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数字孪生+AI导师:北理工打造低空经济"未来课堂"的破局方案

在新质生产力驱动产业升级的战略背景下,低空经济作为激活空域资源、链接高端制造与现代服务的战略性新兴领域,正成为经济增长新引擎。为深入服务国家战略,大力培养产业急需人才,北京理工大学经济学院、空天科学与技术学院携手教务部,依托《低空经济产业创新概论》课程在文博中心开设了一堂别开生面的产业认知课,以“产教融合、经工融合、AI 赋能、虚实结合”为核心理念,打造全国首个聚焦低空经济全产业链的智慧教学范本,为培育适应低空产业变革的创新型人才破局开路。

2025年6月4日,北京理工大学在全国首推《低空经济产业创新概论》“智慧体验课”,北京理工大学经济学院党委书记张瑜现场听课。本课程组建由北京理工大学经济学院黄璐教授、实验教学骨干邢姝老师、空天科学与技术学院莫雳副教授、新道科技股份有限公司研发团队骨干成员构成的跨学科产教融合团队,依托数字孪生技术开发“智见”产业认知平台,通过行业智能教育装备构建实体教学载体,融合智慧讲伴、教学智能体及虚拟仿真实验等AI教学手段,创新性地构建“链(产业链)-场(应用场景)-物(产业装备)-人(产业人才)-课(知识模块)-AI(产业教练)”六维认知框架,系统性打通理论教学与产业实景的认知壁垒,实现从抽象概念到具象场景的深度沉浸式认知跃迁。

数字孪生:重构产业认知范式

本课程以产业经济学、科技创新、运作管理等前沿理论为支撑,深度融合数字孪生技术与3D虚拟现实技术,助力学生全方位构建低空经济“政产学研金服用”生态系统性思维框架,显著提升其对产业发展的综合理解力与敏锐洞察力。

围绕“链”,以低空经济中的无人机产业链为典型案例,精准复刻其上中下游全景图,全方位深化学生对无人机产业链的结构布局、功能机制与动态演变的认知,实现对产业全貌的精准感知。

围绕“场”,已成功搭建1个无人机组装车间与1 个无人机成品仓库的虚拟实训场景,并实现高度交互性,让学生身临其境地感受产业现场运作流程,实现产业现场感知。

围绕“物”,构建了农林植保无人机、应急救援无人机、大疆消费无人机三款具有代表性的3D 模型资源,实现产业装备感知。

围绕“人”,着重展示产业创新过程中亟需的专业性人才岗位列表,以及每个岗位的的岗位描述、岗位职责、岗位能力雷达图和岗位薪资水平,实现产业典型人才感知。

同时,配备智能高效的产业AI 数字导师,实现智能体全程交互指导,为学生提供实时、个性化的学习辅助。

AI讲伴:

打造“生-师-AI”共生的智能课堂

为增强课堂的互动性,调动每一位同学的积极性,课程团队深入探索,精心打造AI赋能的新型课堂。利用AI讲伴,在智慧教学环境中,通过对话式、研讨式教学逐步取代传统的灌输式讲授,打造“生-师-AI”高效协作、深度互动的共生课堂。

(1)让时事为课堂“添柴加薪”

团队使用AI讲伴,随时响应老师的教学创意和知识点讲解需要,将新鲜出炉且与知识点紧密关联的新闻热点快速呈现出来,组织同学们围绕新闻案例开启头脑风暴,让课堂不再是枯燥的理论堆砌,而是鲜活的实战演练。

(2)课堂里的“私人定制”教练

团队应用AI讲伴为每位同学开启专属通道,提供一对一实时的智能评价与建议。教师可提前设置评价规则,确保AI讲伴反馈的精准性。同时,教师能实时查看每位学生的问答情况,精准把握薄弱环节,为后续教学提供依据。

(3)智能课堂的“智慧导师”

AI讲伴还能化身“苏格拉底式导师”。学生可就课堂疑问随时向“导师”提问,“导师”不直接提供答案,而是通过连续提问启发思考、拓展思路,最后进行总结提炼,有效培养学生的批判性思维与问题解决能力。

课程结束后,张瑜书记从课堂形式设计、教学软件设计、师生互动内容等方面进行了全方位的总结,在对课堂整体效果提出表扬的同时也对课程未来的发展、软件平台的建设方向上提了相关的改进建议和期许。

作为智慧教育时代的创新样本,北理工《低空经济产业创新概论》课程以 “技术赋能教学、产教重塑生态” 的探索,为高等教育服务国家战略需求提供了可复制的 “北理模式”。随着低空经济上升为国家战略,这一课程将持续输送 “懂经济规律、通工程技术、明产业逻辑” 的复合型人才,助力我国在全球低空产业竞争中抢占先机,为新质生产力发展筑牢人才根基。