)》《聲信號(hào)處理與智能分析》及機(jī)器人系列教材等。
西工大規(guī)劃出版的人工智能相關(guān)的跨學(xué)科教材
一流資源助力人工智能技術(shù)更加普及。學(xué)校外國(guó)語(yǔ)學(xué)院以沉浸式外語(yǔ)智慧教育中心為載體開(kāi)發(fā)的基于人工智能沉浸式VR口語(yǔ)訓(xùn)練測(cè)試系統(tǒng)，融合大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，集教、學(xué)、評(píng)、研于一體，創(chuàng)設(shè)高度仿真的口語(yǔ)、口譯及移動(dòng)小組討論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)場(chǎng)域，通過(guò)智能算法根據(jù)學(xué)生不同的實(shí)際操作觸發(fā)多種真實(shí)語(yǔ)言交流情境，精準(zhǔn)化輸入和創(chuàng)造性輸出，實(shí)現(xiàn)學(xué)生身臨其境的口語(yǔ)學(xué)習(xí)和操練。同時(shí)，AI智能評(píng)分及評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供學(xué)情數(shù)據(jù)報(bào)告，供學(xué)生了解當(dāng)前口語(yǔ)水平、優(yōu)勢(shì)及不足，為有效提高口語(yǔ)表達(dá)能力精準(zhǔn)施策，構(gòu)建了基于情景交際的語(yǔ)言教學(xué)環(huán)境、學(xué)生語(yǔ)言素養(yǎng)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)以及多感官沉浸式學(xué)習(xí)的全新智慧化教學(xué)生態(tài)。
基于人工智能沉浸式VR口語(yǔ)訓(xùn)練測(cè)試系統(tǒng)界面及場(chǎng)景
計(jì)算機(jī)學(xué)院針對(duì)“普適計(jì)算‘根技術(shù)’知識(shí)抽象難于理解，無(wú)法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性”這一關(guān)鍵核心問(wèn)題，打造了場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的嵌入式智能感知虛擬實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)軟件定義方法、AIGC人工智能生成及跨平臺(tái)跨領(lǐng)域的智能交互技術(shù)，生成各種室內(nèi)外泛在嵌入式智能感知應(yīng)用場(chǎng)景和生動(dòng)的課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)道具，突破了現(xiàn)有理論與實(shí)踐教學(xué)分離的傳統(tǒng)教育教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)了課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體驗(yàn)感。
“無(wú)人機(jī)集群察打場(chǎng)景”下的嵌入式智能感知虛擬仿真實(shí)驗(yàn)
一流平臺(tái)加速智慧教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型。學(xué)校教務(wù)部教學(xué)運(yùn)行與服務(wù)中心利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)營(yíng)造智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，通過(guò)引入智能中控、網(wǎng)絡(luò)、智慧教學(xué)等設(shè)備和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的數(shù)字化、教學(xué)手段的多樣化以及教學(xué)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)化，解決了教務(wù)管理工作繁重、師生管理服務(wù)薄弱、教學(xué)資源管理困難等工作難點(diǎn)痛點(diǎn)，提升了教學(xué)資源動(dòng)態(tài)化管理水平、綜合服務(wù)能力和教學(xué)資源運(yùn)行效能。
數(shù)字化教學(xué)運(yùn)行中心平臺(tái)
學(xué)校還以為師生提供高質(zhì)量、多元化的知識(shí)資源供給、個(gè)性化和碎片化的學(xué)習(xí)空間為目標(biāo)，打造了“翱翔學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)，平臺(tái)以高質(zhì)量、多元化教育資源供給為核心，首創(chuàng)“資源中心”、“知識(shí)圖譜中心”和“教學(xué)數(shù)據(jù)中心”的資源支撐框架，以AI智能能力開(kāi)放平臺(tái)為驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教育資源統(tǒng)一管理、知識(shí)圖譜多元化應(yīng)用、個(gè)性化知識(shí)推薦和以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧教學(xué)評(píng)價(jià)等功能；平臺(tái)還利用圖像識(shí)別、OCR識(shí)別等多模態(tài)智能分析能力，將海量資源進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)級(jí)別的內(nèi)容拆分，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的知識(shí)庫(kù)體系，為資源供給形式的豐富性和推薦的精準(zhǔn)性提供支撐。學(xué)習(xí)者可智能提取學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容標(biāo)簽，平臺(tái)結(jié)合用戶(hù)行為數(shù)據(jù)生成算法，為學(xué)習(xí)者生成個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑，提升學(xué)習(xí)效果。
“翱翔學(xué)堂”智慧教育平臺(tái)
教育部部長(zhǎng)懷進(jìn)鵬在十四屆全國(guó)人大二次會(huì)議民生主題記者會(huì)上提出：“對(duì)我們教育系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人工智能是把‘金鑰匙’。未來(lái)，我們將致力于培養(yǎng)一大批具備數(shù)字素養(yǎng)的教師，把人工智能技術(shù)深入到教育教學(xué)和管理全過(guò)程、全環(huán)節(jié)，來(lái)研究它的有效性、適應(yīng)性，讓青年一代更加主動(dòng)地學(xué)，讓教師更加創(chuàng)造性地教。要加強(qiáng)人工智能相關(guān)學(xué)科專(zhuān)業(yè)的高層次人才培養(yǎng)，提升科學(xué)研究創(chuàng)新能力，加快平臺(tái)建設(shè)。”過(guò)去數(shù)年，西北工業(yè)大學(xué)在傳統(tǒng)人才培養(yǎng)工作中取得了豐富的成果與經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)數(shù)年，西北工業(yè)大學(xué)將繼續(xù)勇立潮頭主動(dòng)出擊，在人工智能的浪潮中提速布局、加速推進(jìn)。學(xué)校將繼續(xù)貫徹國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，緊扣“強(qiáng)特色、筑高峰”的要求，通過(guò)人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)應(yīng)用，不斷提升教師數(shù)字化教學(xué)能力，創(chuàng)新教育教學(xué)模式，助推教學(xué)質(zhì)量和效率提升。著力打造“一流專(zhuān)業(yè)、一流師資、一流課程、一流教材、一流平臺(tái)”，不斷深化大學(xué)生“專(zhuān)業(yè)精、系統(tǒng)強(qiáng)、重實(shí)踐、能擔(dān)當(dāng)”的能力錘煉和素養(yǎng)養(yǎng)成，引導(dǎo)教師將“總師育人文化”融入課堂教學(xué)，將前沿科研成果轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新思路和務(wù)實(shí)舉措，推進(jìn)第一課堂和第二課堂深度融合，千方百計(jì)讓學(xué)生成長(zhǎng)成才，源源不斷地為國(guó)防軍工領(lǐng)域輸送“總師”型人才，為新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展提供人才支撐。
（文字：韓寅奔；審核：傅茂森、馬西平）
