專創融合AI協同育人的專業課程教學體系研究

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）22-0075-04

Abstract：Withthedeepeningreformofhighereducationand’thepromotionof\"doublefirst-class\"construction，ithas becomean important misionof China'shighereducationinstitutions tobuildastrongcountryinconstructionenginering educatioandcultivateinnovativeandentrepreneurialexcelentengineringandtechnicaltalents.Asthecorecourseofthe characteristicspecialtyofHarbinEngineeingUniversitythecourseofShipControlSystemneedstokeepupwiththendsof thetimes.BasedontheDepseek-R1modelandrelyingontherelevant scientificresearch projectsof thecourse，thethreedimensionalteachingmodeofAIcoursebasedontheintegrationofspecialtyandinnovationissoughtbyculivatingtheability tocoletandprocessinformation，theabilitytoacquirenewknowledge，theabilitytoanalyzeandsolveproblems，soasto cultivateinnovativetalentstoadapttotheneweraandpracticetheteachingconceptofintegrationofspecialtyandinnovation.

Keywords： innovative integration;collaborative education;AI teaching; teaching system; Ship Control System

隨著社會的不斷發展，培養一批既具備扎實專業知識，又擁有出色實踐能力的人才，以滿足國內外新工科發展的需求，是中國各大高校面臨的新歷史任務。在這種背景下，專創融合被視為一種關鍵策略。通過將專業教育與創新創業教育有機結合，旨在提升學生的綜合素質和實踐能力，從而切實實現新工科教育的目標。船舶控制系統是哈爾濱工程大學的一門核心專業課程，具有特色鮮明的船舶工程領域的相關理論知識，是控制科學、流體力學理論和控制工程交叉融合的一門課程，更加符合哈爾濱工程大學“三海一核”鮮明特色的發展方向。船舶控制系統課程中涉及流體力學、自動控制理論和工程應用等方面的相關知識，具有一定的難度，僅僅依靠課堂上的授課，往往過于枯燥，學生們理論知識的理解程度較低。因此，通過專創融合的教學模式，學生不僅能夠更深入理解和掌握船舶控制系統的理論知識，還能夠通過參與實際項目來增強創新和實踐能力，為今后的職業發展奠定穩固的根基。

一 國內外研究現狀分析

（一） 國內研究現狀分析

隨著計算機、網絡和多媒體技術的迅猛發展，教育教學模式和方法發生了顯著變化，學習空間也在不斷拓展。僅依靠教師在課堂上傳授知識已難以滿足學生的需求。教師需要建立一個全面的教學資源體系，涵蓋從紙質教學到數字化教學、從傳統課堂到現代網絡環境，以及從簡單媒體到高科技多媒體的各個環節。基于媒體素材，綜合、多維度地為學生打造一個立體化、數字化和實時的教學空間，這便是立體化教學的核心理念。王筱丹提出為了實現更有效的人才培養，應該從“才”“德”“能”三個維度出發，構建“兩所學校”“兩個專業\"和“兩個階段”的融合性培養模式，目標是培養出具備技能、創造力和實踐能力的復合型應用人才，以滿足社會和企業的需求。譚燕瑜研究了在數字化環境下，酒店管理專業如何實施“思專創\"融合的協同育人策略，并建立了跨學科的課程體系。葛茂奎等強調，必須扎實推進協同育人在創新創業課程建設、教學方法、師資隊伍和人才培養等方面的創新，提升創新創業教育的規劃和教學改革能力，更有效地推動該領域的發展。曾祥龍以該培養模式為依托，“三融合”為手段，統籌考慮創業教育的各種要素，整合校企政三方資源，構建了創業教育目標、課程、實踐、競賽和服務五元促動體系，校內外、課內外環境和資源融合使用，保障創新創業教育實施，有效解決專創融合“痛點\"問題。鳳霞等基于OBE理念，針對產教融合背景下BIM專創人才培養進行研究，重點在于人才培養模式、課程體系建設、課程教學設計等方面的探索與實踐，反向設計人才培養體系。綦志剛等分析了在傳授專業知識時融入思政教育的重要性，旨在引導學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀。文章探討了當前高校課程中思政教育的融合現狀，并以船舶控制系統課程為例，闡述了將思政內容融入該課程的重要性，探討了在教學中推進思想政治教育融合的關鍵切人點和方法。萬敏等探索和實踐了以產教融合為導向的新工科專業創新型應用人才培養途徑，通過優化課程體系來提升實踐教學質量，構建了一種以產教融合為核心的創新型應用人才培養體系。宋吉廣等將前沿科研成果和科研思維融人實驗教學，在教學互動中凝練新的問題，促進教學與科研的協同發展，是高校培育高素質人才的重要方式與目標，同時也是培養師生質疑意識的重要途徑。

（二） 國外研究現狀分析

國外對協同創新的研究主要集中在管理層，重點關注企業領域，對于人才培養方面的研究相對較少。林健等對美國和英國這兩個發達國家在多方協同育人方面的不同策略和典型模式進行了分析。研究表明，兩國均立足自身國情推動協同育人的發展。美國采用市場主導與政府引導相結合的理念，構建了靈活多元的協同育人模式；而英國則強調政府主導，同時兼顧市場參與，尤其關注中小企業在多方協同育人中的作用。對比兩國模式可以看出，推動協同育人的共同舉措包括政策扶持、法律法規保障、資金支持、稅收激勵及中介機制的構建。最后，本文圍繞我國多方協同育人模式提出了一系列政策優化與改進建議。沈澄提出產教融合有效地將高職教育與現代產業體系結合起來，構建現代職業教育體系不僅有助于推動產業發展，還能促進國家在技術與技能領域的積累和創新，從而促進高等教育的持續發展與進步。這一過程是新時代國家職業教育改革的重要選擇。產教融合作為一種新型人才培養模式和辦學理念已在世界各國得到廣泛認可與實踐，并取得了顯著成效。美國是最早推動產教融合實踐的國家之一，通過對中美高等職業教育在產教融合領域的實踐進行對比與差異研究，可以研究并借鑒國外在這一領域的成功模式與校企雙元育人經驗。這將為我國產教融合的實施提供重要的參考，特別是在政府、企業和高職院校三個層面，從而進一步推動我國高等職業教育中校企雙元育人的深入發展。“關于創新創業\"和\"為創新創業\"兩類課程在培養目標上存在明顯區別。在課程設計、實施和評價過程中，英國高校納入了“就業與創業能力”培養，以提升學生的職業素養和創業能力。為鼓勵學生積極投身創業實踐，英國啟動了“新創企業獎勵計劃\"，為完成實訓項目的學生提供創業啟動資金，助力創業項目落地。同時，英國高校高度重視創業實踐，構建了三類不同類型的創客空間[3，第一類為創意型創客空間，為具備創業意識的學生提供啟發式、智能化課程，引導創新思維；第二類為創新型創客空間，旨在幫助具有創業意識的人將創意落地，實現從構想到實際應用的轉化；第三類為創業型創客空間，它為創客提供知識、技術、服務及資金等多元資源，旨在助力其高效推進創業項目，實現順利落地。

二 研究內容

目前，船舶控制系統實驗教學中面臨的主要問題是傳統的實驗基本上都是基于船舶使用的大型設備，如船舶航向控制裝置、船舶橫搖減搖裝置。由于這些設備占用的空間較大、數量有限、實驗準備時間較長，以及運行安全等因素的制約，導致實驗成本顯著提高，而且一般都是簡單的演示實驗，導致學生上實驗課往往是走過場，無法深入了解實際設備的構造和運行原理，難以將所學的理論知識與實際系統有效結合。

因此通過專創融合的教學模式，學生不僅能夠更好地理解和掌握船舶控制系統的理論知識，還可以通過參與實際項自來增強創新思維和實踐能力，為今后的職業發展奠定堅實的基礎。基于新工科理念船舶控制系統專創融合協同育人教學體系研究與實踐，旨在探索理論與實際相結合的實驗教學新模式，推動高等教育改革和“雙一流\"建設目標的實現。具體的研究內容如下，各個研究內容之間關系如圖1所示。

（一）創-教互補的教學內容迭代更新模式研究

課題組以專創融合教學理念為核心，完成“雙創”競賽與專業課程的內容配套，課題組將優化船舶控制系統的內容建設。首先，更新教材，引入已有的虛實結合的海洋運動體仿真實驗教學系統等全國高等學校教師自制實驗教學儀器設備和真實海試結果，以及科創競賽作品，從而豐富教學內容，提高教材的實用性能。

強化課程實驗，基于虛實結合的海洋運動體仿真實驗教學系統等全國高等學校教師自制實驗教學儀器設備，將雙創競賽內容分解成各個模塊，結合課程的教學內容，涵蓋船舶控制系統的各個方面，包括海浪干擾實驗及船舶航行姿態控制等，使學生能夠將理論知識運用于實際項目，為學生創造實踐探索的機會。

具體的實施途徑包括：通過整合優質自制實驗儀器和高水平學科競賽資源，推動現有專業課程的優化和更新，新設“教學和實驗緊密結合的\"課程模塊，與此同時，致力于推動項目導向的實驗教學改革，目標是培養學生應對復雜問題的解決能力。通過實施綜合性、創新性和探索性的實驗項目，為學生創造全方位的學習體驗和實踐機會。

（二） AI立體教學模式的構建

AI教學中心，可根據教師指定的船舶控制系統中的教學內容，依托AI自動生成教學方案、優化教學課件，匹配優質教學素材并嵌入隨堂測驗、頭腦風暴等線下教學互動；可依托AI自動命題并完成主客觀題目的輔助評閱；可根據課堂內容自動生成知識圖譜，補充教學資源;教師可根據課程特點，依托DeepSeek、豆包等大模型“助教”，為學生提供全時段的學業指導，從而建立一個多維度教學模式，打破時間、空間、角色等方面的限制。對學生學習的各個環節進行多元的評價管理，降低教學環節對教學場地和環境的要求，學生可以“隨時”“隨地\"地進行學習和討論。

與此同時，課下的教學模型得到智能調增，可利用智能體判別學生學習規律，發現最優學習方式。根據學生項目式學習和創新創業需要，自動生成學習計劃、匹配專業學習資源，助力學生開展自主學習和探究式學習。AI督導中心，可智能分析授課教師的教學內容與教學行為，自動完成課堂知識點萃取，生成課堂概要，形成教學紀律、教學設計、課堂互動、學生行為和教師行為“五維課堂\"教學畫像，對課堂違規行為進行預警。

最后，創建一個實時互動空間和時間的教學模式，以促進教師與學生之間，以及科創競賽學生之間的有效溝通，通過AI智能輔佐，教師實時傳授，學生互通無障礙的形式提高學生參與創新創業活動的積極性，增強學生的動手能力和實際操作經驗。AI輔助教學能夠根據學生的興趣愛好、學習風格、知識掌握程度等因素，為學生提供個性化的學習路徑和資源，從而提高學生的學習興趣與主動性，培養學生的創新思維與團隊協作能力，為未來職業發展奠定穩固基礎。

（三）AI智能教學效果的評價模式研究

創新創業課程將采用“項目考核方式\"對學生進行考核，“項目\"貫穿整個課程的全過程，學生以“項目”為課程學習的核心主線，圍繞既定目標開展有針對性的學習。期末考試不再通過簡單的試卷方式進行考核，命題也不再通過單純的理論知識進行題目設計，而是通過完成項目的方式，同時對理論知識和實踐能力進行考核，這樣既可以考核學生的理論知識水平，又能鍛煉和檢驗學生將理論與實踐結合的能力，鍛煉學生的團隊協作精神，同時發揮學生的主觀能動性，力求獲得更好的教學效果。并且進行立體化教學相匹配的教學考核方式改革，先分析立體化教學各部分組成要素及權重，再合理設置考核項目及權重，達到培養知識、能力、素質并重的當代大學生的目的。基于傳統的考核方式的基礎上，結合AI智能評估手段，完成深化評估，而AI智能評估的具體方法如下。

1學生信息評估

信息驅動評估方法利用AI技術，實時收集學生的船舶控制系統各個模塊的學習狀態數據，包括課前、課上、課后和期末考試等數據，進而進行數據分析和預測，達到綜合評估教學效果的目的。這種方法具有客觀性、實時性、精準性等特點。例如，可以利用專家管理系統客觀的實現評估。

2深度學習評估方法

深度學習評估方法利用深度學習的算法和模型，分析學生的學習數據，預測學生的學習成果，進而評估教學效果。這種方法能夠發現學生潛在的問題，為教學改進提供有力支撐。例如，可以利用強化學習、神經網絡等深度學習算法，建立預測模型，預測學習階段學生的學習成績，從而對學生取得好成績的數學模型進行訓練，進而反饋給課上及課前的教學和預習中，調整教學內容的目的，完成閉環的教育過程。

總的來說，評估模型的構建過程，包括學生學習，實踐信息獲取、主要教學特征及課程特征提取、優化教學模型的訓練、模型驗證等步驟。

（四） AI教學性能評價

基于AI的教學效果評估方法的優勢在于客觀性、精準性和實時性。通過AI技術，可以實時采集學生的學習數據，進行客觀分析，評估教學效果。同時，AI技術還可以發現學生潛在的問題，為教學改進提供有力支持。然而，基于AI的教學效果評估方法也面臨一些挑戰，如數據安全和隱私保護問題、算法和模型的準確性和可靠性問題等。

數據評估：通過收集學生的學習數據，分析學生的學習成績、學習時長、參與度等指標，量化評估AI輔助教學對學習效果的影響。

定性評估：通過訪談教師、學生及家長，了解他們對AI輔助教學的滿意度、使用頻率及建議，對AI輔助教學進行定性評估。

對照評估：設置實驗組和對照組，對比學生在有無AI輔助教學的環境下的學習效果，以評估AI輔助教學對學習效果的實際影響。

三 結束語

通過深度融合“雙創”競賽資源和專業課程內容，優化的教材和實驗項目設計將為學生提供更為豐富和深入的學習內容，促進他們在船舶控制系統領域的專業成長。這個過程能夠激勵學生的創新思維和解決問題的能力，使他們能夠在實踐中靈活地應用所學的知識來應對現實中的各種挑戰。這不僅有助于增強學生的學術能力，還為其未來職業發展打下了穩固基礎。

此外，基于智能AI的教學手段，提升教學質量和學生參與度。這種教學模式的創新不僅對當前課程有積極影響，還可能在其他專業課程的教學改革中得到推廣，從而在更廣泛的教育領域內產生持久的效果和積極的社會價值。

盡管AI輔助教學在教育領域取得了顯著的成效，但仍然面臨諸多挑戰，如數據安全問題、技術更新速度、師生適應性問題等。未來，隨著技術的持續進步，AI輔助教學將在教育領域展現更廣闊的應用前景。例如，通過深度學習和自然語言處理技術，AI輔助教學將能夠更精準地理解學生的需求，為學生提供更個性化的學習體驗。

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