在數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮席卷全球、人工智能技術(shù)重塑教育生態(tài)的時代背景下，高等教育正面臨從經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動的深刻變革。河南工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院深耕工程教育領(lǐng)域數(shù)十載，以“機械設(shè)計制造及其自動化”本科專業(yè)為依托，以機械制圖課程為試點，率先探索人工智能與教育教學(xué)的深度融合路徑。

作為面向機械設(shè)計制造及其自動化、過程裝備與控制工程、智能制造工程等5個機械類專業(yè)大一學(xué)生開設(shè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，機械制圖課程承擔著培養(yǎng)學(xué)生識圖繪圖能力、塑造工程意識與創(chuàng)新思維的任務(wù)。自該課程開設(shè)以來，歷經(jīng)“傳統(tǒng)板書—多媒體教學(xué)—線上線下混合式教學(xué)—智慧教學(xué)”四個階段迭代，如今在專業(yè)教授團隊的引領(lǐng)下，借助人工智能技術(shù)構(gòu)建“師—生—機”三元協(xié)同教學(xué)生態(tài)，形成了可復(fù)制、可推廣的工程類課程智慧改革范式，為新工科背景下的課程建設(shè)提供了生動樣本。

資源重構(gòu)：以多模態(tài)智慧體系筑牢教學(xué)根基

在傳統(tǒng)機械制圖教學(xué)中，學(xué)生常因空間構(gòu)型思維差異、理論與實踐脫節(jié)等問題陷入學(xué)習(xí)困境。為破解這一難題，學(xué)院深度踐行“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向”的教育理念，系統(tǒng)性重構(gòu)課程內(nèi)容與資源體系。通過建設(shè)知識圖譜、數(shù)字微課、自適應(yīng)智能題庫等多模態(tài)資源，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化、可視化和動態(tài)化管理。

關(guān)于重構(gòu)模塊化教學(xué)內(nèi)容，按照“理論→方法→實踐→創(chuàng)新”的能力培養(yǎng)路徑進行課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化梳理，建立會識圖、能畫圖、強制造、敢創(chuàng)新的能力進階式內(nèi)容模塊，精準匹配學(xué)生從入門認知到高階實踐的成長路徑。

關(guān)于建立全景化知識圖譜，首先，深度解構(gòu)模塊知識點，厘清其前后置邏輯關(guān)系，基于學(xué)習(xí)通平臺建立課程知識圖譜，與課程平臺的微課及視頻、文本、試題、討論題等資源建立關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生清晰把握知識脈絡(luò)；其次，建立能力分層目標圖譜。按照學(xué)生掌握知識或技能內(nèi)化過程設(shè)置各模塊的分層能力目標，并據(jù)此建立目標圖譜；再次，將知識的學(xué)習(xí)放到解決問題的場景中，從科研課題、工程項目的復(fù)雜問題中提取應(yīng)用型問題，按照問題解決邏輯，建立包含應(yīng)用、方法、概念三個層次的問題鏈，關(guān)聯(lián)各模塊的重點知識點，由此構(gòu)建從解決問題的場域通往理論知識學(xué)習(xí)場域的橋梁。同時，條理化課程思政元素，按照“知識點→事件→任務(wù)→思政點”的對應(yīng)關(guān)系，構(gòu)建“能力進階，素質(zhì)同行”的課程思政圖譜。

關(guān)于多維度融合教學(xué)資源，引進西北工業(yè)大學(xué)國家精品課機械制圖，突出基礎(chǔ)課服務(wù)本校學(xué)科發(fā)展功能，建立融入先進成圖技術(shù)、糧機工程案例、課程思政案例的學(xué)習(xí)通線上課程，并將學(xué)生學(xué)習(xí)成果作為生成性資源納入案例庫，實現(xiàn)師生共生迭代資源。聯(lián)合兄弟院校主編省“十四五”規(guī)劃教材《幾何畫法及機械制圖》，立足本校學(xué)科特色，從科研成果、校企合作項目中凝練專業(yè)制圖案例，出版了省“十四五”規(guī)劃教材《糧油食品機械制圖》和《糧油食品包裝機械》，為實施校本特色工程案例式教學(xué)提供支撐。依托線上課程平臺、智慧教室平臺、國家虛擬仿真實驗共享平臺、糧機創(chuàng)新實踐平臺，構(gòu)建“云端自學(xué)—智慧研討—虛實體驗”三課堂，為學(xué)生開展不同形式的學(xué)習(xí)活動提供匹配學(xué)習(xí)場景。

場景革新：以雙鏈驅(qū)動模式實現(xiàn)靶向教學(xué)

學(xué)院秉承以學(xué)生發(fā)展為中心的教學(xué)理念，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性，構(gòu)建出基于知識圖譜的“雙鏈驅(qū)動”線上線下混合式教學(xué)模式。

線上，通過全景化、可視化的知識圖譜吸引學(xué)生關(guān)注，利用問題圖譜創(chuàng)設(shè)關(guān)聯(lián)生活、生產(chǎn)、科研實際的線上學(xué)習(xí)探究情境，將抽象的制圖知識與日常生活中的機械結(jié)構(gòu)、行業(yè)生產(chǎn)中的糧食裝備制造、教師團隊的科研課題（如礱谷機料斗優(yōu)化設(shè)計）緊密結(jié)合。學(xué)生根據(jù)問題鏈引導(dǎo)，圍繞具體知識點開展任務(wù)式學(xué)習(xí)，平臺實時反饋學(xué)習(xí)成果，動態(tài)生成個人學(xué)習(xí)路徑圖譜，讓個性化學(xué)習(xí)從模糊感知變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動，充分釋放自主學(xué)習(xí)的主動性與針對性。

線下，構(gòu)建基于知識圖譜的“課前→課中→課后”學(xué)習(xí)任務(wù)鏈驅(qū)動式教學(xué)模式。課前，學(xué)生通過任務(wù)鏈了解課堂活動全過程，明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標。教師通過課前任務(wù)獲得學(xué)習(xí)反饋，了解學(xué)習(xí)難點和堵點，動態(tài)調(diào)整課中教學(xué)方案，讓課堂教學(xué)更具靶向性。課中任務(wù)實現(xiàn)互動翻轉(zhuǎn)、交互內(nèi)化。教師基于學(xué)情數(shù)據(jù)主導(dǎo)學(xué)生強弱結(jié)合，進行課中互動翻轉(zhuǎn)，打通課中學(xué)生個體差異化學(xué)習(xí)路徑。課后，根據(jù)知識圖譜對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和學(xué)生分層建議，布置不同層次的課后任務(wù)，開展課后靶向性指導(dǎo)，實現(xiàn)課后指導(dǎo)不泛化、能力提升有階梯的育人效果。

評價升級：以四全智評機制賦能精準育人

課程評價作為教學(xué)改革的指揮棒，其科學(xué)性與精準度直接決定育人方向與教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)機械制圖課程以標準化試卷、統(tǒng)一命題大作業(yè)為主的評價方式，難以精準衡量學(xué)生的工程實踐能力與創(chuàng)新思維。為此，團隊以全過程評價理論與多元智能評價理論為指導(dǎo)方向，深度融合教育大數(shù)據(jù)與AI分析技術(shù)，構(gòu)建“四全智評”考核模式，推動課程評價從“單一結(jié)果導(dǎo)向”向“過程與結(jié)果并重、知識與能力兼顧”轉(zhuǎn)變，真正實現(xiàn)以評促學(xué)、以評促教、以評育人的改革目標。

為確保評價體系的精準性與導(dǎo)向性，團隊對考核維度與指標進行系統(tǒng)化拆解與精細化設(shè)計。將課程“知識掌握、能力提升、素養(yǎng)培育”三維教學(xué)目標，逐層分解至“課前預(yù)習(xí)、課中互動、課后實踐、項目創(chuàng)新”等全教學(xué)環(huán)節(jié)，構(gòu)建了詳細的評價指標體系，利用知識圖譜的數(shù)據(jù)分析功能，提高評價的科學(xué)性和可實施性。同時，團隊依托教育大數(shù)據(jù)和AI分析技術(shù)，為課程構(gòu)建起“多元主體+人機協(xié)同”的教學(xué)評價機制。通過圖像識別、語音分析、自然語言處理等技術(shù)，實時監(jiān)測課堂行為與學(xué)習(xí)成效，生成班級與個人學(xué)習(xí)畫像，為教師提供精準教學(xué)干預(yù)依據(jù)，為學(xué)生推薦個性化學(xué)習(xí)路徑和資源，建立起“監(jiān)測—反饋—迭代”的閉環(huán)優(yōu)化機制。

自機械制圖課程開設(shè)以來，河南工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院幾代教師秉承立德樹人、強基固本的教育理念，歷經(jīng)“多媒體開發(fā)期”“項目式教學(xué)實踐期”“線上線下+課程思政實施期”，最終邁入AI賦能智慧教學(xué)新階段。近年來，該課程團隊獲省教學(xué)改革成果特等獎2項、一等獎1項，發(fā)表教研論文13篇，主編省級規(guī)劃教材5部，榮獲全國首屆機械制圖與機械設(shè)計教學(xué)創(chuàng)新觀摩大賽一等獎等多項榮譽。這些成果的取得，不僅是課程團隊深耕教學(xué)改革的結(jié)晶，更是人工智能技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的生動實踐。

未來，河南工業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院將始終以新工科建設(shè)為引領(lǐng)，深化人工智能在專業(yè)課程中的應(yīng)用。一方面，進一步優(yōu)化知識圖譜、問題圖譜的智能化程度，引入大語言模型技術(shù)；另一方面，加強與企業(yè)的合作，共建智能制造虛擬仿真實驗室，引入工業(yè)級CAD軟件、數(shù)字孿生技術(shù)，讓學(xué)生在虛擬工廠場景中開展全流程實踐。通過多措并舉，為培養(yǎng)更多兼具工程素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的時代新人注入強勁動能。