AI赋能金属材料及热处理课程智慧化教学创新实践

推荐单位

北方民族大学

教师团队

蒋亮   秦春   李涌泉   高阳   张秦玮  

金属材料及热处理课程是我校机械类专业的核心课程,旨在培养热处理行业高级应用型人才。课程教学团队基于生成式人工智能,进行了金属材料及热处理课程的智慧化教学创新实践。借助AI大模型对企业真实案例予以补充完善,与课程内容相联结。整合知识图谱与问题图谱,帮助学生构建知识体系。将知识图谱和数字教材相结合,为学生定制专属个性化学习路径,推荐符合其需求的学习资源,并由AI助教全天候为学生答疑解惑。通过知识图谱记录和分析学生行为,进行动态精准画像,实施评价反馈。

案例负责人

北方民族大学教师教学发展培训师,硕士生导师,国家级一流课程和省级课程思政示范课程负责人。荣获第三届全国高校教师教学创新大赛二等奖等国家级教学奖励多项。作为第一主编出版新形态教材2部、数字教材1部。以第一完成人获省部级教学成果二等奖、三等奖各1项。主持国家自然科学基金等省部级以上科研项目多项,发表科研论文40余篇。

案例负责人

宁夏复合制造系统工程技术研究中心副主任,宁夏青年科技托举人才,中科院“西部之光”青年学者,材料成型及控制工程专业负责人。从事高性能材料成形加工方面的研究工作。主持国家自然科学基金1项,省部级项目4项。主要承担《金属材料及热处理》《工程材料及热加工》等课程教学工作,2020年获北方民族大学教学优秀奖。

案例负责人

主持国家自然科学基金2项,主持宁夏自科基金及其它省部级、厅局级项目5项,承担企业横向2项;近5年发表SCI,Ei论文9篇,授权发明专利6项,专利转化1项;获陕西省自然科学二等奖1项,宁夏科技进步奖三等奖1项;担任多个中文核心期刊的青年编委及审稿人;2019年荣获宁夏托举人才称号,2022年获中科院“西部青年学者”称号。

案例负责人

现任北方民族大学机电工程学院(先进装备制造现代产业学院)院长,宁夏复合制造系统工程技术研究中心主任,自治区级一流基层教学组织和一流课程负责人。近五年,主持教学科研项目13项,发表SCI论文20篇,获宁夏自然科学优秀论文二等奖1项、宁夏高等教育教学成果一等奖1项。

案例负责人

北方民族大学机电工程学院副院长,担任省级工业设计中心主任、工业设计专业负责人,宁夏机械工程学会工业设计分会总干事长(分会长),宁夏青年科技人才托举工程人选,北方民族大学“三全育人”模范。主持宁夏自然科学基金等科研和教研项目20余项,主持横向课题6项,发表学术论文20余篇。

蒋亮

副教授

秦春

副教授

李涌泉

副教授

高阳

教授

张秦玮

副教授

AI赋能金属材料及热处理课程智慧化教学创新实践

(一)教学内容深化产学研融合

通过问题图谱培养学生由低阶认识认知到高阶能力培养再到解决复杂问题的能力,帮助学生实现由自我知识建构到团队内化应用再到协同思辨创新的逐层能力提升。

(二)教学过程打造新型课堂形态

以企业真实案例做牵引,借助知识图谱、AI助教、数字教材、3D打印、VR设备、虚拟仿真等教学手段,将基于企业真实案例的项目式学习教学过程贯穿课前课中课后课外,打造线上线下、课内课外一体化的课堂形态,消除了传统的课堂边界。

(三)学习评价实施动态精准画像

参照知识图谱和数字教材学习记录,了解学生对不同类型知识点的掌握程度,分析学生在知识体系中的优势和薄弱环节。结合AI助教的学习记录,评估学生的学习态度、参与度和解决问题的能力。根据多维度的智能分析结果,为每个学生生成包括知识掌握程度、技能发展水平、学习方法有效性等方面量化统计的个性化评价报告。

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