本文转自【河北青年报】;
近日,西北工业大学动力与能源学院《燃烧学》课程完成智慧化升级,构建起以“四维图谱”为骨架、以自有AI知识库为底座、以“1+N”AI智能体矩阵为引擎的智慧课程体系,并在2026年“智慧树杯”全国智慧课程创新大赛中斩获特等奖。这门由我国著名航空教育家王宏基先生于20世纪50年代牵头创建、历经七十余年传承的航空动力“老课”,正在人工智能的加持下焕发新的生机。
一门课的七十年:从黑板推导到智慧课堂
《燃烧学》是西北工业大学国家一流专业“飞行器动力工程”的学科基础课程,面向本科三年级开设,共40学时、2.5学分,是航空发动机及燃气轮机专业人才培养的核心支撑课程。
课程初创时期汇聚了华航、哈军工、清华等院校的航空动力专家,奠定了深厚的学术底蕴与航空报国传统。此后经一代代课程教师的赓续传承与创新发展,课程体系不断完善,先后获评国家精品课程、国家精品在线开放课程、国家级线上线下混合式一流本科课程。2017年,课程获评首批国家精品在线开放课程,目前在线选课已超3万人,学生评价4.8分;配套国家规划教材发行8000册,被多所院校采用。作为陕西省教学团队,该课程团队长期深耕航空发动机燃烧教学科研一线,依托深厚积淀,通过持续的人才引育与梯队建设,打造了一支以国家教学名师、陕西省师德标兵为代表的骨干教师队伍。
2024年,课程正式启动智慧化转型;2025年春季学期在校内正式运行,2025年秋季学期面向全国共享推广;2026年再次迭代升级,规划建设40余个前沿专题数字人视频,系统构建20个思政案例完整体系,构建起“技术赋能、价值引领”的全链路智慧育人体系。
四维图谱:把一门课拆成92个知识点
智慧化改革的第一步,是对课程知识体系的重构。课程团队将教学内容“颗粒化”处理为92个核心知识点,并搭建起四大贯通式图谱。
其中,知识图谱分为基础理论、专业应用两大主体模块,2026年新增前沿专题模块,覆盖氢能燃烧、数字孪生、先进燃烧室等八大方向;能力图谱对标航空动力人才培养标准,设立数学建模、数值计算、工程求解、系统思维等6项核心能力指标;问题图谱梳理95个核心问题,形成基础性、程序性、挑战性三层递进体系;思政图谱则搭建“价值引领—知识固本—知行合一”体系,配套20个航空报国典型案例,覆盖全部教学章节。
“图谱的作用,不只是把知识‘画出来’,而是让每个学生都能找到适合自己的学习路径,也让教师能够看清学生究竟卡在哪里。”课程负责人张群教授说。
AI知识库与数字人:让教学资源“可被调用”
在资源层面,课程已建成295项立体化教学资源、81个教学视频、510道分层习题。团队将多本专业教材完整纳入课程自有AI知识库,并整合117个PPT课件、89个文档、228个多媒体资源,全部完成解析,可被AI智能体一键调取,且回答可溯源至教材、课件等原始资源。
2026年,课程规划建设的40余个前沿专题数字人视频将覆盖八大前沿方向,并嵌入知识图谱对应节点,目前首批9个视频已制作完成并上线课程平台,补齐了从基础理论到行业前沿的内容空白,进一步拓展了课程的广度与深度。
“1+N”智能体矩阵:从答疑工具到育人伙伴
“这是这次数智改革最核心的创新点。”张群教授介绍,课程构建了“1+N”三层AI智能体服务体系:第一层是1个基础型AI课程助教,提供全天候精准答疑;第二层是N个通用型智能体,包括AI评测智能体、答题辅导助教、个性化学习规划师、苏格拉底式引导智能体等,分别完成学情摸底、薄弱点诊断、分层答疑、定制方案、递进式追问启发高阶思考;第三层是两大学科特色智能体——“AI燃理精研”聚焦燃烧底层理论,“AI航燃智造”面向工程场景,针对性解决理论与工程脱节的痛点。
目前,全矩阵智能体已嵌入课前、课中、课后全环节,构建起教师、学生、AI助手三方协同的智慧教学生态。线上,学生依托知识图谱自主学习,AI评测智能体在学期初进行学情摸底并推荐个性化学习路径;线下,教师通过AI生成的学情热力图和班级薄弱点分布精准备课,依托AI互动室开展实时测验,动态调整讲授深度与节奏。黑板推导、学生讲台陈述、分组研讨、实物教具讲解等行之有效的传统教学方法被完整保留,并完成“六融合”教学模式的智能化升级——将课程思政、知识传授、思维训练、实践教学、科研训练、竞赛创新六大维度有机融合。
评价环节采用过程性评价40%加结果性评价60%的机制,AI自动采集多维数据,生成学生专属学习画像并量化三大目标达成度,教师据此动态调整教学策略。
数据说话:104名学生的一个学期
成效体现在数据里。2026年春季学期,课程实现4位教师、4个班级、104名学生的常态化智慧教学开课。本学期累计发布14项教学任务,学生任务完成率88.87%,话题讨论参与率86.34%;期末考试平均分84.48分,优秀率23.08%,不及格率为0;学生整体平均能力达成度达85.29%,其中知识目标、能力目标达成度均超过90%。AI问答累计互动180余次,线上学习从“单向观看视频”转变为“自适应、可交互的智能导学”。
从一所高校到全国共享:可复制的实践样板
课程自2025年秋季学期面向全国开放共享以来,已稳定运行5学期,累计选课233人,覆盖哈尔滨工程大学、重庆大学、中国民航大学等15所航空、能源特色院校,累计互动755次,为全国动力类专业智慧课程建设提供了可复制的实践样板。
荣誉方面,课程在2026年“智慧树杯”全国智慧课程创新大赛中获特等奖,并先后获评国家精品课程、国家精品在线开放课程、国家级线上线下混合式一流本科课程;团队成员获国家教学成果二等奖、陕西省优秀教材特等奖、全国航空动力类课程教学创新竞赛一等奖等奖项;团队教师指导学生获全国节能减排竞赛特等奖及多项科创奖项,实现教学、科研、竞赛三位一体育人。
“七十载薪火相传,数智化赋能革新。”张群教授表示,智慧课程有效解决了传统专业课分层教学难、理论工程脱节、育人成效难量化等问题。下一步,团队将继续迭代优化两大特色智能体,增加仿真计算、燃烧室方案辅助设计等功能,同时进一步扩大全国跨校共享覆盖面,面向航空航天类和能源动力类专业输出标准化的智慧课程建设方案,持续培育具备航空报国情怀、人机协同创新能力的高水平航空动力人才。
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