中欧官网appAI+课程提升拔尖创新人才核心素养

发布时间：2024-03-31 03:27:37 来源：zoty中欧登录入口 作者：zoty中欧体育平台

　　党的二十大报告提出，推进教育数字化。2024年世界数字教育大会提出，“实施人工智能赋能行动，促进智能技术与教育教学等的深度融合，以智助教、以智助学，开发智能学伴与智能助教等。”随着人工智能技术的快速发展和日益普及，人工智能与教育深度融合势在必行。华南理工大学聚焦拔尖创新人才培养，充分利用学科、技术等优势，积极探路，从优化AI+专业结构、AI+课程开设和教学内容的推陈出新，到智能化教学管理服务等等，一步一个脚印，人工智能赋能教育教学已然开始。为此，特推出“AI+”系列报道，本期为第二篇。

　　课堂是育人的主阵地，课程是育人的主要载体。人工智能带来的不仅是教学手段和工具的革新，更是教育理念的变革、课程设计和教学内容的创新。

　　华南理工大学恪守为党育人、为国育才的使命，积极适应人工智能给教育带来的“变”，与时俱进地修订人才培养方案、目标，升级人才培养模式，重构课程体系，打造通识课（General Education curriculum）+各学科（非人工智能专业）与人工智能的融合课程（Fused curriculum）+（人工智能专业）核心课（Core curriculum）的进阶式课程矩阵(简称GFC)，培养适应未来社会发展所需要的“三创型”人才。

　　人工智能不是“工具”，是必备核心素养。随着人工智能技术的不断发展和应用，国家对掌握人工智能技术的人才需求将会持续增加。基于此，学校面向低年级本科生开设人工智能通识教育课程，让每一个华南理工学子皆有“人工智能+”素养，从容应对人工智能时代带来的挑战。实际上，早在2018年就开设了第一门人工智能通识课《小白学人工智能》，由计算机科学与工程学院李粤老师讲授，面向大一新生开设。这是一项具有前瞻性和创新性的举措，在全国高校具有一定的示范意义。

　　该课程旨在帮助学生掌握人工智能应用实践的基本技能。课程教学内容基于人工智能基本理论，结合学生的专业特点，将与专业相关、贴近生活的人工智能技术应用案例引入课堂内容中，用知识点讲解、案例导入、研讨交流等形式，构建人工智能+专业的“通专融合”课堂。

　　如何让小白学好这门课呢？李粤潜心钻研教法，创设了“四段式”。第一阶段“快速导入”，通过富含人工智能硬核知识点的动画片生动有趣地展示或通俗易懂地描述，让人工智能抽象的知识具象化；第二阶段“体验学习”，让学生下场体验人工智能交互案例，亲身体验人工智能的发展程度；第三阶段是“边学边练”，让学生根据自身情况，利用可视化人工智能编程平台，安装Tensorflow、Keras、Pytorch等人工智能编程平台，搭建模型逻辑和收集数据，小刀初试；第四阶段是“人工智能+X”，利用小组作业，或引入相关行业专家，介绍人工智能在各行业的最新成果，激发学生“人工智能+行业”的学习兴趣。她认真总结教学经验，以“交互式人工智能体验教学设计”为主题，展现如何通过师生共同参与建设一个人工智能世界，荣膺2018年第二届卓越大盟（E9）高校青年教师教学创新大赛决赛一等奖。

　　《礼记•学记》：“君子之教，喻也。道而弗牵，强而弗抑，开而弗达。”教学过程不能单一地知识传输，需要教师提供更多的引导启发。该课程采取线上线下混合式教学模式，具有场景灵活性高、学习资源丰富、支持各种形式的互动交流等特点。其中线上部分采用的是我校建设的省级一流本科课程《小白学人工智能》慕课，目前已有28964人学习。

　　精心打磨的课程深受学生喜爱，纷纷表示“学习AI未必是理工生特有。不懂代码，但懂AI”。土木与交通学院2023级本科生黄兆堃说：“以前对人工智能的了解仅限于电影和小说中的呈现，通过课程学习，认识到人工智能的重要性和广泛的应用场景，学习时曾对复杂的神经网络结构和算法感到困惑，通过老师不厌其烦地讲解和与同学讨论后最终理解了计算方法和过程。”法学院2023级本科生卢慧嘉分享道：“课堂演示了在线性模型和非线性模型下运行的AI小恐龙游戏，并通过设定声音去控制小恐龙的跳起与俯身等，大家的学习热情都非常高涨”。

　　这只是华南理工大学推动人工智能赋能课程改革的一个缩影。机械与汽车工程学院、自动化科学与工程等学院也积极开展人工智能跨学科研究，开设选修课，还总结教学经验，近三年编写出版了《人工智能与智能制造概论》《智能机器人学》等人工智能+教材10余本。计算机科学与工程学院陈俊龙教授主编的《口袋里的人工智能丛书》，涵盖机器视觉、自然语言处理、计算机博弈、智能驾驶、化学与生物、智慧城轨、医疗健康等领域的热点内容，走出国门，在第29届北京国际图书博览会上与蒙古国ISD RUBY出版社举行蒙古文版签约仪式。

　　人工智能作为一种类似于内燃机或电力的“使能”技术，天然具备同其他学科研究进行交叉的秉性。且学生们对人工智能有很高的接受度，光普及基础知识显然是不够的。自2018年起，学校大力促进人工智能与各学科专业课程深度融合，系统规划设计“教什么”“如何教”等，促进双向融合。

　　土木与交通学院智能建造专业实施以土木知识为基础、跨学科知识为增量的“建造+智能化”双主线课程，开设了人工智能与机器学习、数字化设计与智能制造、工程大数据分析与处理等核心课程群。该课程体系的设置，旨在培养具备扎实的工程基础与新兴前沿技术的高水平“三创型”（创新、创造、创业）人才。

　　广州国际校区立项建设一批“人工智能+”课程，开设了《人工智能与深度学习》《人工智能导论》《人工智能与神经网络》《人工智能技术及应用》等四门专业课，稳扎稳打提升学生的人工智能核心基础知识和应用实践能力。以生物医学科学与工程学院生物医学工程专业开设的《人工智能与深度学习》为例，课程引入人工智能及深度学习技术在医疗图像识别、药物研发、临床决策支持系统、制定个性化医疗方案等方面的案例教学。如利用深度学习模型来协助诊断癌症、糖尿病和其他疾病，算法可以在病变初期阶段发现微妙的异常，不仅更早，而且有时比医生更精准。

　　食品科学与工程学院前瞻性布局并开展基于知识图谱的课程建设，建设了《食品微生物学》和《食品分析》等知识图谱课程，以图形化的方式展示知识点之间的关联和层次结构，让知识“看得见”“看得清”。《食品微生物学》课程知识图谱涵括68个知识点，以图谱、思维导图和大纲三种形式为学生刻画教学内容，挂载了187个教学资源，AI推荐资源2176个；《食品分析》课程知识图谱拆分120个知识点，挂载250个教学资源，AI推荐资源3840个。基于知识图谱的AI特定功能，通过智能分析学生的学习历史和兴趣偏好等，精准地推送相关知识和学习材料，有效地拓展知识边界，同时有助于教师精准研判学情，便于因材施教。

　　学校瞄准未来前沿性、性、颠覆性技术，在广州国际校区设立未来技术学院，重点建设人工智能、大数据与数据科学技术两个专业。2021年，教育部公布全国首批12家未来技术学院名单，我校未来技术学院成功入选。籍此试验田，学校精心培养一流的人工智能专业人才。

　　专业课程是培养人工智能人才的核心秘钥。在人工智能主干课程基础上，深入推进学科交叉、着眼行业发展前沿、融入产业创新生态，突出智能硬件与学科交叉特色课程（智能硬件与交互设计、大语言模型与人工智能工程设计、神经科学等），是我校的一大特点。

　　实施跨学科人才培养方案，建立跨学科学业导师制度，构建前沿与交叉融合、产学深度融合、课内与课外相融合的“三融”人才培养新模式。创新性采用“导论—元知识—关键技术课程—综合交叉实践”的知识架构设置，突出前沿技术场景创新培养，强化跨学科交叉知识现场实践，推行“探究式”教学，将各种前沿技术场景应用到课堂、开展境外学术交流活动，赴百度、腾讯、科大讯飞、汇丰科技等知名企业开展形式多样的实习实践，以及参加未来技术学生科技作品展、未来探索院士论坛……让学生沐浴在智能化技术的氛围中，让学生为未来而来，向未来前进。

　　人工智能专业还面向其他专业学生开设跨学院选修课程《人工智能与3D视觉》，教学团队由徐雪妙教授、张怀东副教授，以及奥比中光、OpenCV企业专家组成。课程内容注重产教融合、竞教融合，在“用”中学，这也是华南理工一以贯之的教学传统。团队将机器人带入课堂，帮助学生沉浸式体验、理解人工智能与3D视觉在实际场景中的使用。还特邀了亚洲唯一具备3D视觉芯片量产化的上市企业奥比中光科技集团股份有限公司作为合作伙伴，开展校企双方导师指导下的实践性教学，让学生完成围绕项目的实训环节，最终通过项目考核学生学习成效，并从中筛选和培养各类学科竞赛的潜力项目予以重点培。