课堂突然涌进近100人,武大这位AI助教太厉害!
人工智能+高等教育?
数智教学+一流课程?
坐拥最先进的助教
拥有最广大的题库
融合AI助教
先进的教学手段
……
武汉大学的数智课堂如何养成?
快来和珞珞珈珈一起看看!
选课秒空,数智课堂一位难求!
何为数智课堂?如何以智助学?在这门“爆火”的课上我们可以得到回答。电气与自动化学院唐飞副教授,率先在《电气工程基础》课程中尝试使用知识图谱、AI助教等技术开展数字化教学,积极开展以学生为中心的数字赋能教学改革与创新,别出心裁的混合式教学课堂节节爆满,座无虚席。
▲《电气工程基础》课程
坐拥AI助教,也曾站在大厂的科技第一线,唐飞想要真正把数智教育带给他的开放思维,带给更多的学生。他结合自身专业,使用ai助教,开设《电气工程基础》课程,在武汉大学珞珈在线网络教学平台上线。该课程的教学目标是:帮助同学们建立电力系统的基本概念,掌握电力系统稳态运行与控制的基本原理和方法,熟悉电力系统稳定等基本概念。让同学们具备工程基础知识、专业知识,以用于解决电气工程领域相关的工程设计、生产制造、系统运行、技术开发等方面的复杂工程问题。9个模块、5大层级、400多个知识点······在数字赋能的新时代,他看到了教育的无限可能。数字化的教学模式为同学们提供了丰富的学习资源。提供丰富的学习资源并不意味着一味地灌输填鸭,比起让所有同学学会所有知识,唐飞更希望因材施教,让同学掌握自己的学习进度。
▲唐飞上课照片
“一门课程,教学班是60人满员,但是在线上班级珞珈在线平台,涌进来将近一百个同学,他们有不同的学习需求”,有的同学希望了解课程大纲,有的同学想要细致钻研。“我会提供给他们不同的学习路径,从‘七天学习’到‘七遍学习’,为不同的同学‘赋能’。”尽管唐飞还是习惯使用互联网公司的“黑话”,但他真切希望自己能够和同学们“对齐颗粒度”,用自己习惯的互联网管理模式,让同学们可以用自己最习惯的学习方式,站在AI技术最“贴地”的前沿。
▲知识图谱优势
唐飞深知,高等教育正站在一个知识爆炸的新时代门槛上,面临着前所未有的挑战与机遇。在这样一个信息和科技飞速发展的时代背景下,传统的教材更新步伐显得缓慢,难以跟上时代的步伐,传统教学模式的局限性也逐步显露。唐飞认识到,过去学生在课后往往难以继续与老师沟通,这种断层的学习体验不仅影响了学生的学习效率,也可能导致学生对老师的不满。在唐飞的眼中,数字化教学不仅仅是一种工具,更是一种全新的教学理念。他引入了AI助教,这一创新的教学工具,为学生提供了24小时不间断的学习支持。AI助教不仅能够基于课本内容回答学生的提问,还能够学习历年的教学案例和学生提出的问题,为学生提供快速、准确的解答。
它打破了传统的师生二元关系,引入了数字化资源这一“第三者”,为教学注入了新的活力。这种三元教学模式,如同一个稳固的三角形,为高等教育的发展提供了坚实的支撑。它不仅提高了课程的达成度,也提升了教学的质量和效果。教师通过自己的教学技巧,将这些数字化资源进行合理的排布和整合,使之成为教学的一部分,为学生提供了沉浸式的学习体验。在唐飞的引领下,学生不再局限于传统的课堂,而是可以在任何时间、任何地点,通过数字化资源进行沉浸式的学习。
▲AI生成的助教形象
AI课堂小助手是唐飞为同学们带来的全新体验。“有的时候,同学需要老师答疑,但是我不能及时回复,AI课程小助手配合上一届学长在QQ群里的“蹲守”,就成为这种时刻的及时雨。”不但如此,AI助教还可以成为同学们的“搜索引擎”,帮助同学们进行更精准的知识定位。
▲AI课堂小助手
数字人,也是唐飞课堂上的一大创举,“数字人,就像是我的一个数字分身一样”,拥有和唐飞一样的声音和外形,但是可以提供全天候的陪伴。“其实有时候,同学们不是没有学习的热情,可能就是需要一个开始的机会,我希望我的形象,可以成为同学们开启学习的一个理由。”
▲唐飞数字人形象
“同学们完成前期课程之后,我还设置了课后的‘虚拟仿真实验’,让同学把课堂上学习到的知识,以数字孪生的方式应用于元宇宙中。”在学习了电力接线的流程后,唐飞就在课后设置了一个体验接线的虚拟实验,坐在教室里的同学化身一个电力工作者,思考接线、保护电缆的全流程。“我记得有一个实验特别有意思,我设置的目的地是不能攀爬的,有些同学就偏要去试试。爬上去,啪就摔下去了。”尽管是一个数字孪生的虚幻世界,唐飞依旧想要给同学们第一视角的切身经验。
▲虚拟仿真实验
唐飞努力为同学们提供数字时代的新体验,他也包容其他的学习模式。“有一些同学习惯通过在题海里遨游,寻找掌握知识的快乐和踏实的获得感。”数字平台的优势,正在于提供更加丰富的资源。多种类型的学习资料被数字化,教科书、教案、习题......无论是文字还是视频,这一次,是学生自主选择学习方式;无论下午还是早上,只要点进学习通,资料和老师就等在这里,这一次,是随时随地开启的学习体验。
▲唐飞上课照片
老师为同学们提供多种选择,更希望同学们可以参与到课堂的共同构建中,唐飞把同学分成小组,不同的同学按照小组和年级,针对400多个知识点和自身经验,设计个性化的题目,并在题后留名。“刚开始同学还会有一些排斥,觉得这个老师布置了太多任务,但是后来,同学们发现,给别人出题是一个很有意思的学习过程。”接受挑战、挑战别人的好奇心激励着同学们自主探索知识的边界,好胜心转化成同学们之间的良性竞争。丰俭由人,“卷躺在我”。“我希望我能多做一点,为同学提供一个轻松的竞争环境,给同学们提供即时的课程反馈,又加上一点社交的功能,反而能够激发起同学们的学习兴趣。”
▲学生正在思考设计考卷题目
▲学生设计的问题
与时俱进的不仅是唐飞,他也希望他的课程可以与时俱进。他以AI为舟,倡导学生利用人工智能提升学习效率,同时在课堂上采用构建知识图谱等AI方法,推动精准教学,引导着学子们在知识的海洋中乘风破浪。
“心惊肉跳”, 回到高中课堂?
尽管唐飞负责教授的只是一门课程,他却希望自己的这门课程,可以给同学们带来更久的影响。如同快速发展的人工智能一样,任何学术和社会问题也都有讨论的空间。让同学们自己寻找问题,激发他们对于知识的热情。“普通的反转课堂,同学们不但要担任讲解的人,也要承担评价其他同学的责任,有时候难免无法跳出学生视角,数字化课堂,为同学们提供了一个第三者的观看环境。”完成了找资料的过程,过程中产生的疑问可以由数字人和AI小助教解决。“这个过程还有一点非常有意思,同学问着问着小助手,就会发现AI还是仿真,无法完全取代真人,于是自然而然就形成了批判性思维。”同学之间相互出题,对AI小助手产生一点质疑,唐飞相信,学习就在这样的互动和思考中春风自来,这股清风吹拂,会一直蔓延,吹绿课堂之外的世界。
▲《电气工程基础》课程资料
在唐飞的课堂上,同学们在切磋琢磨之间发现自己感兴趣的选题,在珞珈山外,唐飞支持他们向下钻研。“有一组在课堂上讨论‘资源应用的方式’时,提出‘以多类型储能,完成新能源的优化配置’的研究思路。他们自己在课下又去深化了这个选题,编写代码,去湖北电科院、湖南经研院走访调研。顺其自然参加了2023年的全国电子电气创新大赛,最后也获得了全国的一等奖的认可。”看着课堂上的理论学习,批判思维的训练,落地成沉甸甸的一份调查报告,唐飞由衷地为同学们高兴。他相信,桃李不言,下自成蹊。这些自然而然的获得终会成为他们最难忘的人生馈赠。
▲参赛团队合照
▲参赛团队获得第二届高校电子电气工程创新大赛一等奖
课程不止于课堂,育人不仅在知识,唐飞的课堂上,处处熔铸着真诚和温情。每节线下课程,唐飞都会提前半个小时到教室,无论是给同学们播放一些小视频,还是分享近日见闻,他希望线下的每一次见面都是满满温暖。“十周的课程,第五周我基本就可以记住每个同学的名字了。”唐飞会有些自嘲地形容,“同学们又回到了‘心惊肉跳’的高中课堂”,但是每一年的课程评价里,“唐老师,我希望以后也能成为像你这样的大学老师”的真诚留言,是唐飞心底最温柔的课堂收获。
▲学生评教
▲学生手写评教留言
唐飞每一天都会逼迫自己走得再多一点,因为他知道,电气工程是一个国家最为重要的大动脉之一,而课堂上的心动,或许就会成为同学们人生中的一次幡动。“我会给同学们看电力工作者的工作日常,学长学姐参与变电站的巡检的艰苦工作。”课后参与的虚拟实验变为现实的学长人生,虚实相交,理论变为日常,春风化雨,成为点点柔光,唤醒同学心中的点点萌芽,或许在未来人生的某一个时刻,点亮万家灯火,开成一路繁花。
让学生当老师?教育共绘未来
在唐飞的课堂上,学生们仿佛置身于一个充满活力的创意工坊,他鼓励学生运用前沿的知识和创新的理念来解决电力系统领域的实际问题。他倡导的是一种开放的学习态度,鼓励学生们积极地探索和应用新兴的知识领域。唐飞不满足于传统的教学模式,而是将每一堂课都变成一次思维的火花碰撞。例如,当新能源技术兴起时,他不是简单地传授已有的知识,而是激励学生深入研究,通过查阅大量资料来了解新能源的应用,并思考其对构建新型电力系统所带来的挑战和问题。
▲唐飞上课照片
在唐飞的教学理念中,教育是一种动态的、不断发展的过程。他强调,教学不应局限于课本和教材的框架,而应紧跟时代的步伐,不断更新教学内容和方法。他相信,通过数字化教学的运用,能够点燃学生的学习兴趣,激发学生的批判性思维和终身学习能力,去不断探索、发现并创造新的价值。
对于未来数智教学的发展趋势,唐飞抱有深刻的洞察和热切的期待。他预见到,随着数字教学的蓬勃发展,教育的面貌将经历一场革命性的变革。他期望通过数字赋能,教学将变得更加高效,学生能够在愉悦的氛围中学习,教师则能够释放出更多的创造力,将精力投入到教学设计和教学环节的提升上。
▲AI助教形象
唐飞相信,未来的教学将更加注重学生的参与度和课程指标的达成。他倡导将慕课3.0与人工智能技术相结合,利用垂直大模型对学情进行精准分析,为每位学习者绘制清晰的学习画像。他强调,评价一个学生的学习能力不应仅仅依赖于终结性评价,如考试,应结合过程性评价,全面考量学生的学习态度、热情和自驱力。
唐飞提出,教学不应是单向的知识传递,而应是一个共建和共享的过程。他鼓励学生成为课程的共建者,以主人翁的姿态参与教学的每一个环节。每年,他都会选拔上一届的优秀学生担任助教,让他们在教学实践中发挥作用,同时也从学生的独特视角中汲取新的灵感。他还鼓励学生参与试题的编制、科普视频的制作,将个人的智慧和资源注入到数字化资源库中,实现知识的共享和传承。
教育将变得更加开放、互动和共建。他相信,通过师生的共同努力,教育将不再有掉队者,每个学生都能够在知识的海洋中遨游,成长为终身学习者和创新者。他期待着教育将变得更加开放、互动和共建,期待着一个更加美好的未来。
把握热点,以智助学
数智课堂如春风化雨
润物无声
将科研的深度
与教学的温度相结合
三尺之上
又或三尺之下
师生共同期望的
是点亮万家灯火的那天
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● 这场梁子湖的相遇,太热烈!
感谢武汉大学本科生院
封面图来源于受访者
采访:夏方芳 赖晓萱
文字:韩雅宁 赖晓萱
编辑:夏方芳
责编:赖晓萱
审核:邢知博
投稿邮箱:whu_luojiahao@163.com
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