AI+教育教學(xué)
[AI+教育教學(xué)]一體兩翼，道術(shù)相融——《設(shè)計(jì)與制造II》的智慧之翼
—AI+教育教學(xué)
這是一門(mén)機(jī)械大類(lèi)專(zhuān)業(yè)的經(jīng)典專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程
機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì)構(gòu)成了課程內(nèi)容的一體兩翼
這是一門(mén)從理論到實(shí)踐的核心過(guò)渡課程
課堂教學(xué)與課程設(shè)計(jì)構(gòu)成了教學(xué)方法的一體兩翼
傳統(tǒng)課堂及項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)支撐了課程十余年改革探索
秉承以學(xué)生為中心、學(xué)以致用的教學(xué)理念
數(shù)智化技術(shù)為之插上智慧的翅膀
金沙js1005線路機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院《設(shè)計(jì)與制造II》課程由郭為忠教授負(fù)責(zé)組織建設(shè)，配套數(shù)智化課程由王新昶副教授主導(dǎo)探索和建設(shè)，學(xué)院十余位資深教師參與授課，是機(jī)械大類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)第一門(mén)系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)代機(jī)器建立正確認(rèn)知、科學(xué)分析和原創(chuàng)設(shè)計(jì)能力的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。
一體兩翼：課程革新的深度探索
《設(shè)計(jì)與制造II》是機(jī)械大類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是交大機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院“設(shè)計(jì)與制造”系列課程中承上啟下的核心課程，是對(duì)原“機(jī)械原理”“機(jī)械設(shè)計(jì)”兩門(mén)上海市精品課程的融合與重塑。
經(jīng)過(guò)十余年改革探索，課程建立了產(chǎn)品研發(fā)牽引的課堂－課外“雙主線”項(xiàng)目式教學(xué)方法、知識(shí)點(diǎn)和能力點(diǎn)承載思政點(diǎn)的“三點(diǎn)合一”融入式課程思政育人方法，通過(guò)“三個(gè)搬進(jìn)”和“四個(gè)重塑”，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)建構(gòu)起對(duì)現(xiàn)代機(jī)器的整體認(rèn)知及其方案原創(chuàng)設(shè)計(jì)的思維和基本能力，為制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)培養(yǎng)后備生力軍。
“三個(gè)搬進(jìn)”和“四個(gè)重塑”
然而，課程內(nèi)容融合和教學(xué)方法改革探索過(guò)程中也遇到了“知識(shí)點(diǎn)多而雜”“課堂教學(xué)與項(xiàng)目設(shè)計(jì)不同步”“學(xué)生不會(huì)靈活應(yīng)用課堂理論知識(shí)開(kāi)展項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)踐”等新難題。基于傳統(tǒng)課堂及項(xiàng)目實(shí)踐平臺(tái)，學(xué)院將工程實(shí)驗(yàn)人員及企業(yè)導(dǎo)師融入課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)、“三位一體”指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展課程設(shè)計(jì)；錢(qián)學(xué)森班試點(diǎn)“多課程聯(lián)動(dòng)的課程設(shè)計(jì)”新模式；課程項(xiàng)目選題經(jīng)歷了從“固定選題”到“全自主選題”到“自主選題與挑戰(zhàn)賽命題相結(jié)合”再到“自主選題、挑戰(zhàn)賽命題與產(chǎn)教融合企業(yè)命題相結(jié)合”的演變，部分解決了上述問(wèn)題，支撐了學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力與復(fù)雜工程問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)。
每年一度的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目展上涌現(xiàn)出眾多讓校內(nèi)外老師和行業(yè)專(zhuān)家眼前一亮的優(yōu)秀作品，并在機(jī)械原理國(guó)際大學(xué)生奧林匹克競(jìng)賽（SIOMMS）、全國(guó)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等國(guó)內(nèi)外比賽中載譽(yù)而歸。
競(jìng)賽獲獎(jiǎng)證書(shū)
道術(shù)相融：AI賦能的智慧之翼
2024年，全球高等教育進(jìn)入“智慧教育元年”，AI工具的涌現(xiàn)和發(fā)展為新工科課程持續(xù)變革和個(gè)性化教學(xué)模式的實(shí)現(xiàn)提供了更有力的支撐。
秉承以學(xué)生為中心、學(xué)以致用的教學(xué)理念，依托超星泛雅智慧課程等平臺(tái)，課程從“知識(shí)－問(wèn)題－目標(biāo)－思政”圖譜構(gòu)建、數(shù)智化教材組織、AI賦能課堂及實(shí)踐教學(xué)等多個(gè)角度對(duì)課程進(jìn)行了全方位重構(gòu)，為課程插上了智慧之翼。
知識(shí)圖譜的構(gòu)建支撐了對(duì)課堂教學(xué)核心知識(shí)點(diǎn)的凝練以及對(duì)課堂教學(xué)－項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)度的協(xié)同優(yōu)化。
知識(shí)圖譜架構(gòu)（以第二章為例）
經(jīng)典課程設(shè)計(jì)作品牽引的問(wèn)題圖譜為學(xué)生提供了清晰的問(wèn)題解構(gòu)框架和多元化的思考視角；基于豐富的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目案例庫(kù)的數(shù)字人及智能體為課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目指導(dǎo)提供了新的智慧模式；上述功能探索共同推動(dòng)實(shí)現(xiàn)了課程教學(xué)中理論與實(shí)踐的深度融合。
經(jīng)典課程設(shè)計(jì)作品牽引的問(wèn)題圖譜
數(shù)字人及智能體推薦課程設(shè)計(jì)參考案例
AI工作臺(tái)集AI學(xué)情分析、AI出題、智能教案生成、視頻內(nèi)容深度理解等多種工具于一體，全面覆蓋課前準(zhǔn)備、課堂授課到課后評(píng)估的整個(gè)教學(xué)流程，為任課教師的個(gè)性化備課與教學(xué)提供了工具和方法支撐。
課程專(zhuān)屬AI助教及啟發(fā)式學(xué)習(xí)助手“蘇格拉星”可以為學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中提供高度精準(zhǔn)和定制化的輔導(dǎo)，包括但不限于智能答疑、資源推薦等。
繼往開(kāi)來(lái)：智慧資源的廣泛共享
2024年8月，《設(shè)計(jì)與制造II》初版智慧課程建設(shè)完成，并在秋季學(xué)期王新昶老師的教學(xué)班中成功試用。同時(shí)，依托教育部機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)虛擬教研室平臺(tái)，課程面向全國(guó)高校機(jī)械大類(lèi)專(zhuān)業(yè)教師公開(kāi)觀摩，吸引了廣泛關(guān)注。
虛擬教研室智慧課程公開(kāi)觀摩活動(dòng)
資源庫(kù)的持續(xù)完善是數(shù)智課程保持活力的源泉，除去在超星泛雅平臺(tái)上對(duì)于課程資源進(jìn)行持續(xù)更新外，課程知識(shí)圖譜及各類(lèi)數(shù)字化資源也已同步更新至教育部機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)虛擬教研室平臺(tái)；此外，學(xué)院與出版社達(dá)成合作意向，將以本門(mén)課程作為典型案例和核心課程，推動(dòng)建設(shè)并出版設(shè)計(jì)與制造系列課程數(shù)智化教材，為課程資源的對(duì)外共享筑牢根基。
虛擬教研室設(shè)計(jì)與制造系列課程知識(shí)圖譜全局顯示圖
交大機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)在國(guó)內(nèi)肩負(fù)著“引領(lǐng)”的使命，不忘初心，憑智慧之翼，將持續(xù)探索從以下三個(gè)層面快速推動(dòng)智慧教學(xué)資源及工具的共建共享：
l依托教育部機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)虛擬教研室、超星泛雅智慧課程平臺(tái)及數(shù)智化教材等多渠道對(duì)外推廣，課程大模型－教學(xué)資源庫(kù)－知識(shí)圖譜全方位支撐不同高校個(gè)性化課程（群）建設(shè)或改革；
l支撐不同高校教師針對(duì)不同類(lèi)型學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化備課；
l支撐不同高校有不同需求的學(xué)生開(kāi)展個(gè)性化學(xué)習(xí)。
大鵬一日同風(fēng)起，扶搖直上九萬(wàn)里。《設(shè)計(jì)與制造II》課程正憑借扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)與前沿的數(shù)智化技術(shù)兩翼齊飛，助力機(jī)械大類(lèi)的同學(xué)們展翅高飛，探索更高、更遠(yuǎn)、更廣闊的未來(lái)天際。