一、智慧课程案例：烟台大学—机械原理

《机械原理》是机械类专业必修的核心基础课，其课程目标是：面向学生未来可持续发展，构建扎实的机械基础理论，培养学生分析、解决复杂机械工程问题的能力，培养具有大国工匠精神和科技报国情怀、实践创新能力强的机械工程师。

自2018年起，烟台大学机械原理教学团队依托超星泛雅教学平台，秉承“学生中心、育人为本、实践为翼、思维发展”的教学理念，基于认知科学开展线上线下混合式教学，打造“任务驱动、问题导向、思维养成型”课堂。课程团队坚持创新教学内容；坚持理论与实践融合；坚持理论课故事课堂与实践思政融合，多种举措让同学们感到学习机械原理有意义、学习过程有意思、学好有可能，进而保持持久学习动力，《机械原理》课程也因此获评国家级线上线下混合式一流课程、山东省课程思政示范课程。

1.课程负责人：张磊

博士，烟台大学副教授，校教学督导组专家。主持省级教改项目2项、中国高教学会2024年度高等教育科学研究规划课题1项、教育部高教司产学合作协同育人项目2项，参与省级教改重点项目1项，以第一作者发表教改论文10余篇，获山东省高校教师教学创新大赛三等奖、校级教学优秀奖2次、校级教学质量奖4次、获校级优秀教师称号2次、校级优秀共产党员称号1次、烟台市优秀共产党员称号1次。

2.团队成员：

于涛、朱彬、王进杰、张路军、张春萍

二、多维知识图谱构建与开放课程生态：从资源碎片化到智能互联的跃迁

1.在线课程全面升级

优质的线上资源是开展线上线下混合式教学、构建知识图谱的基础与保证。以复杂机械工程问题分析与解决为导向，以“分析基础、设计综合及系统创新”为主线，围绕家国情怀、人文素养、科学精神、深度学习、人格发展、实践创新六个维度优化课程思政内容，建设多样化的教学资源，包含教学视频50个，工程案例、学科前沿案例、课程思政案例等拓展资源154个，针对课程目标的测试题412个。

2.知识图谱建以致用

机械原理课程梳理知识点228个，连接不同知识点形成知识图谱，同时整合包括教学视频、课件、课程思政、学科前沿、测验等在内的教学资源。通过知识图谱与教学资源的结合，为学生定制个性化的教学材料，满足学生的个性化需求，从而实现教学内容的定制化和差异化。

三、人机协同范式下教学全流程赋能：AI助教、AI工具、AI智能体

1.AI助教 

AI助教在机械原理课程中的应用逻辑是基于课程内提供的资料和信息。当学生提出问题时，AI助教首先会在课程资料库中进行搜索，以确保回答的相关性和准确性。如果在课程资料中找不到答案，AI助教会动用更广泛的知识库和大模型来提供帮助。这种设计既保证了学生能够获得与课程内容紧密相关的解答，又确保了在遇到复杂或超出课程范围的问题时，AI助教仍能提供有效的支持。

AI助教不仅能够回答涉及专业知识的问题，如机械原理的概念、公式、应用等，还能够解答事务性问题。例如：学生可以询问关于课程的考试方式、评分标准、课表安排等信息。

AI助教能够提供这些信息，帮助学生更好地安排学习计划和准备课程相关的事务。

2.AI工具 

AI工具为整个教师团队带来了巨大的便捷，AI课件、智能编写、AI教案、AI视频解析、AI阅读、AI出题与智能批阅、AI审核与检测、AI智能推荐、AI问答等多项功能帮助教师减负增效。

AI课件可以帮助教师快速创建高质量的课件；AI教案能够协助教师撰写教学目标、教学设计、重难点等个性化教案内容；AI出题工具可以补充和丰富题库，生成各种类型的练习题和测试题。

AI学情分析工具能够从学习成绩、任务点完成情况、作业情况等多个维度分析学生的学习情况。通过收集和分析学生的学习数据，帮助教师了解学生的学习进度和困难，从而进行有针对性的教学调整和辅导等。

3.AI智能体 

除了训练本课AI助教之外，为了AI助教使用的多元化，在此基础之上又增加了两个机械专业相关的智能体嵌入。

一个是来源于第三方文心智能体平台的“机械基础”；一个是来源于超星智能体开放平台的“机械制图课程助手”。这两个智能体的加入也可以弥补我们对于AI助教训练初期的部分内容的补充，也可以让学生更多元地进行知识的获取。

4.DeepSeek嵌入

目前本课程已接入DeepSeek大模型，与机械原理专属AI助教强强联合，赋能AI工具使其更加高效智能。

在进行前端AI助教使用时，学生们可以进行大模型切换，自主选择超星自研教育垂类汇雅大模型或DeepSeek大模型，不仅能够快速响应学生的提问，还能基于其强大的生成能力，提供更加精准、专业的解答和学习建议，真正成为教师的得力助手和学生的学习伙伴。

四、三元交互范式下的深度混合式教学：知识图谱与任务引擎驱动实践能力培养

1.基于知识图谱的深度混合式教学

线上教学主要用于课前异步导学和部分课程内容的课中同步助学。教师基于知识图谱开发详实的学习任务单，提出低阶水平的“识记、理解、应用”层次教学目标，以任务驱动、问题导学等方式促进目标达成。

线下教学主要用于课中同步助学。基于知识图谱开展专题讲解、互动探究、展示汇报、答疑解惑等教学活动，实现“分析、评价、创新”等高阶水平教学目标的达成。线下主要开展3W2H问题导向、思维引导型课堂，促进批判性思维与创新思维的养成。具体说来，3W指的是：What（是什么？）、Where(用在哪？)与Why(为啥用？)，2H指的是：How to design（如何设计机构）与How to describe their kinematic and dynamic properties(如何描述机构的运动学性能和动力学性能)。

课后巩固拓展是通过线上作业、线上测试、线下课程设计与学科竞赛等实践环节，引导学生利用知识图谱开展知识的扩展与迁移。

2.基于任务引擎实践项目贯穿教学全过程

以牛头刨床设计任务贯穿课程教学全过程，通过任务引擎分成7个子任务：

1.导杆机构设计与机构简图绘制

2.机构的运动分析

3.机构的动态静力分析

4.飞轮设计

5.凸轮轮廓曲线设计

6.齿轮设计与啮合图绘制

7.编写设计说明书

在每个子任务中，合理设置知识点复习、知识点测试、分组任务等。以牛头刨床这个完整的工程案例设计为主线，将整门课程的知识点串联起来，以此培养学生的复杂机械工程设计能力。

五、结语

机械原理智慧课程，以知识图谱为教学中枢引擎，深度融合AI助教、AI智能体、多模态任务引擎以及AI工具链，构建了知识建模-智能交互-动态调度-精准反馈四位一体的教学范式，助力学生提升解决复杂机械工程问题的能力。（文章摘自微信公众号超星教师发展中心）