人工智能赋能“过程设备设计”课程教学改革初探

张羽翔，陈俊杰，马 璐，武 潭，张永海

(郑州轻工业大学能源与动力工程学院，河南 郑州 450002)

摘  要：在教育数字化浪潮的推动下,人工智能赋能课程教学改革的必要性和重要性日益凸显。聚焦人工智能赋能过程设备设计课程教学改革实践,通过人工智能辅助重构教学资源、升级教学内容、创新教学模式、强化全员互动、精准分析学情、构建多元评价体系等多维举措,深化了学生对专业知识的理解与应用能力,有效提升了学生的学习主动性与高阶思维,同时剖析了当前课程改革中的问题并提出改进建议,为相关专业课程智能化教学改革提供了有益参考。

关键词：人工智能；过程设备设计；课程改革；策略与成效

《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》明确提出促进人工智能助力教育变革,《河南省推动“人工智能+”行动计划(2024—2026年)》要求加快推动人工智能在全省教育领域创新发展,重点把人工智能理念、知识、方法和技术深度融入教学模式、人才培养、学科专业建设、管理服务等各环节、全链条。教育数字化浪潮席卷而来,如何进行教育的数字化升级以及加快人工智能赋能教育落地进程,成为各高校面临的重要挑战。

郑州轻工业大学过程装备与控制工程专业是以“装备”为主体、“过程”与“控制”为两翼的多学科交叉复合型专业,2012年获批第二批国家卓越工程师培养计划试点专业,2018年通过教育部工程教育专业认证,2020年入选第二批国家一流本科专业建设点。“过程设备设计”课程具有多学科交叉、工程实践性强、突显专业特色等特点,是过程工业机械工程师进行过程装备设计制造、检验检测以及运行维护的专业基石。在全球制造业数字化转型加速的背景下,人工智能赋能“过程设备设计”课堂教学是时代发展的必然趋势。该课程依托郑州轻工业大学首批“人工智能赋能教学改革”数智化课程建设项目和郑州轻工业大学第十四批教育教学改革研究与实践项目,在人工智能赋能课堂教学具体实施路径上进行初步的探索,以期能为相关专业课程的课堂教学改革提供有益的参考。

1 基于人工智能的教学改革实施策略

“过程设备设计”课程服务国家高端装备制造与流程工业智能化转型，融合战略性新兴产业和未来产业需求，旨在培养具备数字化素养、工程实践能力和创新精神的过程装备与控制工程专业高素质应用研究型人才。结合人工智能时代教学理念呈现出的个性化、智能化、注重核心素养、自主学习能力和人机协同与创新能力等特点，课程坚持“思政引领、学生中心、需求导向、数智赋能”的理念，以提升学生思维和能力为核心目标，基于生成式人工智能有创造性地设计教学活动，进行教学目标的重设、课程内容的重构、教学模式的重建、教学评价的革新，把人工智能引入到教学过程中，为学生提供更加灵活、个性化、挑战性的学习体验，激发学生的内在潜能，提升学生解决复杂工程问题的能力、高阶思维、数字素养等，努力实现从传统教学到智能教学的转型。

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