人工智能（AI）技術正逐步成為推動社會進步的關鍵力量之一。國務院總理李強在今年的政府工作報告中提出，要大力推進現代化產業體系建設，加快發展新質生產力。要深化大數據、人工智能等研發應用，開展“人工智能+”行動。人工智能作為引領新一輪科技革命和產業變革的驅動力，已成為驅動新質生產力的重要引擎和來源。
《人工智能導論》封面
長期以來，西北工業大學積極布局人工智能賽道。36年前，由計算機學院何華燦教授主編的《人工智能導論》面世，彼時，人工智能的研究目標還僅僅是提高電子計算機的智力水平，使其變得更加靈巧。隨著時代發展以及智能化的普及，人工智能已上升至國家戰略層面，并成為未來時代的核心驅動力。西北工業大學持續貫徹落實國家“互聯網+”、大數據、教育數字化等重大安排部署，堅持以“總師育人文化”引領人才培養，制定了《西北工業大學“互聯網+教育”實施方案》等文件并采取一系列措施推動教育數字化轉型和智能升級，構建了教育發展良好生態，人工智能已經深深地融入到學校本科人才培養的各個環節之中，為本科教育教學帶來了前所未有的發展機遇。
一流課程推動信息技術與教育教學融合創新。3月4日，由學校數學與統計學院張瑩教授團隊精心打造的首門基于“課程知識圖譜+AI”形式的新形態數字化課程—《微積分》正式在智慧樹平臺上線并投入教學運行。相較于傳統課程，新形態數字化課程使學生的學習路徑更加多元化和個性化，評價方式更注重過程性學習數據反饋。同時，可針對不同的班級、不同層次的學生建立相應的課程版本，每個版本課程由教師依據班級情況自主組建知識體系，及時調整教學重難點及教學方法，并利用人工智能技術為學生知識點的學習提供精準的學習資源和強大的自適應練習系統，滿足不同學生多元的學習需求。張瑩教授的《微積分》AI課程以知識圖譜為核心，以結構化形式描述微積分知識點、教學資源、教學活動、測評方式之間的關系，具有知識管理、學習導航、學習評估等功能。該課程還引入了具備強大的文本理解、生成能力和資源檢索能力的智能教學助手，可以幫助教師及學生創造更多的學習體驗，學生不僅可以與其對話，尋找自己想要了解的內容，還可以基于單個知識點內容或問題進行全網檢索，獲取智能推薦的有針對性、精準化的學習資源，提升學習效率。2022級電子信息大類的孫明旭同學課后說：“《微積分》AI課程通過個性化學習、智能實時反饋和糾錯等方式，提高了我的學習效果和學習興趣，幫助我更好地理解和掌握微積分的知識和技能。”2022級材料與化工大類的陳佳寧同學說學習后感悟到：“《微積分》AI課程是一個能夠幫助我在任何時候復習、鞏固所學知識的平臺。課程既把每一章繁雜的知識點細化成小知識點，讓我更容易獲得漸漸學會微積分的成就感，又在每個知識點上配備相應的習題練習，隨學隨練，練完后還可以通過可視化的數據檢驗自己每個知識點的掌握程度從而有針對性地去學習，是一個非常適合大一新生用來學習微積分的平臺。”
《微積分》AI課程知識圖譜、測試題庫界面
學校積極推進信息技術與教育教學融合創新，以人工智能賦能“新工科”建設。目前，學校已開設《人工智能導論》、《人工智能程序設計》、《仿生智能材料》、《智能制造技術》等200余門與人工智能+、機器人相關的通識課程、學科專業課程和素質拓展課程，覆蓋26個教學單位。“翱翔學堂”智慧教育平臺上線了50余門人工智能相關的在線開放課程和視頻資源，包括《人工智能法》、《人工智能安全》、《人工智能數學基礎》等。同時，《概率論與數理統計》AI課程、《材料科學基礎》、《計算機控制》等多門數字化課程依托在線開發平臺建設完成，《理論力學》、《迷人的材料世界》、《電磁場與電磁波》等30余門數字化課程正在建設中。
西工大開設的人工智能相關課程教學大綱
今年，學校將在數字化課程建設上持續發力，以打造100門優質數字化課程為目標，啟動人工智能技術與素養類課程立項建設和本科優質數字化課程認定工作，鼓勵老師們將數字化新技術、新理念、新方法深度融入教育教學，注重在課程設計、教學內容、教學模式、教學方法上的創新，運用知識圖譜、人工智能、微視頻等新形態數字化技術，建立數字化教學資源庫，并達到廣泛共享、示范引領的作用。
一流專業奠定人工智能人才培養基礎優勢。上世紀八十年代，全國第一部《人工智能導論》教材的出版標志著西工大早就在本科階段超前開設了人工智能、模式識別等課程。2019年，學校首批獲得“人工智能”本科專業建設資格，并依托“計算機科學與技術”一級學科開展建設。近年來，人工智能專業面向國家重大戰略需求，以學校“三航”特色為依托，以“空天地海”大數據為驅動，重點關注智能感知、大數據智能、圖像處理、語音識別等方向，并通過這些方向進一步支持航空、航天、航海、材料、機械、生物醫學等具體應用領域的需求。使培養的學生普遍掌握計算機科學領域的基本理論，具有較強地應對解決計算機軟硬件、人工智能等領域復雜工程問題的專業能力，對計算機前沿領域如人工智能、大數據和云計算等方面均有深刻理解并能很好地應用于工作實踐，能夠成長為在人工智能專業及其相關領域具有國際競爭力的“復合型、創新型、引領型”專業人才。
一流教材支撐跨學科人工智能人才培養。早在1988年，學校計算機學院何華燦教授根據十多年在西北工業大學、北京師范大學和電力科學院研究生部為研究生和高年級大學生講授《人工智能導論》課整理的講義，編著了《人工智能導論》，由西北工業大學出版社出版。本書原稿于1983年被航空工業部選為統編教材，由航空專業教材編審組編輯出版，內部發行。教材先后被五十多個單位選作教材或主要參考書。
十四五以來，學校規劃出版了30余部與人工智能相關的跨學科教材，基本涵蓋學校優勢學科，如航空、航天、航海、機械制造、發動機、自動化、計算機、物聯網、機器人、網絡安全等領域，如《智能裝配工藝與裝備》《智能航空發動機—基礎理論與關鍵技術》《智能物聯網導論》《DelFly撲翼飛行器的設計、空氣動力學和人工智能技術》《聲信號處理與智能分析》及機器人系列教材等。
西工大規劃出版的人工智能相關的跨學科教材
一流資源助力人工智能技術更加普及。學校外國語學院以沉浸式外語智慧教育中心為載體開發的基于人工智能沉浸式VR口語訓練測試系統，融合大數據、人工智能技術，集教、學、評、研于一體，創設高度仿真的口語、口譯及移動小組討論的實驗教學場域，通過智能算法根據學生不同的實際操作觸發多種真實語言交流情境，精準化輸入和創造性輸出，實現學生身臨其境的口語學習和操練。同時，AI智能評分及評價系統實時提供學情數據報告，供學生了解當前口語水平、優勢及不足，為有效提高口語表達能力精準施策，構建了基于情景交際的語言教學環境、學生語言素養動態評價以及多感官沉浸式學習的全新智慧化教學生態。
基于人工智能沉浸式VR口語訓練測試系統界面及場景
計算機學院針對“普適計算‘根技術’知識抽象難于理解，無法有效調動學生課堂學習積極性”這一關鍵核心問題，打造了場景驅動的嵌入式智能感知虛擬實驗室，通過軟件定義方法、AIGC人工智能生成及跨平臺跨領域的智能交互技術，生成各種室內外泛在嵌入式智能感知應用場景和生動的課堂實驗教學道具，突破了現有理論與實踐教學分離的傳統教育教學模式，激發了學生學習興趣，提升了學習主動性，增強了課堂實驗教學的體驗感。
“無人機集群察打場景”下的嵌入式智能感知虛擬仿真實驗
一流平臺加速智慧教育數字化轉型。學校教務部教學運行與服務中心利用云計算、大數據、物聯網、移動互聯網、人工智能等技術營造智慧學習環境，通過引入智能中控、網絡、智慧教學等設備和技術，實現了教學資源的數字化、教學手段的多樣化以及教學環境的網絡化，解決了教務管理工作繁重、師生管理服務薄弱、教學資源管理困難等工作難點痛點，提升了教學資源動態化管理水平、綜合服務能力和教學資源運行效能。
數字化教學運行中心平臺
學校還以為師生提供高質量、多元化的知識資源供給、個性化和碎片化的學習空間為目標，打造了“翱翔學堂”智慧教育平臺，平臺以高質量、多元化教育資源供給為核心，首創“資源中心”、“知識圖譜中心”和“教學數據中心”的資源支撐框架，以AI智能能力開放平臺為驅動，實現教育資源統一管理、知識圖譜多元化應用、個性化知識推薦和以數據驅動的智慧教學評價等功能；平臺還利用圖像識別、OCR識別等多模態智能分析能力，將海量資源進行知識點級別的內容拆分，構建結構化的知識庫體系，為資源供給形式的豐富性和推薦的精準性提供支撐。學習者可智能提取學習資源的內容標簽，平臺結合用戶行為數據生成算法，為學習者生成個性化學習路徑，提升學習效果。
“翱翔學堂”智慧教育平臺
教育部部長懷進鵬在十四屆全國人大二次會議民生主題記者會上提出：“對我們教育系統來說，人工智能是把‘金鑰匙’。未來，我們將致力于培養一大批具備數字素養的教師，把人工智能技術深入到教育教學和管理全過程、全環節，來研究它的有效性、適應性，讓青年一代更加主動地學，讓教師更加創造性地教。要加強人工智能相關學科專業的高層次人才培養，提升科學研究創新能力，加快平臺建設。”過去數年，西北工業大學在傳統人才培養工作中取得了豐富的成果與經驗，未來數年，西北工業大學將繼續勇立潮頭主動出擊，在人工智能的浪潮中提速布局、加速推進。學校將繼續貫徹國家教育數字化戰略行動，緊扣“強特色、筑高峰”的要求，通過人工智能、大數據等技術應用，不斷提升教師數字化教學能力，創新教育教學模式，助推教學質量和效率提升。著力打造“一流專業、一流師資、一流課程、一流教材、一流平臺”，不斷深化大學生“專業精、系統強、重實踐、能擔當”的能力錘煉和素養養成，引導教師將“總師育人文化”融入課堂教學，將前沿科研成果轉化為創新思路和務實舉措，推進第一課堂和第二課堂深度融合，千方百計讓學生成長成才，源源不斷地為國防軍工領域輸送“總師”型人才，為新質生產力發展提供人才支撐。
（文字：韓寅奔；審核：傅茂森、馬西平）
