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创新、融合、协同:地大探索教育数字化转型新模式

时间:2025-05-14 作者: 编辑:孙彦钦 浏览量:

地大新闻网讯 (通讯员 李琪 肖梦琼 易明 吴仁喜)在全球高等教育向数字化、智能化加速跃迁的浪潮中,中国地质大学(武汉)以“教育为基、数智为翼”,秉持“创新、融合、协同”的核心理念,构建全方位、多层次的数智化教学体系,开启教育数字化转型新篇章。

智学地大:AI全流程赋能智慧教育新生态

清晨,地质学专业的同学手机登录“智学地大”,通过课程知识图谱的知识点,认真观察AI系统推送的“玄武岩”虚拟标本,按照AI规划的个性化路径进行预习。此时,地球科学学院马强教授也同样忙碌,智能备课系统已生成了虚实互动环节的定制教案,附带AI学情分析报告,其中清晰呈现了班级掌握度、进度、知识点观测等学习数据。通过了解学生对知识点的掌握热力图,绿色跳过讲解、黄色启动翻转课堂、红色难点则精讲攻坚,释放课堂讲授空间,转换为高阶思维训练场。

马强与同学进行教学互动

课堂上,师生借助智学地大的数字资源库,全方位、高精度观察岩石矿物标本,交流心得、共享讨论。“传统的岩矿观察需要学生跨越显微镜、标本盒、野外露头等多个尺度,现在,我们的智能平台在同一教学空间内呈现岩石标本的微观组成、手标本结构和露头构造,让学生在沉浸式学习中提升岩矿分析能力。”马强说道。

课后,教师通过“课堂时光机”,回溯到学生在“火成岩分类”环节存在集体迟疑,基于这一反馈,教师可针对性调整下一节课的教学策略。与此同时,回到宿舍的学生,通过与AI智能体对话巩固知识、答疑解惑,完成学习反馈,实现学习闭环。

“智学地大”重塑教学流程与场景,打造开放协同、动态优化的智慧教育生态系统,为学生提供泛在式、个性化、智能化的学习体验。

在课程体系建设方面,平台也以“通识筑基、专业融合”为目标,构建AI+通识/专业课程体系,全面提升学生数智素养。面向低年级学生开设《人工智能概论》通识课,以典型案例解析深化理论认知,以课内实践训练强化应用能力,培养学生跨学科思维。各学院积极推进人工智能融合专业课程的智能化升级,涌现出如《智能油气田工程》《矿产资源智能预测与评价》《数字海洋》等一大批AI+专业课程,推动学科交叉创新,为培养适应新时代需求的复合型人才奠定坚实基础。

在“3C向3I”转变的背景下,“智学地大”以“双一流”研究生全英文学科课程群项目为基础,全力构建国际化课程平台。十大优势学科课程群、82门精品课程,从教案讲义到教学视频,从培养材料到云端资源,全维度教育要素高度整合,推动优质资源的智能化匹配与全球化共享。

元古大模型:多模态地学驱动科教融合新范式

元古大模型系统架构

近年来,学校与科大讯飞合作,基于星火通用认知大模型,通过对62万多张古生物化石图片和三千多篇地学文献中的45万余条地质实体与属性进行训练,最终构成了千亿参数的垂直领域大模型,利用多模态大模型技术解决地学教学和科研领域相关问题。学校还开发了化石标本识别助手、地质文献数据挖掘工具和古生物学知识问答平台等多个智能体。“我们要建成具有社会影响力的地球科学教育、科研与服务平台,探索产学研协同创新的新模式。”地球科学学院宋海军教授说道。

此外,学校深度推进科教融合,把优质科研资源转化为育人资源与优势,科研设施转化为创新平台,科研成果转化为科研内容。地质过程与成矿预测全国重点实验室陈国雄教授及其团队引导学生利用智能实验设备,解决传统地震勘探存在复杂构造成像失真、薄层识别精度不足、多源数据融合效率低等问题;地质过程与成矿预测全国重点实验室左仁广教授引导研究生积极探索数据驱动地球科学知识发现思维,提升找矿数据挖掘与智能分析能力;资源学院钟志教授带领研究生率先将卷积神经网络引入储层渗透率预测,突破传统统计模型对复杂非线性关系的表征局限。

学校将继续推进大模型的建设,坚持推动人工智能技术与学科特色的教育教学融合创新,赋能地球科学领域人才培养和科学研究,为解决区域、行业乃至人类面临的资源环境问题提供高水平的人才和科技支撑。

数字实践教学:5G+孪生赋能虚实共生实训新形态

“同学们,早上好!欢迎来到巴东野外综合试验场”,湖北巴东地质灾害国家野外科学观测研究站熊承仁教授在巴东野外综合试验场通过视频与千里外的武汉同学热情互动,他带领线上线下学生进入试验场,展开了一场跨越空间距离的沉浸式野外实践课,理论知识在虚实交融的教学场景中焕发生机。

巴东野外综合试验场隧道群内建设了5G室内分布系统,通过网络的多DNN无感分流组网方案,构建了灵活、可靠的全连接双域专用网络。师生可“不换卡、不换号、无感切换”,随时随地、安全便捷地访问互联网和校园内网。现场学生通过移动端快速查看校内引擎平台上的巴东试验场数字孪生模型,在听受讲解的同时漫游、观察洞内的岩体、剖面和观测点。

巴东野外实践课程现场

依托高精度三维建模技术,沉浸式地学实习实训仿真平台将学校秭归实习基地链子崖、泗溪等真实地质场景进行数字化重构,通过高精度扫描与建模处理,将真实地质环境中的岩层纹理、地貌起伏、构造细节完整复刻,以超写实形态逼真呈现,精准还原自然环境、地形地貌与地质构造,让实习实训摆脱时间和空间的束缚。以往需要长途跋涉实地考察的野外场景,现在足不出户就能沉浸式探索。

平台的教学系统还包含了野外实习实训功能,同学可以通过拿起虚拟工具,进行野外采样模拟、产状等数据测量模拟等练习。平台集合了丰富的地质教学资源,在探索野外地质场景的同时,还可以查看特定点位的岩石、矿物,了解区域地质背景资料,观看教师现场授课视频。

此外,数字标本库对珍贵标本开展精细建模并实现全方位展示。库内藏品多元且系统,涵盖岩石、岩层、地质与地球结构,以及矿物、生物化石和植物化石等,为地学研究提供详实直观的基础资料。智慧沙盘,通过5G技术与数字孪生平台的深度融合,实现了“虚实共生”的生态文明教育新模式。

学校注重智慧教育与生态文明教育的深度融合,2024年“5G+生态文明教育示范建设”项目获评全国智慧教育典型案例。未来将进一步打造泛在化实践教学的新阵地,创新教育教学新范式。

地质e站:科产教融合育人数字化应用新场景

在中国地质大学校史馆二楼地质e站数字化展厅,现场测试人员正在通过地质e站数字驾驶舱的视频会议系统与远在新疆和田地区的地质大队进行联线测试。“连上了,连上了!”为地质e站数智赋能管理系统连续奋战了三个多月的梁睿华看见大屏上清晰地显示两地工作人员画面,抑制不住心中的激动。

2024年暑期以来,学校领导带队前往新疆、贵州、广西、浙江等13个省份的地质队和地矿企业挂牌成立27个地质e站,同时启动建设地质e站数智赋能管理系统。今年2月以来,学校成立工作专班全力推动e站管理系统建设上线。

全国地质e站数字驾驶舱界面(样稿)

“地质e站数字驾驶舱是地质e站管理系统的中控大脑,通过数字驾驶舱,学校地质e站师生团队可一键触达远在万里之外的e站共建单位,通过面对面连线,双方交流沟通在研项目的具体进展,e站共建单位也可随时随地发起频视会议,将生产一线的‘疑难杂症’与校内师生共同‘把脉问诊开方’。”在地质e站数字展厅现场推进会上,项目负责人吴仁喜向校内师生团队介绍e站管理系统。

“数字驾驶舱同时还汇聚全国各地e站共建单位的行业大数据,集成学校课程、师资、图书文献、科技服务能力图谱等教育、科技、人才资源,为校外e站共建单位高水平发展提供强有力的科技支撑和人才支撑。”

近年来,学校不断拓展实践育人的内涵、场域、形式、载体,紧密联动自然资源及相关行业基层一线企事业单位、地方政府、兄弟高校、海外单位等社会力量建设“地质e站”科产教融合育人共同体,着力推动信息化赋能地质e站建设,将“地质e站”打造为数字化赋能多元主体融合育人的应用新场景。

学校通过信息化手段构建由全国地质e站门户网站、智能工作台和数字驾驶舱三大平台组成的地质e站数智赋能管理系统,整合校地校企资源,实现需求对接、项目发布、成果共享的线上化。通过管理系统,学生可参与行业实践,教师与行业专家可开展联合科研,形成“云端+实地”的协同育人模式,打破地域限制,扩大育人场域。

未来,学校将以数字化为纽带,持续深化新时代立德树人工程,将地质e站建设成为科产教融合育人的示范高地,引领师生走向一线、服务基层,为满足区域行业发展急需和国家重大战略发展贡献地大力量。

中国地质大学(武汉)深度融合“新模式、新评价、新资源、新环境”四大核心要素,重塑教学流程与场景。探索“新模式”,推动混合式教学、翻转课堂、项目式学习等创新教学方法的广泛应用,促进师生互动与协作学习;助力“新评价”,建立基于数据的学习过程跟踪与多维评价机制,实现对学生学习成效的精准分析与动态反馈;建设“新资源”,整合校内外优质课程资源,打造虚实结合的教学资源库,满足学生个性化学习需求;打造“新环境”,构建智能化教学空间与虚拟仿真实验平台,为学生提供沉浸式、交互式的学习体验。(编辑 焦思勤 审核 尚东光)