為響應(yīng)國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略,,深度融合人工智能技術(shù)與教育教學(xué),,廣州大學(xué)機械與電氣工程學(xué)院柳晶晶副院長團隊以《電工電子學(xué)》課程為實踐載體,構(gòu)建了“AI+知識圖譜(KG)賦能”的智慧課程體系,,以“系統(tǒng)化知識構(gòu)建,、精準(zhǔn)化能力培養(yǎng)、隱性化思政育人”為核心目標(biāo),,通過多元圖譜體系與智能技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用,,實現(xiàn)了從知識傳授到素養(yǎng)提升的全方位突破,開創(chuàng)了工科基礎(chǔ)課程教學(xué)的新范式,。
一,、課程定位:連接基礎(chǔ)與專業(yè)的“工程橋梁”
《電工電子學(xué)》是工科非電類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課,承擔(dān)著培養(yǎng)工程思維與技術(shù)創(chuàng)新能力的雙重使命,。課程內(nèi)容橫跨“電工技術(shù)”與“電子技術(shù)”兩大模塊:前者聚焦電路分析,、電機原理與電力系統(tǒng)基礎(chǔ),夯實學(xué)生對電氣工程底層邏輯的理解,;后者涵蓋模擬電路,、數(shù)字電路與電子設(shè)計,為學(xué)生參與智能硬件開發(fā),、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計等實踐項目奠定基礎(chǔ),。
在傳統(tǒng)教學(xué)中,學(xué)生常因知識點零散,、理論與實踐脫節(jié)而陷入“學(xué)難致用”的困境,。為此,課程團隊以“系統(tǒng)性,、應(yīng)用性,、創(chuàng)新性”為導(dǎo)向,重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,,融入智能技術(shù),,將課程打造為“理論—實踐—思政”三位一體的智慧學(xué)習(xí)平臺。通過AI驅(qū)動的個性化學(xué)習(xí)路徑,、可視化知識圖譜和沉浸式工程案例,,學(xué)生不僅能掌握電路分析與電子設(shè)計的核心技能,更能培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題的綜合素養(yǎng),真正實現(xiàn)從“學(xué)”到“用”的跨越,。

《電工電子學(xué)》課程門戶
二,、多元圖譜體系:讓知識“看得見”,讓能力“可量化”
課程團隊首創(chuàng)“四維圖譜”系統(tǒng)(知識圖譜,、問題圖譜,、能力圖譜、思政視圖),,打通知識脈絡(luò),、問題攻關(guān)、能力提升與價值引領(lǐng)的全鏈條,,形成“學(xué)—問—能—德”協(xié)同發(fā)展的育人閉環(huán),。
1.知識圖譜:碎片化知識的“系統(tǒng)導(dǎo)航”
通過知識圖譜串聯(lián)300+知識點,,構(gòu)建層級分明的知識網(wǎng)絡(luò),。學(xué)生可自由切換“章節(jié)學(xué)習(xí)”與“圖譜漫游”模式,既能循序漸進(jìn)夯實基礎(chǔ),,又能從全局視角理解知識點間的關(guān)聯(lián),,例如通過圖譜快速定位“三相電路”與“電機驅(qū)動”的銜接邏輯,破解傳統(tǒng)教學(xué)中“只見樹木不見森林”的難題,。

知識圖譜
2.問題圖譜:攻克痛點的“實戰(zhàn)指南”
針對學(xué)生反饋的40+高頻難題(如“戴維南定理的應(yīng)用”“反饋電路穩(wěn)定性分析”),,團隊提煉出“問題樹”,將復(fù)雜問題拆解為階梯式子問題,,并匹配典型工程案例,。問題圖譜不僅提供解題思路,更嵌入虛擬實驗?zāi)K,,學(xué)生可隨時通過仿真驗證方案,,在實踐中深化理論認(rèn)知。

問題圖譜
3.能力圖譜:從“學(xué)會”到“會學(xué)”的能力躍遷
課程提出四大能力目標(biāo),,并通過能力圖譜量化學(xué)習(xí)路徑,。例如,“電路分析”章節(jié)對應(yīng)“解決工程問題的能力”,,系統(tǒng)會追蹤學(xué)生從基爾霍夫定律應(yīng)用到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)解題的全過程,,生成能力雷達(dá)圖;針對薄弱環(huán)節(jié),,自動推送專項訓(xùn)練,,幫助學(xué)生有的放矢提升技能。

能力圖譜
4.思政視圖:專業(yè)學(xué)習(xí)與價值引領(lǐng)的“雙向融合”
課程深挖“中國智造”“雙碳戰(zhàn)略”“工程師倫理”等思政元素,,設(shè)計“一課一案例”思政模塊,。思政視圖還與“人民大思政資源庫”互聯(lián),學(xué)生可一鍵跳轉(zhuǎn)至行業(yè)領(lǐng)軍人物訪談,、大國工匠紀(jì)錄片等資源,,讓價值觀塑造“潤物無聲”,。

思政視圖

思政視圖鏈接人民大思政資源庫
三、AI賦能教學(xué):個性化學(xué)習(xí)與精準(zhǔn)化評估的雙重革命
課程以AI技術(shù)為引擎,,構(gòu)建“學(xué)—教—評”智能閉環(huán),,實現(xiàn)從“千人一面”到“千人千面”的轉(zhuǎn)變。
1.AI助教:打造“懂你”的學(xué)習(xí)伙伴
學(xué)生登錄系統(tǒng)后,,AI助教即刻啟動智能診斷:通過前置測試分析知識盲區(qū),,結(jié)合學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù),動態(tài)生成個性化學(xué)習(xí)路徑,。例如,,對“半導(dǎo)體器件”掌握不足的學(xué)生,系統(tǒng)優(yōu)先推薦PN結(jié)原理動畫與二極管應(yīng)用實驗,;而對“邏輯電路”興趣濃厚者,,可解鎖FPGA編程進(jìn)階資源。

學(xué)生學(xué)習(xí)視圖
2.資源生成:從“人工備課”到“AI智創(chuàng)”
教師利用AI工具臺,,可快速整合慕課視頻,、學(xué)術(shù)論文、行業(yè)報告等多模態(tài)資源,。例如,,輸入“電機控制最新技術(shù)”,AI自動檢索近三年頂會論文,,提取關(guān)鍵算法并生成PPT課件,;針對學(xué)生作業(yè)中的共性問題(如三相功率計算錯誤),AI一鍵生成錯題解析視頻,,提升輔導(dǎo)效率,。



AI工具助力生成教學(xué)資源
3.精準(zhǔn)評估:數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)優(yōu)化
系統(tǒng)通過知識圖譜掌握度熱力圖、AI問答交互日志,、虛擬實驗完成度等數(shù)據(jù),,多維度評估學(xué)習(xí)效果。教師可實時查看“班級能力矩陣”,,及時調(diào)整教學(xué)策略,;期末,系統(tǒng)還能生成學(xué)情分析報告,,對比往屆數(shù)據(jù),,為課程持續(xù)改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)。

AI助手使用情況統(tǒng)計


知識圖譜掌握度統(tǒng)計

課件,、作業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計
結(jié)語
廣州大學(xué)《電工電子學(xué)》智慧課程,,以“圖譜為脈、AI為翼”,重新定義了工科基礎(chǔ)課的教學(xué)形態(tài),。在這里,,知識不再是枯燥的公式,而是躍然屏上的立體網(wǎng)絡(luò),;學(xué)習(xí)不再是單向灌輸,,而是充滿探索樂趣的智能交互;教育不僅是傳授技能,,更是塑造心懷家國的未來工程師,。這一創(chuàng)新實踐,正為高等工程教育的數(shù)字化變革提供“廣大方案”,。
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