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工学院2026新工科教学前沿(4)——聚焦数智转型,赋能新工科:汕头大学工学院探索“双线AI·双课协同”智慧建筑教学新模式

新一轮以人工智能为代表的科技革命和产业变革,正深刻重塑全球创新版图与产业生态,对高校人才培养的内涵、模式与目标提出了前所未有的系统性挑战。大学教育必须主动适应这一变革,不仅传授知识,更要着力锻造学生的创新精神、批判性思维、高阶问题解决能力及终身学习素养。

在此背景下,工学院推出“新工科教学前沿”专题,本期推广的是工学院土木系建筑学专业张翠娜教师团队的“双线AI·双课协同”智慧建筑教学新模式。

当下,中国建筑业正经历着“数字化、绿色化”的深度转型,行业对兼具灾害防控意识与数字设计能力的创新型人才需求日益迫切。面对《建筑防灾与安全》课程“实践缺位”与高年级《建筑设计V》课程“落地不足”的教学痛点,汕头大学工学院张翠娜老师团队积极响应时代需求,创新构建了“双线AI·双课协同”的数智时代建筑类高等教育教学模式(图1)。该模式以前沿AI技术重构教学体系,为智能建造产业升级提供了有力的人才支撑。

打破壁垒:直击传统建筑教学痛点

传统的建筑学教育在面对复杂项目时常显乏力。一方面,《建筑防灾与安全》课程长期面临案例滞后和实践缺位的困境,抽象的规范条文难以转化为具象的设计实践;另一方面,在高年级的《建筑设计V》课程中,学生常因防灾标准理解偏差或缺乏科学工具辅助,导致设计方案规范应用僵化、落地性不足。为破解这一难题,工学院建筑学教研室明确了“防灾能力”与“设计能力”的共生定位,旨在打通理论与实践的壁垒,培养学生“学以致用”的数智化设计能力。

双线融合:构建全周期数智赋能矩阵

该教学模式的核心亮点在于打造了“AI教学线”与“AI设计线”的双线融合机制。

“工具化-个性化-动态化”的AI教学线:

教学团队深度整合了DeepSeek、智谱清言、大学思政教材问答GPT等通用大模型与学堂在线AI工作台,构建了24小时教学支持系统。平台上不仅搭建了“数字教师”、“设计甲方”、“消防审查员”等15个智能体角色,还设置了47个指令库,实现了知识的个性化推送与动态迭代(图2)。

“全周期数智赋能”的AI设计线:

课程联动了建筑学长、小库AI、Stable Diffusion等垂直领域工具,重构了建筑方案策划、生成、优化、表达的全流程AI辅助设计闭环。学生在课堂上不仅能利用AI生成方案,还能使用Rhino及butterfly、honeybee等插件完成风环境、光环境等参数化防灾模拟,实现了设计从“经验驱动”向“数智驱动”的范式升级。

双课协同:理论与实践的深度耦合

在AI技术的纽带作用下,《建筑防灾与安全》与《建筑设计V》两门核心课程实现了深度的“双课协同”。

教学团队针对高层公共建筑的核心防灾痛点,梳理出“设计任务-防灾知识”的联动清单,实现了知识模块与教学流程的无缝耦合。例如,在方案生成阶段,防灾课提供防火、无障碍等规范要点,设计课据此完成初稿;在优化阶段,两课共建防灾性能模拟平台,实现多学科参数动态交互。同时,传统单一的考核方式也被“过程性+综合性”的评价体系取代,重点考察学生将防灾知识转化为设计策略的综合能力(图4、图5)。

硕果累累:示范引领教育数字化转型

这一前沿探索极大地激发了学生的学习热情与创新潜能。数据显示,该AI教学平台运行不足4个月,学生使用次数便高达2049次,人均使用近54次。课后反馈表明,学生普遍认为该模式有效节约了时间,显著提升了专业能力及对AI应用的认知(图6、图7)。

目前,该模式已在汕头大学校内外通过论文、讲座等多种方式推广(图8)。此外,相关课程已在“粤港澳大湾区高校在线开放课程联盟”平台上线实践。凭借卓越的教学成效,相关教学创新改革成果先后荣获汕头大学第三届教师教学创新大赛特等奖(2024年1月)及第四届全国高校教师教学创新大赛广东分赛三等奖(2024年4月)和汕头大学本科教育教学成果奖一等奖(2025年9月)。

未来,工学院将继续深耕“人工智能+高等教育”的典型应用场景,推动教育信息化从“工具应用”向“模式创新”升级,为国家智能建造产业输送更多“防灾思维+设计能力”兼备的拔尖复合型人才。

文字:工学院


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