□廖柏林（湖南省委党校第65期中青一班学员、吉首大学计算机科学与工程学院院长）

习近平总书记指出，人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量，加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。美国、欧盟、日本等先后出台《国家人工智能研究与发展战略计划》 《欧盟人工智能》 《人工智能技术战略》等战略性文件。我国于2017年出台《新一代人工智能发展规划》，积极布局人工智能领域。目前，人工智能正在深刻改变着我们的生产、生活和学习方式。

党的二十大报告指出：“坚持为党育人、为国育才，全面提高人才自主培养质量，着力造就拔尖创新人才，聚天下英才而用之。”全面提高人才自主培养质量，是党和人民对高等教育提出的时代要求。在中国高等教育体系中，工科教育“三分天下有其一”，地位举足轻重。2017年，教育部正式推出新工科建设计划，它是针对世界范围科技革命和产业变革而给出的教育应答。

人工智能技术融入新工科教育，对教学模式、学习方式、学习资源、学习情境、项目实践、教学评价等进行系统性重塑，打造“人工智能+新工科教育”的创新人才培养高地，进而全面提高工程人才自主培养质量。

一、人工智能助力教学模式创新，实现精准教学

传统工科教育常采取“千人一面”的教学模式，严重忽视了学生的个体差异，抹杀了学生的创造力，工科教育教学模式创新迫在眉睫。运用人工智能技术感知学习环境，对学生课前、课内、课后全过程，对行为、心理和生理等多模态学习状态数据进行自动采集、处理、分析、诊断，对班级整体、学生群体与学生个体进行用户画像，实时、精准呈现学生个体、群体及班级整体的学习需求、外显与内隐学习问题。教师与智能机器相互协作、取长补短，人机协同实时精准诊断学生学情，精准制定教学目标，精准设计教学内容，开展精准教学干预，满足学生差异化学习需求，形成“按需定教—因材施教—以评促教”的精准教学过程，破解创新人才规模化培养与个性化教育这一矛盾。

二、人工智能助力学习方式变革，实现自适应学习

新工科教育需要克服传统教育的线性学习模式，充分激发每个学生的自主性与创造性。运用人工智能技术打造由知识领域模块、教学模块、学生模块、接口模块和自适应引擎等核心组件构成的智能自适应学习平台，如Knewton、CogBooks、猿题库等，可以实时检测学生当前的学习水平和学习状态，识别学生特征，同时能精准定位学生的动态学习需求，根据不同学生的前期基础、学习风格、认知图谱和认知能力等自动提供具有针对性、适切性的虚拟指导、题目训练、学习资源和学习路径等学习服务，实现个性化自适应学习，不但可以提升学生的自主性与自信心，还可以激发学生的求知欲和创造力。

三、人工智能助力虚拟情景创建，培养高阶思维

新工科教育的目标主要是培养学生解决实际问题的能力，但很多理论与实践训练又难以在真实的情境中开展。运用人工智能等技术，创建一种集情境感知、可视化呈现、实践体验、人机交互、分享展示、自动评价等多功能虚拟平台，将训练空间和虚拟空间、社交空间、心理空间相融合，营造具身体验、具身认知和具身课堂相统一的学习情景，实现“学”“用”统一、“知”“行”合一。可以运用系统动态模拟仿真、虚拟现实、智能识别、智能感知、物联网等技术，高度模拟现实世界，提升学习情境的沉浸度，使学习情境更加贴合生活、贴近实际，让学生在虚拟世界中感受“真实”与现实问题，为学生带来身临其境的学习体验，更好地理解抽象概念和理论，实现知识内化。如，运用增强现实、人机交互和深度学习等人工智能技术模拟真实企业的真实案例、真实项目场景，让学生沉浸于类似真实企业环境中自主训练、自主加工与创造知识，实现迁移与应用，培养高阶思维能力。

四、人工智能助力学习资源开发，激发学习动机

工科专业诸多课程理论抽象，学习内容枯燥无味。可以运用人工智能技术，构建知识图谱，深层次挖掘富媒体资源的内在关联，为学生设计、推送个性化、丰富化、情境化、直观化、游戏化的学习资源，提升资源的交互性、体验性、娱乐性，激发学习兴趣。运用人工智能技术设计智能学习系统，如百度文心一言、ChatGPT等，可以为学生提供知识学习、提问、答疑、导航、推荐和社交等全方位的智能化服务，并根据学生的学习特征挖掘其关注点和兴趣点，用自然语言与学生进行实时、拟人化的深度互动，激发学生的学习动机。运用人工智能呈现学生成长路径，基于用户画像进行情趣管理，基于智能推送定制游戏闯关，构建层层递进的学习方式，让枯燥无味的学习过程变得生动有趣，引导、鼓励学生去探索未知世界，提高学生的创新能力。

五、人工智能助力项目实践，提升实践能力

新工科教育具有强实践性与应用性等特征，对学生的实践能力的要求非常高。综合运用人工智能、物联网、自动控制等技术，构建一种由智能物理空间和智能虚拟空间合一的沉浸式“游泳池”训练环境，为学生提供感知化、趣味化、多样化、真实化、项目化训练内容的混合式实践教学场所。如，青软集团运用人工智能技术打造U+新工科智慧云实训平台，包括工程实践、智能教学、数据分析、教学资源库、智能考试、毕业设计等子平台，为高校提供教、学、评、测、练一站式云服务，其中，工程实践平台具有在线项目开发、实训管理、实训指导、代码自动检查、编译构建、代码托管、实训评审等功能模块，实现智能化、精准化、云端化项目实践与管理，培养学生的团队协作能力与实践能力。

六、人工智能助力教学评价，实现评价全程化

为了保证创新人才培养质量，新工科教育是一个持续改进的过程，需要及时发现教学过程中存在的问题，形成监控、反馈、改进的闭环管理，离不开形成性、全程性评价。运用人工智能技术建立智能教学评价系统，可以对教师教学与学生学习进行自动、客观的全过程跟踪、评价与反馈。通过智能系统实时采集师生的声音、面部表情与身体姿态等多模态数据，自动分析教学过程中教师的语调、教态和情绪等，学生的专注度、学习行为、学习情感等状态，并实时反馈给教师、学生、管理者，实现教学过程评价的自动化、客观化、科学化，有利于教师实时关注教学过程中学生的情感、态度、价值观和核心素养的形成，也有利于学生直观认识自身的学习状态，及时改进学习方法，提升学习内驱力。