智慧课程革新:计算机学院开启AI赋能教育新时代
作者:郭林鸢 编辑:孙阳光 上传:祝梦欢 审核:柯尊韬 发布时间:2025-05-30 浏览次数:
在算力爆发与AI技术飞速发展的浪潮中,信息技术及相关学科教育教学正迎来前所未有的变革。为培养兼具理论深度、技术实力与创新能力的复合型人才,计算机学院(人工智能学院)重磅推出《操作系统原理》《电路原理》《离散结构》三大智慧课程,构建“知识图谱可视化、AI助教个性化、实践教学场景化”的全新教学体系,以技术力量重塑教育模式,引领计算机学院(人工智能学院)相关学科教育教学的未来。
一《操作系统原理》:AI赋能,让内核学习更高效
全球教育数字化转型正在加速推进,计算机学科也面临着与智能技术深度融合的挑战。作为计算机课程体系的基石,操作系统原理课程因知识体系的抽象性和技术复杂性长期成为教学难点,计算机学院(人工智能学院)以“AI+操作系统”为切入点,打造《操作系统原理》智慧教学体系:通过知识图谱的可视化呈现重构认知框架,依托AI智能助教系统实现个性化学习路径,借助虚实结合的实验平台强化工程实践,着力破解传统教学中的“认知黑箱”问题,最终实现学生从知识理解到创新应用的能力跃升。
知识图谱:作为计算机学科各专业的核心必修课,《操作系统原理》是探索计算机系统运行逻辑的“钥匙”。《操作系统原理》课程构建了进程管理、内存管理等五大知识模块,围绕考研大纲重构设计了100+个知识点。借助知识图谱,学生可以厘清知识间的逻辑关系,进而自定义学习路径,精准突破重点和难点。
问题图谱:结合考研真题与课程重难点,构建“考研-课程-应用”三维问题体系,助力学生高效备考。
目标图谱:构建“合作综合能力-创新能力-应用能力-辨析能力”四大模块,优化学习路径,使得学习过程可控化,学习目标透明化。
AI助教:实时问答与资源推送:搭载深度思考模型,实现实时问答与资源推送,为学生提供个性化辅导,深化知识理解。
学情动态评估:基于课堂互动、作业完成等数据,生成“知识掌握率”分析报告,让学习效果一目了然。
二《电路原理》:AI点亮教育之光
电的出现是人类文明进步的基础和动力,电路理论是相关技术的基石,也是信息技术及相关学科发展的重要基础。《电路原理》智慧课程以“知识图谱体系化、AI助教个性化、实验操作虚拟化”为特色,让抽象理论变得直观可感。
模块化知识图谱:将课程教学内容按照“零件-部件-系统”的模块化,逐层深入地重构了教学内容。涵盖电路定律、电路化简与分析、交流稳态电路、动态过程分析等10大模块,清晰呈现知识点间的逻辑路径,帮助学生构建系统化认知。通过树状结构(章-节-知识点)清晰展示206个知识点的逻辑路径,帮助学生构建系统化认知。融入电磁兼容、仿真软件等工程拓展内容,形成“基础理论-工程应用”双主线结构,支持知识点拖曳交互与逻辑关系可视化。
思政图谱:结合工程专业教育认证质量监控机制,建立“思政目标-课程内容”矩阵,将宏观思政目标转化为可衡量、可考核的指标观测点。以学生线上导学自测、小组讨论互评、课程报告等作为思政目标评价依据,将培养社会主义接班人的教学使命融入到课程的各个环节中。
问题图谱:在课程实施中,理论分析和工程应用相结合,理论计算、仿真软件和硬件电路实施,按照工程项目实施的步骤来引导学生树立工程意识,严格按照工程执行步骤来解决复杂工程问题。
AI助教“电路小智”:基于DeepSeek-R1-32B模型,突破时间限制,随时解答学生疑问,提供个性化学习支持,实现了24/7实时答疑、实例解析(如电路仿真步骤指导)及个性化资源推送。对电路应用的具体问题,如“汽车后窗玻璃加热除霜功能”,“充电桩的平稳安全运行”,AI智能助手根据课程环节和内容,电路小智给出知识点连接,把理论与实际应用结合在一起。
多维学习评估:数字化平台实时量化学习进度与效果,支持路径回溯,助力学生查漏补缺。实行小组综合性考核、成员之间互评创新型考核、平时考核与期末综合考核相结合的模式,培养了团队合作精神,充分发挥过程管理的作业,有效解决工程能力考核的难题。AI给学习过程画像,给出过程评价和引导建议。
三《离散结构》:AI搭建数学与计算的桥梁
离散结构是计算机科学的数学基础,其高度抽象与严密逻辑常让学生望而却步。杨波老师领衔打造的《离散结构》智慧课程,以“图谱串联理论、AI激活思维、动态综合素质评估”为核心,进一步引入沉浸式学习、跨领域实战、协作竞赛、思政融合和技术工具五大创新模块,构建更具实用性、互动性与价值引领的三维学习生态。
知识图谱:将数理逻辑、集合论、关系与函数、格论、图论等核心概念构建为可探索的学习空间,通过400+知识点构建完整体系,以逻辑链条构建学习路径,生成“能力雷达图”,为每位学生定制命题逻辑、关系理论、图论等专项“提升包”,并通过学习提醒推送,助力持续进步。
AI助教:支持知识点速查、实例解析与算法批阅,帮助学生突破思维瓶颈。
跨领域实战任务:引导学生基于集合论、关系模型等教学内容,快速搭建数学模型和原型系统;利用最短路径、生成树、网络流等经典算法,让学生在物流优化、资源调度等实际案例中,运用离散结构方法解决复杂问题。
课程思政元素的融入:将思想政治教育有机融入专业教学,通过案例分析和伦理讨论等方式潜移默化地传递价值观。
动态综合素质评估:构建“掌握-实务-操作”为学生使其对课程学习目标与学习内容有整体的把握与认识。
计算机学院(人工智能学院)三大课程的升级,不仅是一次教学工具的迭代,更是一场“从硅片到思维”的教育基因重组。通过将AI、虚拟现实与核心理论深度融合,这些课程正在为技术人才锻造一把打开未来世界的“万能密钥”。当算法开始编译知识,当电路连接虚拟与现实,我们已站在下一个技术奇点的门前——而这里,正是起点。