基于AI技术的船舶与海洋工程专业教学改革与探索

摘  要：当前，我国正处于百年未有之大变局中，为应对新一轮科技革命和产业变革所面临的新机遇、新挑战，加快培养勇闯“无人区”的高层次人才刻不容缓。工业革命加速经济、技术全球化，AI技术逐步渗透到各个领域，对船舶与海洋工程专业的人才培养提出更高的要求。目前，传统船舶与海洋工程专业教学存在诸多问题，AI技术与专业教学的有机融合刻不容缓，该文从课程的AI智能设置、教学模式的AI智能尝试、教学效果的AI智能评估三个方面对AI技术在船舶与海洋工程专业的教学改革探索提出系列建议，为高等院校培养未来需要的复合型创新人才提供参考借鉴。

关键词：船舶与海洋工程;AI技术;教学改革;创新人才;教学模式

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）04-0021-04

Abstract： Currently， China is in the midst of profound changes unseen in a century. To cope with the new opportunities and challenges posed by the new round of technological revolution and industrial transformation， it is imperative to accelerate the cultivation of high-level talents who dare to venture into "uncharted territories." The industrial revolution has accelerated economic and technological globalization， with AI technology gradually infiltrating various fields， thereby imposing higher requirements on the talent cultivation in the fields of naval architecture and ocean engineering. Presently， there are many issues in the traditional teaching of naval architecture and ocean engineering， and the organic integration of AI technology and professional teaching is urgent. This paper proposes a series of suggestions for exploring the application of AI technology in the teaching reform of naval architecture and ocean engineering majors from three aspects： AI-powered curriculum design， AI-enabled teaching mode experimentation， and AI-based teaching effect evaluation. These suggestions aim to provide references for higher education institutions in cultivating the composite and innovative talents needed in the future.

Keywords： naval architecture and ocean engineering; AI technology; teaching reform; innovative talents; teaching mode

《中国海洋工程科技2035发展战略研究》提出建设海洋强国是我国重要的长期发展战略目标。目前，我国尚处于探索和开发海洋的初步阶段，一场以开发海洋为标志的“蓝色革命”正在全球兴起，加快海洋强国建设，提升海洋开发面临国际争端的应对能力，确保我国在百年未有之大变局中稳健航行成为当务之急[1]。在这一背景下，人才尤其是掌握前沿科技的工程技术人才，成为了推动海洋事业发展的关键力量。强化人才储备，特别是针对船舶与海洋工程领域的高质量科技人才培养，被赋予了前所未有的重要性，是强化海洋强国战略技术储备的首要任务[2]。

船舶与海洋工程专业在全球经济、科技发展以及海洋资源开发利用中占据着举足轻重的地位。它不仅是国家海洋战略的重要支撑，也是推动国际航运、海洋工程、海洋能源、海洋环境保护等领域发展的关键力量。通过培养具备船舶设计、建造、维护管理以及海洋工程结构研发设计等方面专业知识与技能的人才，船舶与海洋工程专业为构建安全、高效、绿色的海洋交通体系，促进海洋资源的可持续利用，以及维护国家海洋权益做出了重要贡献。

当前，世界范围内新一轮科技革命和产业变革加速进行，综合国力竞争愈加激烈，人工智能（Artificial Intelligence， AI）技术已经渗透到各个行业，高等教育领域也不例外。AI技术在高等教育中发挥着日益重要的作用，它通过个性化学习路径规划、智能辅助教学、虚拟实验室与仿真教学、在线学习与远程教育以及教育数据分析与决策支持等多个方面，为学生提供了更加高效、灵活和个性化的学习体验，同时也为教育工作者带来了前所未有的教学便利与资源支持。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，AI技术将在高等教育中发挥更加重要的作用。

在“中国制造2025”战略背景下，根据新工科建设的要求深化信息技术与传统工科的交叉融合刻不容缓，人工智能和船舶与海洋工程专业的深度融合已成为不可逆转的趋势[3-4]。面向未来技术和产业发展的新趋势和新要求，传统的人才培养方法已不能满足现阶段船舶与海洋工程专业人才培养的要求，必须紧跟行业发展潮流，不断改革创新，实现从学科导向转向以产业需求为导向，从专业分割转向跨界交叉融合，才能培养造就一大批多样化、创新型船舶与海洋工程专业卓越工程科技人才，为我国海洋强国建设提供智力和人才支撑。本文旨在探讨基于AI技术的船舶与海洋工程专业教学改革与探索，以期为该专业的教学质量和人才培养提供新的思路。

一  传统船舶与海洋工程专业教学存在的问题

传统船舶与海洋工程专业教学主要依赖课堂讲授与实验实践等手段，学生积极性不高，教学质量无法保障。随着科技的进步和行业需求的变化，传统船舶与海洋工程专业教学体系中存在的问题日益凸显，主要包含教学内容、教学模式、教学评价三个方面。

（一）  教学内容与行业需求存在偏差

在传统船舶与海洋工程专业教学内容中，理论力学、材料力学、结构力学等力学课程占较大比重，理论教学往往侧重于书本知识的传授，学生获取了较多的理论知识，但行业的实际工程实践内容较少，忽视了对学生实践能力和创新能力的培养，理论知识应用于工程实际的能力有所欠缺;新工科建设要求工科专业根据产业需求建专业，注重学科交叉融合，船舶与海洋工程目前已发展成为集合结构、机械、自动化、控制、电力、计算机和信息等不同学科和领域相关知识与技术的综合新型工程学科，传统以单一学科为主的教学内容愈发局限，缺乏对相关学科知识的吸纳和融合，难以培养掌握并融会贯通多学科知识的行业需要的复合型创新人才[5];随着科技的快速发展，船舶与海洋工程领域的新技术、新工艺层出不穷，但传统教学往往难以及时跟进，导致课程内容更新滞后，难以满足行业发展的需求;同时，多数高校专业教师同时承担科研与教学双重任务，教师重科研轻教学的现象屡见不鲜，教师的精力不愿向教学倾斜，导致专业教育潜力挖掘不够，限制船舶与海洋工程专业教学内容，导致教学质量下降[6];课程思政建设的好坏直接影响未来专业人才培养的成败，课程思政的教学内容、教学方法缺乏统一的标准，且教学人员缺乏思政经验，造成教学效果事倍功半，甚至影响原本的专业教学[7]。

（二）  教学模式守旧

目前，船舶与海洋工程专业的本科教学依然存在很多传统的“填鸭式”教学，过度依赖讲授式教学，学生往往处于被动接受知识的状态，没有主动探索和思考的机会，教学缺乏互动性和启发性，难以激发学生的学习兴趣和主动性，导致学生参与度不高，抬头率下降，学生学习效果较差;由于实验设备和场地限制，教学实验部分以演示教学的形式进行讲授，同时实验时间有限、资源有限、工况有限，存在学生实验操作机会较少、安全隐患较大、运行维护成本高和课程覆盖率较低等不足，学生无法将所有知识在实践中得到实验验证[8]。

（三）  教学评价不完善

传统的教学评价往往过分依赖考试成绩作为评价标准，忽视了对学生综合素质、创新能力、实践能力等多方面的考量，难以全面反映学生的学习成果和潜力;传统的教学评价模式中反馈机制不够健全，学生难以及时获得有效的学习反馈，从而影响学生的学习积极性和效果;传统的教学评价往往侧重于结果评价，即对学生最终的学习成果进行评价，而忽视了对学生学习过程的评价，这种评价方式无法全面反映学生在学习过程中的努力、进步和困难，也无法为教师提供有针对性的教学指导;传统的教学评价的主体通常局限于教师，而学生、企业、行业专家等多元评价主体的声音往往被忽视，单一的评价主体难以保证评价的客观性和全面性，也无法满足社会对船舶与海洋工程专业人才多样化的需求;部分高校设置学生评教环节，由学生为教师的教学质量进行评价，但评价系统不够智能，存在恶意评价或者随意评价的现象，导致评价结果有失精准。

二  AI技术在船舶与海洋工程专业教学中的尝试与思考

当前，国内外正处于人工智能赋能教与学发展的转型期，同时也是人工智能技术研发的关键期，推动人工智能与教育深度融合已成为全球持久的战略布局。面对如火如荼的第四次工业革命的巨大浪潮，若想站稳脚跟必须迎合时代发展培养未来需要的复合型创新人才。船舶与海洋工程专业作为关系国防安全的工科专业，其智能教学改革是时代发展的必然趋势，也是高等教育发展的内在要求，具有非常重要的教育意义。

（一）  课程的AI智能设置

1  构建智能化教学内容

充分利用大数据和人工智能技术，建立学生学习行为与能力评估的综合数据库;通过持续收集并分析学生的学习进度、成绩表现、兴趣偏好等数据，为每位学生提供个性化的学习路径和推荐资源，实现教学内容的精准推送和动态调整;积极引入船舶与海洋工程领域的最新智能化技术成果，如智能船舶技术、海洋工程智能技术装备、海洋工程远程监控与自主维护系统等等;智能动态抓取前沿技术成果，动态优化课程体系，生成动态培养目标，注重理论应用实际，将力学知识通过案例分析、专题讲座等形式实际应用到海洋结构分析中，将理论知识落实到实际工程，培养学生解决工程实际问题的能力，促使学生及时了解行业动态和技术前沿，激发学生学习兴趣和创新思维。

2  构建工程案例智能图谱

利用人工智能技术，构建全面覆盖、智能互联且持续优化的船舶与海洋工程专业工程案例图谱，深度融合多源数据采集与预处理技术，确保案例数据的全面性和准确性;通过先进的实体识别与关系抽取算法，构建出复杂而精细的知识网络，实现案例之间的智能关联与知识互补;利用可视化分析工具和智能推荐系统，为学生提供直观、个性化的知识服务体验;采用动态更新机制，紧跟行业发展趋势，及时吸纳新技术、新案例，确保案例图谱的时效性和前沿性。工程案例图谱面向行业、高校开放共享，为行业学者、工程技术人员提供学习渠道，促进行业发展，为海洋强国战略的实施奠定技术基础。