“AI+X”,交大让人才培养更智能!
人工智能是新一轮
科技革命和产业变革的重要驱动力量
西安交大
推动人工智能赋能教育教学改革创新
实施AI+专业、课程、教学、学习、
评价、资源、平台“七大工程”
建设问题图谱、知识图谱、能力图谱
从教育理念、教学方法和培养模式等
全流程、全链条开展
新时代创新人才培养的探索与实践
致力于培养适应未来社会发展
所需的拔尖创新人才
围绕“问题、知识、能力”图谱,
实施“七大工程”
“AI+专业”:
交叉融合,打造“AI+X”专业体系
面向人工智能新浪潮,西安交大紧密贴合新时代对专业人才的需求变化,布局“AI+专业”人才培养改革。以学科交叉融合为核心,形成了超前试点、全面升级的“1+3+4+N”的“AI+X”专业体系。
人工智能本科专业知识体系与课程设置
1986年
西安交大在国内最早成立人工智能与机器人研究所,成为人工智能领域人才培养高地和创新高地。
2017年
学校超前试点,创办人工智能拔尖人才培养试验班,为培养人工智能人才奠定了坚实基础。
2018年
获批建设全国首批人工智能专业,在全国率先开展了本科人才培养,并在人工智能与机器人研究所的基础上成立人工智能学院,系统培养具备专业知识和技能的人才。
2024年
人工智能学院牵头实施教育部人工智能领域教材计划,主编出版的《人工智能本科专业知识体系与课程设置》已迭代至第二版,构建了由八大课程群组成的人工智能专业核心课程体系。同时,还汇聚了顶尖高校师资力量,建设国家人工智能产教融合创新平台,打造人工智能人才培养标杆。
“AI+X”专业体系
在“AI+X”专业体系中,西安交大不仅大力推动传统优势专业的改造升级,开设了智能制造工程、能源互联网工程、大数据管理与应用等3个AI相关专业,还深化交叉融合培养模式改革,增设了智能化工、数据科学、数字经济、语言数据科学等4个“AI+”专业新方向。
此外,西安交大还将探索建设一批“AI+”微专业,为更多不同专业背景的学生,提供学习和掌握AI知识和能力的机会,打造AI领域人才培养高地。
“AI+课程”:
智慧赋能,构建“1+1+X”AI课程体系
在人工智能领域专家、中国工程院院士郑南宁教授的引领下,2024年秋季学期,西安交大面向全校学生开设了《人工智能基础方法与应用》本科生通识课,此课程迅速获得了同学们的热烈反响。通过该课程,学生们得以更深入地了解AI技术及其思维和应用,极大地激发了他们学习AI的热情。
郑南宁院士表示:“要把人类的诉求、生命的意义、文化与心理的需求和人工智能技术结合,使我们有能力去创造那些智能机器无法替代的工作,培养学生成为能够轻松使用和驾驭人工智能的创新人才。“
为了满足学生对人工智能素养的迫切需求,在2023年新版本科培养方案修订过程中,西安交大特别在数理基础课模块新增了《大学计算机-人工智能》基础课,供全校所有专业学生自由选择。该课程由崔舒宁副教授主讲,他特地安排了10天的AI案例设计训练营,通过“飞行游戏设计开发”等项目驱动,使学生在实践中掌握AI技术应用和编程技能。
参与课程的蔺经纬同学表示:“不仅学习了AI技术和编程思维,还提高了解决问题和团队协作的能力。”
《大学计算机-人工智能》课程训练营
此外,西安交大还积极推动各个学院优化升级专业课程群,鼓励课程融入AI相关学科交叉和领域前沿知识。目前开设了AI融入的基础课9门、专业核心课36门、专业选修课20门、“AI+专业”应用课程43门,与通识课和基础课共同构成了“1+1+X”的西安交大人工智能本科课程体系,为学生未来的职业发展奠定坚实基础。
“AI+教学”:
智能驱动,打造“师-生-机”交互课堂
在AI技术高速发展的背景下,2024年6月,西安交大教务处组织召开了智课建设交流研讨会,深入研讨了人工智能技术建设需求、未来方向和实践应用。
国家教学名师冯博琴教授表示:“人工智能技术已发展成为推动教育变革的重要力量,高校亟需抢抓教育数字化转型发展机遇,构建更多前瞻性的课程体系,加快推进课程教学模式改革,为学校改革注入创新活力。”
2024年7月,西安交大立项智课教改项目87项,按理工文医四大板块,分层分类引导教师开展“AI+教学”实践,鼓励教师利用AI工具开展教学设计、备课、题库建设、知识图谱构建、情景教学、课堂互动等实践,提高课程建设效率和质量。教育教学活动从“师-生”二维正在迅速向“师-生-机”三维转变,让大规模个性化学习成为可能。
机械学院王保建教授在《智能制造系统的人工智能应用及实践》课程中构建了与实体产线实时映射的数字孪生车间虚拟教学平台,实现虚实模型间的双向交互,增强学生体验感和学习兴趣,实现了人工智能技术在机械工程专业实验课程中的落地应用。
未来技术学院智能制造2201班刘栋欐表示:“虚拟教学平台结合了实际车间设备的使用,让我在真实的生产环境中进行模拟操作。这样的学习体验让我能够亲手实践复杂的制造流程,理论与实践的结合增强了我的理解和动手能力。”
数字孪生教学模式场景
为了进一步提升教师的数智素养和教学创新水平,西安交大成立了智课虚拟教研室,邀请智课项目成员、校内外专家、企业专家、部门代表加入,持续开展跨学院、跨校企的教学研讨、教学培训、资源建设等活动,从AI时代的教育理念、教学能力、应用技术等方面提升教师教学创新水平。
近三年来,西安交大累计举办AI相关报告、工作坊等25场次,培训教师2532人次,形成“常态推进、多维并举”的工作机制。通过这些努力,教师数智素养普遍提升,并产生一批典型应用案例。
“AI+学习”:
个性学习,构建智能化成长环境
2024年9月,西安交大面向全体本科生推出了AI咨询助手——“仙交小i”。这一创新举措旨在为学生提供课程、学籍、实践、交流等各方面问题24小时实时咨询。基于语言大模型能力,“仙交小i”能够按照提示词快速检索并提供相关信息,为学生学习生活提供高效便捷服务。
“仙交小i”问答界面
为应对多学科交叉知识碎片化、“知识迷航”、学生朋辈学习交流范围有限等挑战,未来技术学院牵头开展了“基于知识图谱的采集式学习平台”建设,并于2023年5月上线。
该平台集成了“知识森林”“资源平台”“学习平台”三大模块,整合了全校万余个学习资源,实现了导航式学习、学习资源检索、在线测验、朋辈交流、趣味学习等多种功能。通过形象化的方式,平台清晰地展示了知识点及其之间的认知关系,帮助学生对学习内容形成直观、系统的认识。
储能未来2201班张诣轩说:“‘基于知识图谱的采集式学习平台’对于知识之间的体系构建把握清晰,针对专业学习有特定的体系和提升思路,对于我们来说是一款不可多得的‘利器’。”
“基于知识图谱的采集式学习智能平台”学习和教学场景
本学期,能动学院周屈兰教授开设的《燃烧学》课程运用知识图谱AI教学框架模型和AItalker技术,使用BOPPPS+AI课堂流程模型,构建“教师-学生-AI Speaker三方研讨式课堂”。
在这一教学模式下,学生通过小组讨论AI观点的合理性和扩展性,不仅为AI提供新的训练内容,同时也提高了学生批判思维能力和意识。
能动C2201班柯洵洋说:“使用知识图谱和AI课程进行学习,让我预习效率大大提升,课程的逻辑结构更加清晰,遇到问题可以及时在线提问、分析,还可以和AI助学进行讨论,更加训练了我们的思维能力。”
“教师-学生-AI Speaker”三方研讨式
课堂教学框架和场景
“AI+评价”:
数据驱动,精准评估教与学
随着AI技术广泛应用于课堂,教与学的考核评价、质量监测与持续改进发生颠覆性改变。
在程序设计类课程教学中,电信学部吴宁研究员利用AI赋能学情诊断与预警,构建了基于深度神经网络的知识追踪与成绩预测模型,并研发了“计算机课程学习平台”,实现了远程编程练习与错误提示、学习提醒与成绩预警、知识水平诊断及个性化资源推荐、学习效果成因分析等功能,以可视化形式全面保障课程教学质量。
程序设计类课程的学情诊断与预警
西安交大全面实施集“理论提升、技术研发、实践改革等一体化”的教育教学评价改革工程。通过首创的教学质量实时监测大数据平台,实现了课堂教学数据精准采集、精准评价、精准督导、精准帮扶的“四精”育人新体系。
这一体系旨在破解影响课堂教学质量与管理的难题,推动师生共同提升课堂质量。此项改革成功入选教育部首批“人工智能+高等教育”典型案例,并获得了国家级教学成果二等奖。
西安交大“四精”育人体系架构
西安交大还构建了“校-院-处”三级智能教学质量督导体系,形成“评价、引导、反馈、提高”的质量闭环,对课堂教学全过程动态评价,自动识别问题课堂和课堂问题。通过采取递进式培训以及专家组会诊等个性化措施,“点拨”教师,实现了既“帮”又“管”的双重目标。
“AI+资源”:
技术牵引,升级多模态数智资源
自2013年起,西安交大便在全国高校中率先启动在线开放课程资源建设,迄今已在国内外各大慕课平台累计推出282门精品课程,吸引了超过1300万学习者的广泛关注与参与,同时,全面建成748间智慧教室,每学年高效完成3万余门次课堂教学的高清录制工作。
西安交大在国家智慧教育平台
上线课程超300门次
2022年3月,国家高等教育智慧教育平台正式启动并投入运行,首批精选了来自全国1800所高校建设的5万门优质课程。西安交大积极响应,首批接入该平台课程超过300门次,入选数量在全国高校中名列前茅。
近年来,西安交大持续推动教学资源数智化转型,深度融合AI技术。目前,已建设完成102门知识图谱课程和87种数字教材,并成功获批9个省部级以上虚拟仿真实践教学中心。
通过不断构建多模态数智资源体系,西安交大全方位提升了“教、学、管、评”各环节的智能化水平,为教育教学质量的持续提升注入了强劲动力。
“AI+平台”:
平台为基,助力教学场景创新应用
如何发挥数字化、智能化平台效能,更好地支持教师开展智慧教学,真正让课堂动起来、效果好起来,是AI教学改革的关键任务。为此,西安交大不断优化升级各类教学平台工具,积极营造便捷友好的数智化教学环境。
西安交大已建成了服务教学管理以及师生教学过程等多个平台,实现了教学过程可管、时间可控、结果可见。
课前
依托“思源学堂”“爱课程”“雨课堂”等课程教学平台,学生可及时查看课程资料和教学课件,了解教学计划与考核要求,开展课前预习。
课中
借助“Class平台”及其他课堂实时交互工具,有效加强师生互动、生生互动,激发学生学习主动性。
课后
教师可通过“思源学堂”及课堂教学平台及时布置习题作业,开展在线答疑、作业批改及考核测试等,为学生提供特色教育资源和个性化学习指导,帮助学生培养兴趣、开发潜能。
为进一步实现AI深度赋能,满足个性化教学需求,实现教育资源的优化配置,西安交大在12个学科专业领域率先开展教育垂直大模型训练工作。这一举措,进一步丰富了学生学习体验、拓宽了学习广度,提升了学习效率,为AI教学改革注入了新的活力与动力。
信息系统支撑学习全过程框架示意图
未来,西安交大将持续纵深推进“七大工程”,形成学校总体行动计划,分类实施具有理、工、文、医领域特点的改革矩阵,着力培养学生逻辑思维、工程思维、批判思维和实战思维,形成具有交大特色的AI赋能教育教学新模式,培养引领未来的高素质人才,为实现高质量发展汇聚起更加强大的力量。
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内容来源 / 西安交大教务处
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