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南大新聞

【中國(guó)教育報(bào)】構(gòu)建“三階四維·AI賦能”新體系——南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化實(shí)踐創(chuàng)建育人新模式

作者:時(shí)間:2025-10-28
攝影 單位

編者按:10月27日,中國(guó)教育報(bào)刊發(fā)題為構(gòu)建“三階四維·AI賦能”新體系——南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化實(shí)踐創(chuàng)建育人新模式》的文章,報(bào)道我校推進(jìn)物理學(xué)教學(xué)改革尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新,創(chuàng)建育人新模式。詳情如下:

在國(guó)家統(tǒng)籌實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的大背景下,物理學(xué)教學(xué)改革尤其是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新,已成為南昌大學(xué)人才培養(yǎng)改革的核心議題。學(xué)校立足“雙一流”建設(shè),落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù),以培養(yǎng)德才兼?zhèn)?、具有?chuàng)新精神和實(shí)踐能力的拔尖創(chuàng)新人才、高素質(zhì)專(zhuān)業(yè)人才為目標(biāo),依托物理學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心等多個(gè)高水平平臺(tái),面對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科技前沿及產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的問(wèn)題,系統(tǒng)探索并實(shí)踐了“三階四維·AI賦能”物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)融創(chuàng)體系,融合當(dāng)代科技前沿“基礎(chǔ)一交叉一攻關(guān)”三階實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,創(chuàng)建“操作規(guī)范思維深度/創(chuàng)新實(shí)踐協(xié)作韌性”四維能力評(píng)價(jià)模型,有力推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容、模式與評(píng)價(jià)機(jī)制的深層次重構(gòu),強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程領(lǐng)域共性技術(shù)物理內(nèi)核的深層理解,提升其實(shí)證能力,為拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)注入新動(dòng)能。

重構(gòu)層次貫通、前沿融合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系

針對(duì)以往實(shí)驗(yàn)課程驗(yàn)證型項(xiàng)目偏多、綜合創(chuàng)新不足、與工程實(shí)際脫節(jié)等關(guān)鍵問(wèn)題,南昌大學(xué)全力重構(gòu)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,建立“基礎(chǔ)驗(yàn)證、交叉融合、課題攻關(guān)”三階遞進(jìn)式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目鏈。在強(qiáng)化經(jīng)典實(shí)驗(yàn)基本功訓(xùn)練的同時(shí),將量子傳感、光刻技術(shù)原理、人工智能識(shí)別、新材料合成等科技前沿和工程領(lǐng)域共性技術(shù)背后的物理機(jī)制轉(zhuǎn)化為一系列可操作、可探究的教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí),學(xué)校打造AI驅(qū)動(dòng)的模塊化、虛實(shí)一體實(shí)驗(yàn)平臺(tái),整合跨學(xué)科虛擬仿真資源與高精度實(shí)體儀器,構(gòu)建“課內(nèi)一課外、現(xiàn)實(shí)一虛擬”雙軌并行的開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)環(huán)境,支持學(xué)生開(kāi)展自主設(shè)計(jì)和時(shí)空協(xié)作探究,徹底打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)空和資源限制。

創(chuàng)建“教師引導(dǎo)+AI賦能+學(xué)生主導(dǎo)”的教學(xué)新模式

為著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、自主探究與解決復(fù)雜工程問(wèn)題的核心能力,南昌大學(xué)全面推行“教師作為引導(dǎo)者、AI作為賦能工具、學(xué)生作為探究主體”的新型教學(xué)模式。通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)現(xiàn)理論前置、課堂聚焦真實(shí)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與解決,形成讓學(xué)生從“被動(dòng)執(zhí)行”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)建模、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、迭代優(yōu)化”的完整科研訓(xùn)練流程。

物理實(shí)驗(yàn)中心積極引入企業(yè)真實(shí)課題和創(chuàng)新競(jìng)賽項(xiàng)目,形成“企業(yè)出題、教師指導(dǎo)、學(xué)生攻關(guān)、成果轉(zhuǎn)化”四環(huán)相扣的創(chuàng)新教學(xué)生態(tài)。在一系列校企合作與學(xué)科競(jìng)賽中,學(xué)生不僅錘煉了實(shí)踐能力,更在解決復(fù)雜工程問(wèn)題中培養(yǎng)了科學(xué)家精神、社會(huì)責(zé)任感與創(chuàng)新能力。

探索開(kāi)發(fā)能力導(dǎo)向、AI動(dòng)態(tài)追蹤的智慧評(píng)價(jià)系統(tǒng)

針對(duì)學(xué)生能力成長(zhǎng)難以量化、評(píng)價(jià)方式單一的難題,南昌大學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)探索開(kāi)發(fā)基于智能傳感和AI算法的“四維能力評(píng)價(jià)模型”,從實(shí)驗(yàn)規(guī)范、思維深度、創(chuàng)新實(shí)踐及協(xié)作韌性四個(gè)維度出發(fā),全面展現(xiàn)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。AI賦能物理實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)采集學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作行為與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),動(dòng)態(tài)生成個(gè)人能力圖譜和診斷報(bào)告,并精準(zhǔn)推送強(qiáng)化訓(xùn)練資源,實(shí)現(xiàn)用學(xué)生的行為數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)學(xué)生的技術(shù)實(shí)踐能力和復(fù)雜工程問(wèn)題解決效率,以及操作規(guī)范性、方案完成度和創(chuàng)新實(shí)踐水平,真正實(shí)現(xiàn)“數(shù)智賦能、因材施教”,推動(dòng)教學(xué)從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)走向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。

人才培養(yǎng)與教學(xué)輻射成效顯著

在人才培養(yǎng)方面,新體系有力推動(dòng)了學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的整體躍升,實(shí)現(xiàn)了物理類(lèi)與非物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的雙線(xiàn)突破、融合發(fā)展。

人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提高,物理類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生深造率突破90%。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)支撐與創(chuàng)新引領(lǐng)作用尤為突出,南昌大學(xué)構(gòu)建的智慧實(shí)驗(yàn)平臺(tái)已覆蓋全校90%的物理實(shí)驗(yàn)課程,有效支撐56個(gè)非物理專(zhuān)業(yè)通過(guò)工程認(rèn)證。

學(xué)生創(chuàng)新成果豐碩,累計(jì)獲得國(guó)家級(jí)別物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽一等獎(jiǎng)28項(xiàng)、省部級(jí)物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)逾200項(xiàng),獲得中國(guó)國(guó)際大學(xué)生創(chuàng)新大賽國(guó)家級(jí)別金獎(jiǎng)19項(xiàng)、多學(xué)科競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)800余項(xiàng),均源自扎實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Ψ趸???蒲袆?chuàng)新能力同步提升,學(xué)生以第一作者發(fā)表SCI論文200多篇、其他科研論文130多篇,獲授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利60多項(xiàng),在量子傳感等前沿領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批拔尖創(chuàng)新人才,顯著強(qiáng)化了新工科、新理科人才的創(chuàng)新素養(yǎng)。

在教學(xué)輻射與社會(huì)服務(wù)方面,南昌大學(xué)依托獲批的教育部門(mén)“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程虛擬教研室”,構(gòu)建了跨校協(xié)同、資源共享的推廣平臺(tái),有效擴(kuò)大了教學(xué)改革的輻射范圍。目前,已輻射全國(guó)50余所高校,共建共享優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源147項(xiàng),組織開(kāi)展跨區(qū)域教研活動(dòng)70余場(chǎng);成功承辦第七屆全國(guó)大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽,服務(wù)來(lái)自480所高校的9600多名參賽師生,發(fā)揮了顯著的示范引領(lǐng)作用。學(xué)校物理實(shí)驗(yàn)中心作為中國(guó)物理學(xué)會(huì)科普教育基地,持續(xù)開(kāi)展體系化、廣覆蓋的科普服務(wù)活動(dòng)。組織專(zhuān)家、教授及優(yōu)秀學(xué)生走進(jìn)江西省11個(gè)地級(jí)市,深入40多所中學(xué)開(kāi)展“科普進(jìn)校園”系列活動(dòng),累計(jì)服務(wù)學(xué)生與公眾超過(guò)10萬(wàn)人次。相關(guān)活動(dòng)被多家權(quán)威媒體關(guān)注報(bào)道,產(chǎn)生了廣泛而積極的社會(huì)影響。此外,學(xué)校多項(xiàng)自主研發(fā)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器成果成功實(shí)現(xiàn)教學(xué)轉(zhuǎn)化與企業(yè)應(yīng)用推廣,形成了以賽促教、以教促產(chǎn)、以產(chǎn)反哺教學(xué)的“賽一教一產(chǎn)”良性循環(huán),有效反哺了人才培養(yǎng)與社會(huì)服務(wù)。

形成“能力提升一教學(xué)輻射一服務(wù)支撐”“三位一體”新生態(tài)

學(xué)校產(chǎn)出的成果深度融合現(xiàn)代信息技術(shù)、教育評(píng)價(jià)理論及產(chǎn)業(yè)真實(shí)情境,系統(tǒng)重構(gòu)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,形成了以“能力提升”為核心、以“教學(xué)輻射”為路徑、以“服務(wù)支撐”為反饋的有機(jī)整體,以智慧平臺(tái)與AI評(píng)價(jià)推動(dòng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力顯著提升,以虛擬教研室、競(jìng)賽承辦和資源共建實(shí)現(xiàn)跨校教學(xué)輻射,以科普服務(wù)、儀器轉(zhuǎn)化和產(chǎn)教融合強(qiáng)化對(duì)社會(huì)與產(chǎn)業(yè)的服務(wù)支撐功能,并反向賦能教學(xué)創(chuàng)新。

2023年,教育部門(mén)調(diào)研專(zhuān)家對(duì)南昌大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與人才培養(yǎng)方面的成效給予肯定性評(píng)價(jià),相關(guān)案例連續(xù)入選教育部門(mén)優(yōu)秀案例集,示范效應(yīng)持續(xù)擴(kuò)大。南昌大學(xué)通過(guò)系統(tǒng)化、深層次的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,實(shí)現(xiàn)了從知識(shí)傳授向能力生成、從封閉教學(xué)向開(kāi)放創(chuàng)新、從傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)支撐向多學(xué)科融合拓展的根本轉(zhuǎn)變,構(gòu)建了可復(fù)制、可推廣的一體化實(shí)踐方案,深刻詮釋了新時(shí)代高校教學(xué)創(chuàng)新的使命與擔(dān)當(dāng)。

原文鏈接:

http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2025-10/27/node_144749.htm


審校:許航、涂金鳳、朱文芳、陳小赤