摘 要 人工智能是通用目的技术，高校在人工智能人才培养中要遵循人的认知规律，促进教材建设实现从知识图谱到能力图谱的飞跃，推动教材体系迈向教学体系。浙江大学以人工智能体系化教材建设为基础，研制和开发支撑技术，设计并实施了人工智能通识必修课、AI+X微专业等人才培养模式，实施教育教学人工智能进阶计划，探索了新一代人工智能人才自主培养体系和模式。

关键词 人工智能；教材建设；教材体系；教学体系；育人模式

教材建设是国家事权，是推动教育教学高质量完成的基础。浙江大学在人工智能人才培养过程中以教材建设为抓手，融合国家使命、学科内涵和专业特色，出版了衔接前沿、交叉融合、专业通识、科普启蒙和应用赋能等人工智能一流系列教材和读本。在此基础上，通过数字化链接、智能化赋能和生成式探究等手段，实现了从知识图谱到能力图谱、从AI专业到AI+X微专业、从专业教育到通识教育的跃升，推动人工智能教材体系向教学体系转化。

一、人工智能推动学科交叉融合发展

在一定程度上，技术进步决定着经济增长，是经济增长的引擎。虽然技术进步是经济增长的源泉，但是长期的经济增长是由少数几种通用目的技术（general purpose technologies）所驱动的。在人类发展历史上，蒸汽机、电力、计算机、半导体、互联网等与人工智能一样，都是通用目的技术，这些技术具有普遍适用性、动态演进性和创新互补性三个特点[1]。

通用目的技术是最核心创新要素，但不是完整的最终解决方案。比如瓦特在18世纪后期改良蒸汽机，但直至蒸汽机与纺织、交通和冶金等工业紧密结合，使得机械动力取代了人力、风力、水力和畜力，蒸汽机对劳动生产率的贡献才达到顶峰，推动人类迈入工业时代。同理，电力和计算机等通用目的技术与其他产业相互结合，使得人类社会先后进入了电气化时代和信息化时代。

科技发展的事实已经表明，重大科技问题的突破，新理论乃至新学科的创生，常常是不同学科理论交叉融合的结果。人工智能天然具备“至小有内，至大无外”的学科交叉潜力，无论是从人工智能角度解决科学挑战和工程难题，还是从科学的角度优化人工智能，未来的重大突破将越来越多地源自这种交叉领域的工作。

当前，人工智能正在改变以数据观测为核心的实验科学和以发现物理世界基本原理为核心的理论科学，人工智能参与到基础学科和工程技术的生成假设、设计实验、计算结果、解释机理过程中，重新定义对科学和工程等领域中规律探索手段，以计算方式合理应用科学定律来系统化地解决现实中复杂问题，犹如水与电一样让万千普通人用它创造出善意涟漪，迸发新意迭出和价值分享的知识力量。

人工智能，教育先行。人才培养是创新的基础。以科技创新催生新产业、新模式、新动能，推动从人工智能到“人工智能+”的历史性跃升，形成以人工智能为引擎的新质生产力，需要探索培养了解人工智能、使用人工智能、创新人工智能的优秀人才的方法和途径。

二、从知识图谱到能力图谱：建设新一代人工智能系列教材

认知是人类智能的重要表现，其基石是规范化的知识（如概念和关系等），基于规范化知识形成对感知对象的辨识和分类，为智能活动提供基础。

认知最重要的一种表现是分类，分类反映的是一个人的认知水平。一个人对周围事物分类越细致周全，明晰事物之间的边界和联系，那么认知就越清晰。为了正确分类，需要将不同知识概念有序组织起来，这是涉及知识概念分类体系的规范化研究。早在13世纪末，诗人、哲学家、逻辑学家雷蒙·卢尔提出了对知识进行规范化描述的“知识树或科学树”。卢尔所提出的知识树由十六部分或十六棵树组成。前十四棵树分别表示现实世界中某一类别所包含的不同层次知识概念，如原子类、植物类、动物类、感性类、人类、道德类、神类等。另外两棵树分别是示例树和问题树。卢尔认为可以从前十四棵树中获取概念，然后找到概念对应的示例（即概念的具体描述），接着形成问题以进一步推知现实世界中未知性质。进一步地，卢尔对每一棵树定义了根、树干、树枝、嫩枝、叶子、花朵和果实等层次化结构。每一棵树的根定义了一般性原则，诸如善良、伟大、持续、力量、智慧、意志、美德、真理、荣耀、差异、和谐、相反、开始、中间、结束、多数、平等和少数等，从这些一般性原则出发，就可以推知树中其他部分内容。卢尔的知识树给出了人类通过归纳和演绎等推理途径来产生新知识的手段和方法。

2021年底，基础学科系列“101计划”在计算机领域率先启动，其目标就是通过基础要素建设的“小切口”，来牵引教育教学模式的“大改革”，让人才培养模式从“知识为主”转向“能力为先”。从现实来看，任何一门计算机核心课程所涉及内容一定庞大无比，通过构建知识点及其相互链接的“图谱”，使得在课程内容学习中犹如会有一个指南针进行导航，在知识海洋中遨游。根据这一思路， 结合人工智能具有多学科交叉综合、渗透力和支撑性强、高度复杂等特点，呈现技术属性和社会属性高度融合特色，以“厚基础、强交叉、养品行、促应用”为理念，按照“厚算法基础、养伦理意识、匠工具平台、促赋能应用”的培养目标，计算机“101计划”《人工智能引论》教材凝练了含62个知识点（包括9个进阶知识点）的知识体系。

问题是知识内化和能力培养之间的桥梁。有效的学习往往是发生在真实的情境问题解决过程中的，这使得知识图谱到能力图谱之间可建构桥梁。问题（提出问题和解决问题）在将外部知识转化为个人内在理解（内化）以及发展实际能力的过程中起到了连接作用。没有问题的引导，知识可能只会一味地被动接受，而难以真正被吸收和应用。计算机“101计划”《人工智能引论》教材为不同知识点构建了113个问题，组织了291个各类资源（实例、代码等），使得学生们在学习知识点时，可应用知识点解决问题，实现从知识图谱到能力图谱的飞跃。

2018年全国35所高校获批建设人工智能本科专业。为了促进高等学校人工智能学科建设和知识体系研究，推动人工智能重要方向的教材和在线开放课程建设，新一代人工智能战略咨询委员会和高等教育出版社于2018年3月在北京成立了“新一代人工智能系列教材”编委会。编委会融合国家使命、学科内涵和专业特色，出版了衔接前沿、交叉融合、应用赋能的具有中国特色的人工智能一流系列教材，覆盖“专业—通识—科普”“高等教育—基础教育”“理论—实践”和“纸质—数字”高水平体系化教材，注重融入“中国案例”，普及新一代人工智能理念与方法。在教材基础上，建设了配套线上线下课程体系，开发了涵盖微视频、实训案例、知识图谱、能力图谱等结构化、关联化数字资源，为推动教材体系向教学体系转化奠定了基础。

三、人工智能赋能教育：从教材体系到课程学习

教材以学科逻辑为核心，强调知识的系统性和完整性，通常以章节形式呈现循序递进的内容。课程以学习目标为导向，强调知识、能力、素养的整合，包含目标、内容、方法、评价等动态要素。从这个意义上而言，教材是“知识容器”，课程是“学习体验设计”。因此，推动教材体系向课程体系进行转化的实践，本质上是实现教育范式转换：从“教什么”转化为“如何学”，从“知识传承”到“能力形成”，有效的转化需要同时把握学科逻辑、学习科学和教学法三个维度，最终实现“用教材教”而非“教教材”的专业自觉。

一是从知识到能力的转变。通过建设智海新一代人工智能实训平台，推动人工智能交叉学科范式变革，赋能场景应用。同时，帮助学习者灵活、高效地学习人工智能基本知识体系，掌握面向专业应用的人工智能实践能力，提升全球化视野，以便更好地适应新技术、新业态、新模式、新产业的发展趋势。平台将视频、音频、实训案例和PPT等教学资源按照知识点组织，形成以知识点为核心的教学资源结构化组织方式，为学生更加主动地学、教师更加创造性地教积累高质量数字燃料。平台提供交互式的沉浸教学、边学边练的操作体验和低门槛的在线模型开发，旨在实现优质教学资源的共享，推动从“知识本位教育”向“能力本位教育”转变。

二是从“师—生”到“师—机—生”的转变。生成式人工智能推动教育教学模式从传统的“师—生”二元结构转向“师—机—生”三元结构，协助人类创造知识，改变以知识传授和积累为核心的传统教育模式。同时，人工智能与基础科学、工业研发紧密融合，以全新方式将数据、模型、算法、算力和人才协作连接在一起，帮助跨学科、跨行业的科研人员打破专业壁垒、快速形成共识与知识迭代，成为科研研究和工程突破的基座力量。浙江大学通过智海三乐这一学科大模型将专业知识、专家经验和实验数据等融入神经网络，建立融合推理、搜索和学习的新型学科大模型结构，将人工智能技术与教育理论紧密结合，提供知识问答、学习计划定制、习题生成、错题解析、教学大纲生成等功能，辅助学生更个性化地学、赋能教师更创造性地教。

三是从“内容合成”到“探究批判”的转变。基座模型与智能体相互结合而形成的人工智能体（AI Agents）目前是人工智能在垂直领域赋能的前沿。人工智能体作为基座模型能力延伸和具体形态，可在内容合成基础上，实现信息检索、人机对话、任务执行、逻辑推理等自主行为。浙江大学开发苏格拉底式教学智能体，通过创新的智能教学方式提高学生的自主学习能力、批判性思维和问题解决能力。该智能体以苏格拉底教学法为核心，采取不断提问、引导思考的互动模式，帮助学生逐步理解和内化知识点，激励学生思考、分析，并在对话中自主发现解决问题的方法。

四、拓展多元化育人模式

2025年4月，习近平总书记在中共中央政治局第二十次集体学习时强调，“推进人工智能全学段教育和全社会通识教育，源源不断培养高素质人才”[2]。针对不同层次、不同领域对人工智能知识学习需求，浙江大学设计并实施了人工智能通识必修课、AI+X微专业、“灰犀牛”智能技术特训班、国家开放大学人工智能第二学士学位以及中小学人工智能通识线上系列课等人才培养模式，覆盖高等、基础、职业和终身等不同层次教育群体，探索跨校、跨学科、跨行业多元化人才培养长效机制。

1.人工智能通识必修课

浙江大学于2024年9月将人工智能设置为全校本科生通识必修课程。学校将全校人工智能通识课程分为A、B、C三类，分别面向理工农医类、社会科学类、人文艺术类专业的学生开设，分别对应浙江大学发布的《大学生人工智能素养红皮书》中所定义的创新人工智能、使用人工智能和了解人工智能的素养培养目标开展[3][4]。通过通识课程学习，学生们的人工智能素养由体系化知识、构建式能力、创造性价值和人本型伦理构成了有机整体，其特点是知识为基、能力为重、价值为先、伦理为本，人工智能通识必修课程可塑造学生在人工智能时代的认知框架。

理工农医版的人工智能注重知行合一，以通识技术基础为主线，详述人工智能理论、应用及其技术算法，由浅入深、层层递进，让学生知其然也知其所以然。社会科学版的人工智能强调应用为要，以社会科学领域的典型案例为切入点，重点介绍以深度学习为主的机器学习方法，辅以丰富实践案例，培养学生运用人工智能解决社会科学领域现实问题的能力。人文艺术版的人工智能侧重科普教育，用通俗的语言系统阐述人工智能基础，展示其在图像理解、图像生成、文本生成和智能体构建中的应用潜力，探讨人工智能伦理与治理。

2.AI+X微专业

秉承“厚基础、促交叉、重实践”培养理念，打破学科、专业藩篱，浙江大学2021年设计并发起由上交、复旦、南大、中科大、同济以及企业等共同参与的AI+X微专业，按照课程共建共选、学分互认、证书共签支持跨专业、跨学校的创新性人工智能交叉人才培养。

AI+X微专业按照基础、核心、交叉和实践等对人工智能知识体系交叉融合重构，建设模块化、项目制等课程群，通过跨校、跨学科、跨行业为非计算机专业学生提供学习AI核心理论和实践应用机会，打破学科专业壁垒，深化高校专业供给侧结构性改革，满足学生个性化发展和复合型人才培养需求[5]。

AI+X微专业推动知识生产从高校这一单一主体向多元主体合作转变，实现“一专多能”，以“小切口、微创新、大能量”担当复合交叉人才培养的“探路者”。

AI+X微专业所形成的课程体系、教学资源和实训平台，正在支撑智慧树组织的覆盖了中西部28所高校的“人工智能+”微专业、国家开放大学组织的人工智能二专业、覆盖了接近3000万人的浙江大学DeepSeek线上系列公开课，并与百度和阿里等合作开展了AI技术微认证课程。

3.面向行业的实训班

浙江大学与航天科技集团一院12所创办了面向行业技术人员实训的“灰犀牛”智能技术特训班。“灰犀牛”智能技术特训班是在人工智能时代设立的智能控制技术人才培养平台，促进智能控制技术与工程应用的深度结合。“灰犀牛”是据古根海姆学者奖获得者米歇尔·渥克的《灰犀牛：如何应对大概率危机》一书提出的概念，比喻大概率且影响巨大的潜在危机。“灰犀牛”智能技术特训班在产教融合方面探索了将理论教学、实训锻炼和技术创新等方面相互结合的人工智能技术培训新机制。

五、教育教学人工智能进阶计划

浙江大学正式推出“浙江大学教育教学人工智能进阶计划”，以“起步、训练、探索和进步”为进阶路径，以“科学、技术、工程/业界、哲学/社会”为学科交叉融合之道，推动AI与教育教学深度融合，构建智能时代拔尖创新人才自主培养新范式。该计划包含以下四个方面内容。

一是构建“专业—通识—交叉—实践”课程教材体系。依托国家教材建设重点研究基地（高等学校人工智能教材研究），构建人工智能通识、核心、交叉和产教融合课程体系，以及新一代人工智能通识、AI+X高水平教材体系，重点打造AI+X特色微专业，进一步完善微专业（微辅修）—辅修—双学位的跨学科培养体系，推动从专业教育到专业+AI教育的跃升。

二是提升师生人工智能素养和能力。依托浙江大学人工智能教育教学研究中心，明确“师—生”生成式人工智能使用规范，推进AI for Education系列实证教学研究项目建设，引领教师开展人工智能赋能教育教学研究，推动生成式人工智能教学能力创新，注重伦理与道德价值观培养，推动从“师—生”到“师—机—生”教学范式的跃升。

三是提升实践与创新能力。依托浙江大学未来学习中心，将高水平科研和人才优势转化为拔尖创新人才培养优势，依托学校科研平台和前沿科研项目，强化科产教融合，构建人工智能驱动、多学科交叉、理论和实践结合、仿真和现实融合的学生自主研学平台，形成开放、动态、个性化的学习生态系统，基于教育规律探索以能力为核心、以研究为导向、以志趣为动力的场景式、体验式学习范式，引导学生开展跨学科、项目式、探究式学习。

四是建设学科大模型和赋能教学科研应用。研制由专到通的学科大模型和大学大模型，构建支撑大规模个性化教学科研基础设施，深度融合智能体技术，借助“智海”新一代人工智能科教创新平台和“浙大先生”智能体平台等实训体系，促进学生个性化学习与课程管理，覆盖教学、科研、生活全场景，打造“时时处处人人可学习”的育人环境。

面向未来，浙江大学将围绕教育教学人工智能进阶计划，以学生成长为中心，利用人工智能技术科学、精准支持学生个性化发展，推动教育目标从知识本位、能力本位向素养本位转变，努力构建具有前瞻性、示范性的未来教育新生态。

综上所述，浙江大学坚定以人工智能体系化教材建设为抓手，建好国家教材建设重点研究基地（高等学校人工智能教材研究）。以教材为基础，构建了“专业、通识、交叉和实践”课程体系，从教学内容高质量供给侧来推动人才培养学习端革命，以数智化手段推动从“知识逻辑”到“学习逻辑”的教材体系向课程体系转化、从“教师为中心”到“学生为中心”的课程体系向学习体验转化、从“学会”到“会学”的学习体验向体系化能力转化。（文章摘自中国高等教育杂志）