编者按:10月27日,《中国教育报》刊发题为《构建“三阶四维·AI赋能”新体系——南昌大学物理实验教学优化实践创建育人新模式》的文章,报道我校推进物理学教学改革尤其是实验教学创新,创建育人新模式。详情如下:

在国家统筹实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略的大背景下,物理学教学改革尤其是实验教学的创新,已成为南昌大学人才培养改革的核心议题。学校立足“双一流”建设,落实立德树人根本任务,以培养德才兼备、具有创新精神和实践能力的拔尖创新人才、高素质专业人才为目标,依托物理学国家级实验教学示范中心等多个高水平平台,面对传统实验教学与科技前沿及产业需求脱节的问题,系统探索并实践了“三阶四维·AI赋能”物理实验教学融创体系,融合当代科技前沿“基础一交叉一攻关”三阶实验项目,创建“操作规范思维深度/创新实践协作韧性”四维能力评价模型,有力推动实验教学的内容、模式与评价机制的深层次重构,强化学生对工程领域共性技术物理内核的深层理解,提升其实证能力,为拔尖创新人才培养注入新动能。
重构层次贯通、前沿融合的实验教学新体系
针对以往实验课程验证型项目偏多、综合创新不足、与工程实际脱节等关键问题,南昌大学全力重构实验教学体系,建立“基础验证、交叉融合、课题攻关”三阶递进式实验项目链。在强化经典实验基本功训练的同时,将量子传感、光刻技术原理、人工智能识别、新材料合成等科技前沿和工程领域共性技术背后的物理机制转化为一系列可操作、可探究的教学实验项目。同时,学校打造AI驱动的模块化、虚实一体实验平台,整合跨学科虚拟仿真资源与高精度实体仪器,构建“课内一课外、现实一虚拟”双轨并行的开放式实验环境,支持学生开展自主设计和时空协作探究,彻底打破传统实验教学的时空和资源限制。
创建“教师引导+AI赋能+学生主导”的教学新模式
为着力培养学生的创新思维、自主探究与解决复杂工程问题的核心能力,南昌大学全面推行“教师作为引导者、AI作为赋能工具、学生作为探究主体”的新型教学模式。通过翻转课堂实现理论前置、课堂聚焦真实问题发现与解决,形成让学生从“被动执行”转向“主动建模、实验验证、迭代优化”的完整科研训练流程。
物理实验中心积极引入企业真实课题和创新竞赛项目,形成“企业出题、教师指导、学生攻关、成果转化”四环相扣的创新教学生态。在一系列校企合作与学科竞赛中,学生不仅锤炼了实践能力,更在解决复杂工程问题中培养了科学家精神、社会责任感与创新能力。
探索开发能力导向、AI动态追踪的智慧评价系统
针对学生能力成长难以量化、评价方式单一的难题,南昌大学项目团队探索开发基于智能传感和AI算法的“四维能力评价模型”,从实验规范、思维深度、创新实践及协作韧性四个维度出发,全面展现学生的综合素养。AI赋能物理实验实时采集学生实验操作行为与实验数据,动态生成个人能力图谱和诊断报告,并精准推送强化训练资源,实现用学生的行为数据评价学生的技术实践能力和复杂工程问题解决效率,以及操作规范性、方案完成度和创新实践水平,真正实现“数智赋能、因材施教”,推动教学从经验驱动走向数据驱动。
人才培养与教学辐射成效显著
在人才培养方面,新体系有力推动了学生实践创新能力的整体跃升,实现了物理类与非物理类专业学生的双线突破、融合发展。
人才培养质量显著提高,物理类专业学生深造率突破90%。实验教学的基础支撑与创新引领作用尤为突出,南昌大学构建的智慧实验平台已覆盖全校90%的物理实验课程,有效支撑56个非物理专业通过工程认证。
学生创新成果丰硕,累计获得国家级别物理实验竞赛一等奖28项、省部级物理实验竞赛奖项逾200项,获得中国国际大学生创新大赛国家级别金奖19项、多学科竞赛奖项800余项,均源自扎实的物理实验能力孵化。科研创新能力同步提升,学生以第一作者发表SCI论文200多篇、其他科研论文130多篇,获授权发明专利60多项,在量子传感等前沿领域涌现出一批拔尖创新人才,显著强化了新工科、新理科人才的创新素养。
在教学辐射与社会服务方面,南昌大学依托获批的教育部门“大学物理实验课程虚拟教研室”,构建了跨校协同、资源共享的推广平台,有效扩大了教学改革的辐射范围。目前,已辐射全国50余所高校,共建共享优质教学资源147项,组织开展跨区域教研活动70余场;成功承办第七届全国大学生物理实验竞赛,服务来自480所高校的9600多名参赛师生,发挥了显著的示范引领作用。学校物理实验中心作为中国物理学会科普教育基地,持续开展体系化、广覆盖的科普服务活动。组织专家、教授及优秀学生走进江西省11个地级市,深入40多所中学开展“科普进校园”系列活动,累计服务学生与公众超过10万人次。相关活动被多家权威媒体关注报道,产生了广泛而积极的社会影响。此外,学校多项自主研发的实验教学仪器成果成功实现教学转化与企业应用推广,形成了以赛促教、以教促产、以产反哺教学的“赛一教一产”良性循环,有效反哺了人才培养与社会服务。
形成“能力提升一教学辐射一服务支撑”“三位一体”新生态
学校产出的成果深度融合现代信息技术、教育评价理论及产业真实情境,系统重构了物理实验教学体系,形成了以“能力提升”为核心、以“教学辐射”为路径、以“服务支撑”为反馈的有机整体,以智慧平台与AI评价推动学生实践创新能力显著提升,以虚拟教研室、竞赛承办和资源共建实现跨校教学辐射,以科普服务、仪器转化和产教融合强化对社会与产业的服务支撑功能,并反向赋能教学创新。
2023年,教育部门调研专家对南昌大学物理实验中心在实验教学改革与人才培养方面的成效给予肯定性评价,相关案例连续入选教育部门优秀案例集,示范效应持续扩大。南昌大学通过系统化、深层次的物理实验教学改革,实现了从知识传授向能力生成、从封闭教学向开放创新、从传统实验支撑向多学科融合拓展的根本转变,构建了可复制、可推广的一体化实践方案,深刻诠释了新时代高校教学创新的使命与担当。
原文链接:
http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2025-10/27/node_144749.htm
审校:许航、涂金凤、朱文芳、陈小赤