随着新一轮科技革命与产业变革的深入发展,新工科建设对工程科技人才的培养提出了更高要求,尤其强调解决复杂工程问题的能力与创新思维的构建。然而,传统的工科基础课程教学常陷入知识线性堆砌与工程实践脱节的困境,学生难以在面对非良构问题时有效调用底层逻辑。生成式人工智能(Artificial Intelligence,AI)的突破性进展,为重塑工程教育模式提供了新的契机。本文在剖析传统教学痛点的基础上,引入生成式AI作为认知支架与思维引擎,构建了目标递归教学模式。该模式基于第一性原理,以工程目标为牵引,识别认知断点后由AI递归补差,最终重构底层逻辑,形成逆向主动学习闭环。研究以理论力学课程中的工程案例为例,详细阐述了该模式的教学设计与实施路径。实践表明,该模式能有效降低认知负荷,提升学生的工程直觉与元认知能力,为新工科背景下创新型人才的培养提供了可复制的教学模式。
新工科;生成式AI;目标递归;第一性原理;理论力学;教学模式
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