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上海實(shí)干
當(dāng)前，國(guó)家正深入推進(jìn)“人工智能+教育”與教育數(shù)字化戰(zhàn)略，明確提出以智能化賦能教育高質(zhì)量發(fā)展，加快培養(yǎng)適應(yīng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才。對(duì)于理工科專業(yè)而言，學(xué)生不僅要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更應(yīng)具備解決復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐能力和跨場(chǎng)景遷移能力。為此，貴州大學(xué)相關(guān)團(tuán)隊(duì)于2024年啟動(dòng)建設(shè)大模型智慧教育平臺(tái)——“孔智”，將行業(yè)真實(shí)案例轉(zhuǎn)化為可交互、可評(píng)價(jià)的教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)從懂理論、懂技術(shù)到會(huì)應(yīng)用、能創(chuàng)新的跨越。
解決痛點(diǎn)
受地域條件、經(jīng)費(fèi)投入不足、高端實(shí)驗(yàn)平臺(tái)匱乏等客觀因素制約，西部高校工科教學(xué)普遍面臨硬件缺口大、實(shí)驗(yàn)條件薄弱的現(xiàn)實(shí)瓶頸。在此背景下，如何在資源有限、條件薄弱的前提下，以低成本、高效率、可規(guī)模化的方式提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，已成為西部高校人才培養(yǎng)中最突出、最緊迫的核心痛點(diǎn)。這一痛點(diǎn)不僅關(guān)乎教學(xué)質(zhì)量的提升，更直接影響西部產(chǎn)業(yè)升級(jí)與區(qū)域發(fā)展的人才儲(chǔ)備。
解決方案
平臺(tái)以大模型技術(shù)為核心引擎，以“AI賦能教育、場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)實(shí)踐、成果孵化創(chuàng)新、思政融通專業(yè)、多元評(píng)價(jià)育人”為理念，構(gòu)建集問(wèn)題分析、算法設(shè)計(jì)、代碼實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)構(gòu)建、場(chǎng)景落地等五維進(jìn)階能力培養(yǎng)體系，讓學(xué)生從懂理論、懂技術(shù)到真正的會(huì)應(yīng)用，能夠解決行業(yè)真實(shí)的問(wèn)題。
“孔智”依托大量行業(yè)應(yīng)用案例，深度錘煉學(xué)生及使用者的創(chuàng)新實(shí)踐能力，能有效破解西部高校因教育經(jīng)費(fèi)投入不足難以開(kāi)展高成本高配置專業(yè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題能力薄弱的人才培養(yǎng)難題。
（一）思政融合模塊：科技強(qiáng)國(guó)故事浸潤(rùn)
嵌入FAST天眼、EHT黑洞成像、深地探測(cè)等重大工程案例，講述南仁東、黃大年、鐘南山等中國(guó)科學(xué)家的奉獻(xiàn)精神。平臺(tái)通過(guò)“科技報(bào)國(guó)·強(qiáng)國(guó)有我”的價(jià)值引領(lǐng)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育與思政育人的有機(jī)統(tǒng)一。
（二）場(chǎng)景化實(shí)踐體系：五維實(shí)踐能力培養(yǎng)
為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，平臺(tái)構(gòu)建問(wèn)題分析→算法設(shè)計(jì)→代碼實(shí)現(xiàn)→系統(tǒng)構(gòu)建→場(chǎng)景落地的五階能力培養(yǎng)體系：
1.問(wèn)題分析：針對(duì)具體行業(yè)場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生分解真實(shí)需求、明確輸入輸出約束、梳理數(shù)據(jù)特征與評(píng)價(jià)指標(biāo)，形成可量化的任務(wù)定義。
2.算法設(shè)計(jì)：根據(jù)問(wèn)題特點(diǎn)選取或改進(jìn)適用算法，設(shè)計(jì)算法流程與數(shù)據(jù)處理鏈路，并對(duì)比不同方案的效率與精度。
3.代碼實(shí)現(xiàn)：在平臺(tái)在線編譯環(huán)境中編寫(xiě)、調(diào)試核心算法代碼，支持多語(yǔ)言與常用框架，提供代碼模板，幫助學(xué)生將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為可運(yùn)行的工程原型。
4.系統(tǒng)構(gòu)建：將算法封裝為可交互的系統(tǒng)模塊，設(shè)計(jì)前后端或命令行接口，完成數(shù)據(jù)輸入、模型推理、結(jié)果輸出的完整閉環(huán)。
5.場(chǎng)景落地：模擬或?qū)诱鎸?shí)部署條件，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試、性能調(diào)優(yōu)與結(jié)果驗(yàn)證，最終輸出一份可用于行業(yè)場(chǎng)景的解決方案報(bào)告。
（三）多元評(píng)價(jià)體系：師生機(jī)智能綜合評(píng)價(jià)
創(chuàng)新構(gòu)建“師生機(jī)”三位一體體系，兼顧教師專業(yè)判斷、學(xué)生互評(píng)與AI客觀評(píng)價(jià)。AI智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)從學(xué)習(xí)完整性、知識(shí)深度、實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維等維度自動(dòng)評(píng)分并生成報(bào)告。成果展示與互評(píng)社區(qū)支持點(diǎn)贊評(píng)論，避免單一評(píng)價(jià)偏差。
創(chuàng)新點(diǎn)
（一）教學(xué)模式創(chuàng)新：項(xiàng)目式、場(chǎng)景化、全流程實(shí)踐教學(xué)
以真實(shí)行業(yè)場(chǎng)景為載體，如醫(yī)療影像、安防交通、工業(yè)檢測(cè)、智慧農(nóng)業(yè)、天文成像等應(yīng)用場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生完成從問(wèn)題分析到場(chǎng)景落地的完整項(xiàng)目流程，實(shí)現(xiàn)知識(shí)到能力的建構(gòu)轉(zhuǎn)變。案例設(shè)計(jì)涵蓋不同難度與時(shí)長(zhǎng)，滿足分層教學(xué)需求。
（二）技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新：AI助教+智能分析
利用大模型實(shí)現(xiàn)智能答疑與交互指導(dǎo)，模擬一對(duì)一導(dǎo)師場(chǎng)景，引導(dǎo)學(xué)生自主思考而非直接給答案；AI助手實(shí)現(xiàn)多維度自動(dòng)分析，對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)方案、代碼實(shí)現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行量化評(píng)估并反饋改進(jìn)方向。
（三）評(píng)價(jià)機(jī)制創(chuàng)新：以創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的師生機(jī)三維評(píng)價(jià)
引入思維鏈記錄關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程，全面衡量學(xué)生綜合能力，防止過(guò)度依賴AI。其中創(chuàng)新實(shí)踐能力作為核心評(píng)價(jià)維度，貫穿從問(wèn)題分析到場(chǎng)景落地的全過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生注重真實(shí)場(chǎng)景下的創(chuàng)造性解決問(wèn)題能力。
項(xiàng)目實(shí)施成效
（一）教學(xué)與培養(yǎng)質(zhì)量
該平臺(tái)已在《數(shù)字圖像處理》《機(jī)器學(xué)習(xí)》《大數(shù)據(jù)科學(xué)基礎(chǔ)》《干涉成像與數(shù)據(jù)處理》等理工科課程應(yīng)用，學(xué)生項(xiàng)目完成率和實(shí)踐考核優(yōu)秀率均有顯著提升。通過(guò)平臺(tái)的學(xué)習(xí)，學(xué)生的應(yīng)用實(shí)踐能力得到提升，獲得了諸多認(rèn)可，例如，學(xué)生參與的針對(duì)國(guó)際大科學(xué)工程SKA的數(shù)據(jù)處理智能解決方案，獲得了最佳論文獎(jiǎng)、優(yōu)秀論文獎(jiǎng)。
（二）教研與社會(huì)影響
針對(duì)西部高校硬件缺口大、實(shí)驗(yàn)條件薄弱的現(xiàn)實(shí)瓶頸，平臺(tái)立足低成本、可復(fù)用的技術(shù)路線，有效降低了對(duì)高端實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴。平臺(tái)積累了多個(gè)領(lǐng)域?qū)嵺`案例庫(kù)、多種代碼與架構(gòu)模板，為教師備課、科研反哺教學(xué)提供支持，使有限資源下的教學(xué)準(zhǔn)備與實(shí)踐指導(dǎo)更加高效。
（三）示范與推廣價(jià)值
平臺(tái)聚焦“解決真實(shí)場(chǎng)景問(wèn)題的能力培養(yǎng)”這一核心目標(biāo)，構(gòu)建了場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目貫穿、多元評(píng)價(jià)的實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系，可靈活適配人工智能、計(jì)算機(jī)、電子信息等理工科專業(yè)，為高校新工科建設(shè)與教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制、可推廣的實(shí)踐樣本。
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