南开大学携手和鲸科技，以 AI 赋能交叉学科人才培养与课程建设

人工智能技术的进步为塑造高等教育新生态、推动学科创新发展带来了新的机遇和挑战。教育部高等教育司党支部书记、司长周天华在《深入学习贯彻全国教育大会精神，构建自强卓越的高等教育体系》 一文中指出，“高校应构建人工智能赋能教育新场景，将各领域人工智能最新发展和应用融入专业课教学，促进课程体系和教学内容的更新迭代甚至重构”。

在此过程中，高校作为孕育“人工智能+复合型”人才的摇篮，不仅精准捕捉了当代科技发展的脉搏，更展现出对未来社会变革的深远规划与前瞻布局。作为高等教育卓越拔尖人才自主培养之路的关键一招，高校“四新”建设正不断深化。其中，“新文科”建设寄希望于强化科技教育和人文教育协同，以文科的内部融通和文理交叉来研究、认识和解决学科本身和社会中的复杂问题，为高水平科技自立自强提供人才和智力支撑。

然而，“新文科”计算机交叉课程建设中，面临着诸多困难：

1. 对于院系来说，开课困难重重。随着培养方案的修订，许多文科专业计划开设计算机交叉课程，但这类课程对任课教师要求极高。以商科为例，为经管专业学生开设 Python 实训课，如果由计算机专业教师授课，可能因不熟悉领域知识导致课程内容枯燥；而由经管专业教师授课，又需教师自身对 Python 有深入掌握。

2. 教师备课也面临挑战。文科学生大多编程基础薄弱，教师要在有限课时内准备全面、实用且难度适中的内容并非易事。此外，专门面向文科学生的计算机交叉课程资源匮乏，数据和案例稀缺，进一步加大了备课难度。

3. 学生学习同样存在困难。数据分析虽是通用技能，但对于文科学生来说，由于领域知识隔阂和兴趣缺失，学习主动性较低，甚至敷衍了事，学完即忘，更无法应用知识解决实际问题。

数智赋能人文教育，

引领新文科特色课程建设

南开大学是教育部直属重点综合性大学，形成了文理并重、基础宽厚、突出应用与创新的办学特色，在推进人工智能赋能人才培养具有良好的基础。面对当前人工智能领域人才需求的爆发式增长，以及我国在此领域人才储备相对不足的现状，南开大学积极响应时代需求，积极布局人工智能教育教学研究。为了解决“新文科”计算机交叉课程建设中面临的困难，2023 年起，南开大学校级教学团队带头人赵宏教授携手和鲸科技，面向大一新生，联手打造了《新文科 Python 程序设计基础》和《新文科数据分析基础》系列课程，为高等教育的新文科建设提供了有益的参考和借鉴。

赵宏教授主要负责南开大学计算机通识课程的研究与教学，致力于科研反哺教学的探索及成果应用，具备前沿的教学改革理念和丰富的教学实践经验，而和鲸基于数据科学竞赛所衍生出的案例式教学方法与赵宏教授的 POT- OBE 教学理念殊途同归，在此基础上，结合和鲸近十年在数据科学人工智能的开源资源积累和专业共建经验积累，为课程提供了丰富的教学素材。

POT - OBE 教学理念，即基于问题逻辑认知模式的成果导向教育。对于文科学生而言，传统的教学方式往往使他们处于被动学习的状态，为了考试而死记硬背知识，缺乏对知识的深入理解和实际应用能力。而 POT - OBE 理念旨在改变这一现状，让学生通过解决实际问题主动学习，从而提升创新意识、创新思维和创新能力。

《新文科 Python 程序设计基础》和《新文科数据分析基础》两门课程展现了拥抱 AI 时代的决心，通过 POT-OBE 教育理念引导的非系统性知识积累逻辑，清晰界定了教师、学生与 AI 工具的角色定位，还同步建设了课程及教材外的资源，促进学生在 AI 辅助下形成创新学习习惯。

《新文科 Python 程序设计基础》

课程围绕一个虚拟的高考平行志愿任务展开，引导学生基于问题进行探索，同时得到基本的 Python 编程能力的训练。通过对一个个子任务“提出需要解决的问题”“探索问题本质”“学习解决问题的方法”“对问题进行实际求解”“对求解情况进行评价和反思” 5 个环节（即 5E 教学范式），让学生始终沁润在为解决问题而进行学习和探索的氛围中。

《新文科数据分析入门》

课程以“数据分析师岗位情况分析”和“气候变化对生物多样性的影响分析”为舞台，引导四个班级、180 余名学生深入探究数据分析的本质。这一教学过程同样遵循 5E 教学范式的关键步骤，旨在培养学生的系统性思维能力和数据分析能力。通过两个数据分析实例，学生经过发现问题到求解问题的全程探索，不仅能完成问题求解，更能掌握相关知识和方法，激发创新潜能。此外课程也引入了 AI 助学元素，增强学生利用 AI 工具解决问题和创新的意识能力。

创新理念+协同平台，

助力新文科课程教学新理念与实践落地

赵宏教授在今年 9 月举办的“AI 挑战下的教育教学新理念与新方法”分享会上表示，教师的角色已悄然转变，不再局限于传统意义上的知识传递者，而是转变为精心策划的“编剧与导演”，引导学生成为“舞台上的主角”。而 AI 作为强大的辅助工具成为了师生共同探索知识、解决问题的“忠实伙伴”。和鲸科技深耕人工智能领域多年，基于和鲸自研的数据科学协同平台 ModelWhale，正扮演着“忠实伙伴”这一角色。为更好落地 POT-OBE 理念、执行 5E 教学范式，教学过程中，直接使用了有统一的编程环境、计算资源和支撑教学管理的和鲸 ModelWhale 平台，聚焦解决问题思维和能力的训练。

1. 无缝集成编程环境，不再陷入“装包”困局：区别于以往需要学生自行安装 Anaconda 和 Jupyter Notebook 的情况，和鲸平台集成了 Anaconda 编程环境，学生只需通过网络连接即可在浏览器中轻松访问，极大地降低了环境配置门槛，激发学习积极性和效率。

2. 项目化学习与即时反馈，探索问题本质，掌握知识与技能：平台支持讲义的项目化上传，学生可以直接在线跑通代码，复用教师的运行环境和数据反复进行训练学习，并养成探索问题本质的思维；搭建课程时，教师将自身镜像、数据上传到“资源库” 即可；遇到问题时，教师可通过平台即时调整代码并展示结果，实现高效互动教学；教师还可丝滑切入至学生视角，检查课程是否符合预期，及时调整教学策略。

3. 多样化作业与练习，动手实践解决问题：课程结束后，支持发布包含练习题、测试题及编程实训作业在内的多样化作业，并支持提交在线 Notebook 项目、代码结果文件、本地 PPT 及其他 office 文件、Markdown 文本等，规范学生的作业提交内容；学生现可以在 Notebook 运行时内便捷完成多种作业类型的提交，除了可以提交当前项目的“运行结果文件”外，也可提交关联的“代码项目”。

4. 自动化数据统计与学情分析，全面评价和反思教学效果：和鲸平台通过预设的评审指标和答案文件，实现自动化即时评分，提供全面的作业提交与成绩统计功能，帮助教师快速了解学情，精准评估学生学习效果，为教学改进提供数据支持。

经过两个学期的实践，学生们对 Python 编程的认识发生了根本性转变，学习兴趣显著提升，并给予课程高度评价。课程采用基于“问题逻辑认知模式”的教学方式，有效消除了学生的抵触心理，使他们不仅掌握了 Python 编程的基本技能，更学会了运用编程思维解决实际问题，这对他们的未来学习和职业发展具有重要意义。

此次与南开大学赵宏教授的课程共建同样是和鲸“101 数智领航计划”的重要合作成果体现。和鲸科技于 2024 年 5 月全新发起“101 数智领航计划”，通过产教融合、科教融汇双循环，整合和鲸社区近十年积累的多学科实践资源、ModelWhale 教研训一体化平台和智谱 AI 大模型，打造 AI 创新虚拟实验室，帮助高校解决“学科+人工智能”的落地难题，培养创新型高质量人才，推动创新成果产出。以上两门课程资源均可在加入“101 数智领航计划”后获取，此外，“101 数智领航计划”为加入的高校提供了 AI 创新虚拟实验室的平台一学年使用权与 2000h 教学用算力资源，支持“1+X+Y” 3 门课程开课与 1 次课程赛组织。目前已有南开大学、南京大学、山东大学、北京中医药大学等多所院校加入。

若您对这一计划感兴趣，也欢迎联系我们。（备注“101”）