“智馭AI”——光電學科“訓AI促學”能力培養范式創新與實踐

程孟凡

華中科技大學光學與電子信息學院教授

隨著人工智能時代的到來，人工智能與高等教育的融合已成為全球教育界的共識與趨勢，正深刻重塑高等教育格局。中共中央 國務院印發《教育強國建設規劃綱要（2024—2035年）》，明確提出促進人工智能助力教育變革，要求面向數字經濟和未來產業發展加強課程體系改革、優化學科專業設置，深化人工智能助推教師隊伍建設。在此背景下，華中科技大學依托自身人工智能科研和學科優勢，全面落實AI教育與賦能行動計劃，推進課程、專業、教法等全要素改革，光電信息學院開展“智馭AI”——光電學科“訓AI促學”能力培養范式創新與實踐，探索AI賦能教育新生態新路徑。

在AI賦能教育的推進過程中，一系列問題亟待解決。AI雖功能強大，但在教學中的應用路徑尚不明確；其存在的“幻覺”問題可能導致學生獲取錯誤信息；同時，還面臨威脅人類自主性與能動性等風險，如學生依賴AI完成作業、教師被動使用AI教學。對于光電學科教學而言，核心挑戰在于如何超越對“標準答案”的追求，以反思、批判、過程性為導向，培養學生解決工程和科學問題的創新能力，要求學生學會批判性看待生成式AI的輸出結論，通過自主反思形成獨立創新思路，并以循證實踐檢驗能力，實現與AI的高效協同。

基于上述背景與挑戰，華中科技大學光電信息學院在“智馭AI”實踐中，參考建構主義學習為核心的理念思路，構建“設計-實踐-反思”的教學迭代循環，實現學生能力達成。打造了多智能體架構的“智馭AI”智能體創新平臺，涵蓋底層的云端算力集群，以及教師端的智能任務創建與管理、學生訓練過程監測、智能體對比測評與反饋等功能，和學生端的專屬智能體持續訓練優化、多任務調用與共享等模塊。

在教學場景設計中，以學生為主體和中心，AI輔助完成基礎、高階、創新三個層次的學習任務。幫助學生掌握核心技能并調試AI問答錯誤；鍛煉學生復雜思維與分析能力；培養學生創造力與獨創性。典型案例中，如音頻信號的變換域分離任務，AI首次給出的設計思路常存在偏差，學生需結合課程知識指出錯誤并引導AI迭代優化，最終通過循證檢驗完成任務，提交的成果需具備邏輯、過程與驗證支撐。此外，還融入真實科研項目作為創新任務，強化學生自主探究能力。

持續改進方面，將進一步加強AI賦能的教學評估體系，探索學習過程分析與創新能力評價融合的形成性評價方法。形成可復制的工科教育智能化方案，推動人才培養轉型，促使學生從“光電知識接受者”轉變為“創新實踐者”，提升解決復雜工程問題能力，培養適應智能時代的科研和工程人才。

（本文系作者在第五屆全國高校教師教學創新大賽同期活動“生成式人工智能驅動的高等教育教學模式創新”上的報告）