“为未来而来，与智慧同行”
“有川大风格，具新质特性”
——四川大学人工智能+赋能一流本科的探索与实践
党跃武 龚小刚 胡廉洁 杨晓敏 谭杰丹
张盛强 黎生 胡琳
四川大学 四川 成都 610065
摘 要：本文以四川大学为例，提供了双一流大学在人工智能+赋能一流本科教育的探索与实践的样板，总结了人工智能+在一流本科教育教学中的探索，为高校数字教育和人工智能+行动背景下本科教育教学改革提供了可供参考的实践思路。
关键词：人工智能+；赋能；一流本科；教育教学改革
人类和自然界的其他物种相比，最显著的特征是具有思考和学习的能力。通过教育，通过学校，人类可以将在漫长的历史长河中积累的知识、习得的能力一代一代地传承、创新与发展。学校教育具有显著的时代特一次次的科技革命，使学校的教学在管理、分类、内容、模式上都发生了巨大的转变。近期，ChatGPT、 SORA等人工智能工具横空出世，引起了高等教育界的广泛关注。"人工智能+ "赋能将成为国家未来教育教学改革的重点之一。习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调:“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破囗。”在致国际人工智能与教育大会的贺信中，习近平总书记指出“中国高度重视人工智能对教育的深刻影响，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育，平等面向每个人的教育，适合每个人的教育，更加开放灵活的教育。”教育部部长怀进鹏在2024世界数字教育大会主旨报告中强调：“教育部将实施人工智能赋能行动，促进智能技术与教育教学（Al for education）、科学研究（Al for Science）、社会（Al for Society）的深度融合，为学习型社会、智能教育和数字技术发展提供有效的行动支撑。
习近平总书记关于教育数字化发展的系列讲话和重要指示精神，为高校基于人工智能的教育教学改革提供了根本遵循。清华大学自2023年9月28日启动人工智能赋能教学新试点计划以来，通过Al技术服务于不同学科领域的教学，其A|助教系统不仅已经能够提供24小时的个性化学习支持、智能评估和反馈，而且能辅助学生进行深入思考，激发广大学生的学习灵感。清华大学将建设100门人工智能赋能教学试点课程，并为每位2024级新生配备“Al成长助手”。南京大学宣布，将在2024年秋季学期，正式推出全国高校首家针对3,700余名新生的"1+X+Y"三层次人工智能通识核心课程方案。该方案以1门必修的人工智能通识核心课+X门人工智能素养课+Y门各学科与人工智能深度融合的前沿拓展课为基础，从知识、能力、价值观与伦理三个维度开展教学，探索人工智能与教育深度融合的实践路径。
长期以来，四川大学把教育数字化转型作为一流本科建设的重要方面。2001年，四川大学开始尝试智慧教学环境建设，主要是建设一批多媒体教室和教学直播系统，以推进电子教案进课堂教学。2018年，四川大学以智慧教室全覆盖为支撑的“以课堂教学改革为突破囗的一流本科教育川大实践"项目，获国家教学成果特等奖。2019年，四川大学建设“信息与交叉" 模块通识教育核心课程，探索学生数据思维、信息素养、人工智能+各学科能力的培养路径。2022年，四川大学开始推出全校智慧教育先进示范单位创建活动，初步建成了以“大川学堂"为主干的“ 1+N+X"的数字化智慧教育平台。2023年，四川大学成立了由校长领衔、主管副校长负责，学校教务处、财务处、发展规划处、实验室与设备管理处、学生工作部（处）、信息化管理办公室和图书馆等共同组成的学校未来学习中心建设工作领导小组，全面规划和推进高水平未来学习中心的建设工作。
2024年，在建成 70门国家一流线上、一流线上线下混合式、虚拟仿真实验教学课程的基础上，学校全面启动了“ 4个100 ”的“ '人工智能+' 赋能一流本科的融合式教育系列改革项目"，力争在3年左右的时间，打诰基于知识图谱的AI课程建设项目，服务于学科交叉的跨学科项目制课程建设项目，面向产教融合科教融汇的文理工医实践实验实习改革建设项目，基于数字资源建设的立体化数字教材建设项目各100项。当前，四川大学已掀起了“人工智能+“赋能一流本科的新热潮，努力实现从契合教育改革需要，到嵌入教育发展生态，再到融入教育教学创新的新转变。
一、重构改革路径
破解“人工智能+”赋能一流本科难题
当下，在教育教学与互联网、人工智能、大数据等技术的深度融合已成为高等教育的发展趋势。理解数字中国和数字教育战略、教育数字化和人工智能+行动，强化人工智能赋能新质人才培养，已成为一流本科教育教学高质量发展的重中之重。“为未来而来，与智慧同行”“有川大特色，具新质特性”，这是勇立时代潮头的四川大学数字化教育转型的总体思路，也是有着128年发展历史的四川大学一流本科创新发展的具体体现。四川大学以习近平总书记关于教育和高等教育、关于数字中国建设、关于新质生产力发展的重要论述为指引，在长期以来数字教育发展的基础上，坚持“价值塑造-能力培养-知识传授”三位一体的人才培养定位，坚持“学生为根，育人为本”的教育教学理念，坚持“质量为魂，责任为重”的质量文化观念，以作育新质人才的智慧教育为方向，以融合“教”“学”“管”“研”“导”的智慧教育平“智慧川大”为基础，以高质量的智慧金专、智慧金课、智慧金师、智慧金教材和智慧金项目为抓手，推进融合式教育改革，以高水平的教育信息化引领教育现代化，推进优质数字资源的深度应用与有效供给，以“人工智能+”赋能一流本科教育，努力实现以可持续发展、内涵式发展和高质量发展为主要特征的高等教育新质发展。
在当前数字化、智能化的时代背景下，人工智能技术开发和应用能力已经成为各行各业的核心竞争力。早在2018年，教育部就发布了《高等学校人工智能创新行动计划》，提出“重视人工智能与计算机、控制、数学、统计学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合，探索‘人工智能+X’的人才培养模式”，“对照国家和区域产业需求布点人工智能相关专业”。四川大学于2018年开设人工智能专业，是国家首批35所设立人工智能专业的高校之一。依托学校学科门类齐全的优势，四川大学以学科交叉、多学科融合为抓手，形成了“人工智能+X”的复合型培养新模式；打造了数学与智能科技、口腔数字化技术、医学技术与智能制造、网络空间安全与法学、计算与金融、预防医学与软件工程等人工智能相关双学士学位项目；建设四川大学计算机学院人工智能系线上线下结合实验教学平台，与企业合作建设了理论学习平台、在线实验平台、自动评测平台三大人工智能系实训平台；依托华为“智能基座”等，已经形成了以项目设计、科研训练为突破口的创新训练体系，致力于为国家和社会培养、输送更多人工智能领域高素质应用型、复合型、创新型人才，推动人工智能技术的发展和应用。在进一步建设好93个国家一流专业的同时，学校将继续坚持“有增有减”“边立边破”的专业建设原则，进一步推进实施“人工智能+金专建设计划”，从增设国家紧缺新专业、重构相关专业人才培养方案、扩大双学士学位和相关辅修专业、积极打造灵活可变微专业等方面，全面带动学校本科专业结构调整优化和整体转型升级。
基于人工智能的智慧课程是新质人才培养的根本落脚点，是高校开展教育教学改革的突破口。近年来，教育部启动实施一流本科课程“双万计划”（万门左右国家级一流本科课程和万门左右省级一流本科课程），并先后认定了两批共计2,968门国家级线上一流课程、2,667门线上线下混合式课程和1,200门虚拟仿真实验教学课程，在推动数字技术应用于教育教学，促进优质资源推广共享等方面取得了显著成效。四川大学全面发挥学校历史文化底蕴深厚、扎根社会服务国家、学科门类齐全完备的综合优势，坚持“立足信息化、发展数字化、面向智能化”，以一批国家级一流课程为引领、以强大的教师团队为核心，以优质教学资源整合为重点、以课程平台建设为根本，持续建设面向教育数字化转型——基于人工智能技术的智慧金课系列。学校一流课程建设智慧化转型取得初步实效，全面启动基于知识（能力、素质）图谱的AI课程和项目制课程建设，共获批国家级一流本科课程128门、居于全国高校第四位，其中线上、线上线下混合式、虚拟仿真实验教学课程共70门（图1、2、3）。
作为优质数字化教学资源，慕课是中国着力深化教育数字化战略行动的阶段性成果之一。以慕课为代表的新型课程形态颠覆了传统大学课堂教与学的方式，一大批教师投身到慕课与在线教育的探索实践中来，涌现了跨校跨区域在线教学，“1（门慕课）+M（所学校）+N（个学生）”的协同教学，线上线下混合式教学，MOOC+SPOC+翻转课堂等多样式的生动实践。四川大学遵循“两性一度”（高阶性、创新性、挑战度）标准，集中力量率先打造一批特色鲜明的精品在线课程，全面带动一流本科教育“新基建”数字化转轨。尤其是霍巍教授《巴蜀文化》、王红教授《走进杜甫》、李勇先教授《巴蜀交通与对外交流》、周维东教授《现代巴蜀文豪》等课程，深入挖掘中国传统文化，并结合四川地方文化和学校红色文化等，激发广大学生的民族自豪感、文化自信心和爱国主义精神。王红教授“中国诗歌艺术”被认定为首批国家精品在线开放课程，由中国大学MOOC平台与公益项目“美丽中国”推荐，走进云南等地山区，并在中央电视台MOOC专题节目播放。张露露副教授“学术英语写作”课程参与了世界慕课与在线教育联盟发起的中国-印尼全球融合式课堂项目，并面向印尼高校学生开放。
智慧型教学环境（图4）为以学为中心的课堂教学改革提供了高质量条件保障。智能慧人的教学设备、灵活敏捷的教学组织形式、高效良性的教学互动、全面充分的师生交流，有利于大幅度提升学生的学习成效。四川大学在国内从2001年起率先开展智慧型教育教学环境改造，初步实现智慧教室全覆盖，持续推动以启发式讲授、互动式交流、探索式讨论、全过程评价、非标准考试为特征的“探究式”课堂教学改革，构建以“你来我往启智慧，线上线下探真知，现实虚拟频转换，手脑并用练本领”为特征的川大课堂，真正聚焦教育教学的效果效率，创设师生互动的学习环境，激发教学相长的内生动力。利用各类“智能+”教学平台，将本校特色化和高质量线上和线上线下混合课程等，向中国西部乃至国内外高校输出。近三年累计在线课程选课学校近4,000所次、超100万学习者进行了课程学习，利用校内外优质教学资源实施SPOC翻转课堂教学实践近3,000期次，与近2,000位他校教师共同进行教学探讨。学校努力打造绿色人本的数字藏阅空间、工具富集的数字学术空间、实用前沿的创新学习空间，构建集信息服务、学习支持、教学支持为一体的智慧学习空间，使以智慧教学环境2.0和智慧图书馆3.0为支撑、以智慧服务平台为基础的全贯通未来学习中心，融汇学习空间、学习平台、学习社群和主动支持第一课堂、第二课堂的全场景未来学习中心成为人工智能+新质人才培养的智能基座，成为学校新质人才培养的重要阵地。
图4 四川大学智慧型教育教学环境
随着人工智能、数字化、大数据等技术的发展，学习空间正在由传统的教室、图书馆等物理空间，逐渐扩展到以网络技术、虚拟现实技术、生成式人工智能技术、大数据技术等支撑的虚拟学习空间、混合学习空间。师生应用信息技术开展教学活动，通过物理学习空间与虚拟学习空间的学习内容、信息的双向流动，推进从教学运行到教学研究、从课堂教学到实践教学的全要素教育再造，以实现优势互补。四川大学7个虚拟教研室入选教育部虚拟教研室试点建设，13个虚拟教研室入选四川省虚拟教研室试点建设。联合华为公司，共建全国首批教育部-华为虚拟教研室。开展了基于人工智能赋能创新型实践教育综合改革研究项目研究，积极探索“人工智能+“融合式教育创新实验室建设，着力培养大学生创新与实践能力。出台《四川大学虚拟仿真实验教学项目管理办法》，投入专项经费近800万元，立项建设85个校级虚拟仿真实验项目。建设完成“四川大学校级开放式虚拟仿真实验教学项目共享及管理平台”，27个虚拟仿真实验教学项目在教育部“实验空间-国家虚拟仿真实验教学项目共享服务平台”并面向全国开放共享（图5）。
在教育数字化转型中，“人工智能+”在物质、行为和制度层面深刻影响教育质量，不断地为教育可持续发展提供支撑。尤其是在物质层面上，首先表现为硬件、工具和产品等基础设施的建设，为师生提供了形态多样、内容丰富、互联互通的新型数字资源。四川大学建设具有川大风格的“1+N+X”新时代智慧教育体系，以集资源、运行、管理、研究和服务于一体“教学研管导”一站式智慧教育综合平台——“智慧大川”为主干，初步实现了校本资源的集约化管理、知识资源的集成化管理、学习资源的个性化推送和学习空间的泛在化建设。在此基础上，以多元化教育服务平台“大川学堂”（图6）、通识类教育拓展平台“大川博雅”、全覆盖课程思政平台“大川思政”、创造性学习支持平台“大川创学”、教学资源选荐用平台“大川助教”、多元化教师培训平台“大川师说”、创新创业类教育平台“大川双创”、成长型拔尖人才平台“大川玉章”和其他系列化、主题化、学科化的智慧教育平台为支撑，实现教学模式从师生双向互动向师/生/机三元交互转变。
在国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中，明确了要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革。教育部出台《高等学校人工智能创新行动计划》，先后启动两批人工智能助推教师队伍建设试点工作。人机协作如何更聪明，人机对话如何更友好，是“人工智能+教育”的长期性瓶颈问题。一方面，技术应服务育人，在让其“授业”“解惑”的同时，必须坚持教师“传道”的主体地位。另一方面，人也要理解、善用技术，努力提升信息应用能力，让人工智能更好辅助教学。基于此，四川大学建设了“知者不惑：后真相时代的信息素养”“数据思维：数字化生存的未来”“虚实相生：虚拟社会与未来决策”“商业重塑：人工智能驱动下的产业变革”等多门“信息与交叉”模块通识核心课程；开设了“人工智能风云录与OpenAI权力的游戏”“AI幻境之旅：SORA领航，探寻视频生成的奥秘”“零基础打造你的个人AI助手”等8大主题系列人工智能+专题讲座；在专业教育中，编制和发布《四川大学人工智能+嵌入式学科教学指南》，在多门课程中以嵌入的方式讲授人工智能主题，不断加大以强化人工智能思维意识、方法技能和伦理道德为关键的全学科信息素养教育改革力度。新增人工智能大语言模型应用及教学信息化技术板块，推出“智慧+”教师数字素养提升工作坊，2023年举办全校性教师发展活动100余场，培训教师3,000余人次，持续举办四川省高等教育学会“以数字化转型赋能高等教育内涵式发展”会议、“以学为中心的教育——教育数字化转型”“人工智能+：教育赋能和教育使能”“基于知识图谱的AI课程建设”等全国研讨会、成渝经济圈虚拟教研室建设推进会等， “智慧+”教师数字教育培训品牌已初步形成。（图7）
