在人工智能技术快速发展的今天，人工智能产业在新一代科技革命和信息技术的发展中具有重要战略地位，信息技术和人工智能领域相互渗透且相关高科技人才的缺乏，已经成为制约我国信息和人工智能产业创新发展的重要因素，对我国工业转型升级和保障经济高质量发展带来较大挑战。2011年以来，面向人才培养知识面广、交叉融合深、多元复合强的新特点，围绕“卓越计划1.0”，契合新工科建设，瞄准“卓越计划2.0”，以“拔尖创新人才培养”为目标，构建了“四自主”人才培养模式，学生在产业高速发展、技术快速迭代形势下保持终身自主学习和持续创新意识能力。
教学改革背景
成果的主要内容
团队坚持“以学生为中心，自主知识建构和能力提升”育人理念，构建了“四自主”人才培养模式，将人才培养的自主知识建构和能力提升过程分成自主设计成长、自主知识建构、自主能力提升、自主成长成才四个层次，通过培养方案改革、多元育人资源建设、实践创新平台构建、师-生-机协同育人模式创新，实现了学生从“被动接受培养”向“主动规划自我发展”的转变，探索出了一条高校人工智能高质量创新人才培养的新途径。
成果可概括为：“四维自主+多元协同”培养模式+人工智能赋能育人+拔尖创新人才培养应用成效。
教学成果：
①打造“三学堂”协同模式，共建人工智能特色课程17门，建设数智化课程9门，获国家级课程5门。
②建设数字化、新形态教材，出版专业教材/专著10部，获国家级优秀教材1部，省部级教材4部。
③建成数字化实验平台1个、远程实验31项，获首批教育部虚拟教研室，全国实验教学案例奖4项。
④建设双国家级平台1个，获批省部级教改项目22项，发表教改论文20余篇，其中北大核心期刊3篇。
应用成效：
①学生100%参与创新实践活动，2021至2024连续4年获全国大学生智能汽车竞赛国家一等奖，2次登顶国际水下机器人大赛冠军、3次夺冠世界大学生水下机器人大赛。
②组建创新型学生团体3个，E唯协会获全国小平科技创新团队。
③打造交叉师资队伍，新增长江学者1人、校企联聘长江学者2人，涌现了以“深潜英雄”唐嘉陵为代表的一大批优秀科技人才。
图1 “四维自主，多元协同”：拔尖创新人才培养模式构建与实践
主要解决的教学问题：
①以专业为导向的确定性培养方案无法支撑学生自主规划发展路径，忽略个体发展水平差异，拔尖学生难以涌现的问题。
②育人资源对“以学生为主体、教师指导、师生共同参与”自主知识建构支撑不足的问题。
③学生创新实践的模式单一，缺少科研和产业场景、体系链条衔接性不高，自主性引导与激励不足。
④教师和学生学科专业交叉、融合能力不足，难以支撑学生以知识建构和能力提升为目标的自主成长成才。
教学改革的方法举措
①创新人才个性化发展机制：在“大类招生、大类培养”个性化机制基础上，山东大学创建了“崇新学堂”（通信工程+人工智能）、“双学位公信班”（政管+电子+人工智能），哈尔滨工程大学创建了“兴海领军班”（智能感知与通信），打造“三学堂”协同模式。
②基于认知规律构建人工智能课程体系：山东大学和哈尔滨工程大学联合共建人工智能课程体系，改革教学培养方案，建成学科交叉、人工智能特色课程17门，改革数智化课程9门。
③构建引导自主创新的专创实践课程体系：分学年设立8门铰链课程，通过“硬件系统、软件架构”耦合课内外实践体系，学生100%参与创新活动。
（2）建设多元育人资源，助力学生自主知识建构
①建设课程思政资源：打造山东大学“红色传承、求真探索”与哈尔滨工程大学“红色电波”思政育人案例16项，其中教育部思政精品项目1项，省级基层党建创新案例1项。
②建设优质课程和教材：建成国家级课程5门，出版新形态教材/专著10部，其中国家级优秀教材1部，省部级教材4部，“慕课西行”为新疆塔里木大学等3所高校共享线上教学15次。
③建设精品实践资源：设计嵌入式人工智能等特色项目案例28项，自研实验教学仪器13种，获案例设计竞赛国家奖4项，支撑学生自主实践。
图2 “四维自主，多元协同”：拔尖创新人才培养模式构建与实践
（3）构建创新实践平台，促进学生自主能力提升
图3 “四维自主，多元协同”：创新实践平台建设
①建设创新实践环境：搭建山东大学物联信息技术与系统工程实验教学示范中心与哈尔滨工程大学电工电子实验教学示范中心联合的“双国家级平台”，打造了14个校企联合创新实验室。
②搭建数智化实验平台：建设以知识图谱、远程实验、智慧管理为核心的数智化平台，建成数字化实验平台1个、远程实验31项。
③构建项目式创新场景：打造校赛遴选、省赛培育、国赛提升、国际大赛示范的递进式项目任务、过程、评价创新路径，2次登顶国际水下机器人大赛冠军、3次夺冠世界大学生水下机器人大赛。
图4 创新导向下的多学科交叉竞赛成效
（4）探索师-生-机协同育人模式，促进学生自主成长成才
图5 交叉师资队伍建设
①打造交叉师资队伍：国家级教学名师引领，打造以江学者、国家优青、2位校企联聘长江等企业导师为核心的跨学科师资队伍，并建成1个国家级虚拟教研室，获省部级优秀指导教师11人次。
②组建学生协作创新共同体：打造学生自主管理、学科交叉的科技社团3个，形成了“社团+团队+项目”创新模式和“传帮带”创新文化，E唯协会获全国小平科技创新团队。
③AI+助力师生学习共同体：打造创新实践教育大模型等专业AI教育平台2个，为学生量身定制个性化的学习方案和画像，师生基于系统生成的学习报告进行个性化复盘、过程监控与调控。
成果的创新点
本成果创建了以尊重学生个性特长发展、引导学生自主建构知识为特征的“四维自主”人才培养模式，聚焦学生自主设计成长路径、自主知识建构、自主能力提升和自主成长成才四个层次，通过智慧赋能教学，改革人才培养方案、课程体系、育人资源、创新实践平台及师-生-机协同育人模式，突破了以往“精英人才个性化自主发展”的局限，实现了“以教为主，学生被动接收”培养模式到“以学为主，学生参与设计”培养模式的转变，探索出了一条学生自主成长成才的有效途径。
（1）提出了“四维自主”培育模式和资源建设创新理念
充分尊重学生志趣，突破专业壁垒和时空界限，充分调动了学生的学习自主性，为学生自主成长成才提供机制保障。通过采用研讨式、项目式等教学方式方法，探索以助力学生“自主知识建构”的资源建设理念，有效支撑学生自主学习，助力学生个性发展，探索出一条“知识建构牵引”的育人资源建设创新理念。
（2）构建了科研、产业与专业“多元协同”的拔尖创新人才育人体系
针对传统实践与创新内容过度松耦合、衔接性不足，通过打造科研、产业与专业融合化的多元协同创新实践资源平台，与海信集团、普源精电等14家企业共建创新实践基地，校企共建、校际协同打造实际应用导向的拔尖创新人才育人体系，深入实践了学生沉浸式自主创新模式。通过政策激励和引导，学生的自主创新意识和成果获得感形成了良性互动。
（3）探索了“师-生-机协同育人”创新实践路经
突破按学科专业、学术方向组建教师和学生团队的模式，组建跨学科、跨界域、跨学校的协作创新体，师为智慧引导者和学习设计者，生为主动探究者和协同建构者，机为个性化支持者、认知伙伴和智慧化教学环境提供者，以人工智能赋能课程、教材、实验资源建设推进拔尖创新人才实践路径，形成动态互动、优势互补的共生关系。
数字化应用情况
图6 成果数字化应情况
在数字化实验平台建设方面，实现了实验数据采集辅助、问题解答、报告批改及课程运行报告分析等全流程功能，全方位提升实验教学效率与质量。AI赋能实践教学，通过硬件器材与测量仪器的数字化改造，构建起数字孪生实践创新环境，为教学数字化转型筑牢根基；其系统网络化则打造出校外远程互动、校内线上线下深度融合的跨时空自主学习场景，彻底打破传统教学的时空壁垒。
在人工智能赋能数智化教学方面，自主构建具有“人工智能+雷达大模型”的数智化教学体系。基于DeepSeek-R1大模型，通过高效微调技术构建了雷达技术数智教学系统，为电子信息类专业提供个性化、专业化的教学解决方案。通过智能化教学路径规划，构建从基础到前沿的递进式学习体系，有效解决雷达教学中理论抽象、知识体系庞大、个性化指导不足等问题。
在人工智能赋能创新实践方面，自主构建具有“人工智能+电子信息创新实践大模型”的数智化支撑平台，融入元器件知识、仪器设备、创新竞赛、创新项目、实验课程、实验项目等领域知识，实现从知识到实践的全链路AI创新教育。
在数智化建设推广方面，以中国教育技术协会教育仿真技术专业委员会副理事成员单位、教育部《实验教学数字化及个性化评价体系》共同体副主任成员单位身份，与黑龙江省数字经济研究会携手打造数字实验示范联合实验室，积极推动数字化教学领域协同发展。
成果的推广与应用
（一）成果丰富
①建成数智化课程9门，获国家级课程5门。
②出版教材/著作10部，全国教材建设二等奖1部，山东省自动化学会优秀教材一等奖1部。
③教学案例设计获奖5项（国家级4项）。
④打造双国家级实验示范中心联合平台1个。
⑤获批省部级教改项目22项，发表教改论文20余篇，其中北大核心期刊3篇。
⑥新增长江学者1人、校企联聘长江学者2人，教育部-华为“智能基座”栋梁之师等3人次。
⑦2次登顶国际水下机器人大赛冠军、3次夺冠世界大学生水下机器人大赛。
⑧本科生在CVPR等顶会发表5篇论文。
（二）受益面广
①成果厚植学生奉献国家情怀，有效提高了学生自主学习、自主创新、自主成长的能力，增强了学生服务电子信息+人工智能行业核心竞争力，专业一次性就业率保持在99%以上，用人单位对毕业生职业能力满意度为98.3%，涌现了以“深潜英雄”唐嘉陵、“宝钢优秀学生奖”石正源为代表的一大批优秀科技人才。
②近三年获省级以上奖500余项，2021至2024连续4年获大学生智能汽车竞赛国家一等奖，2024年嵌入式系统专题邀请赛（英特尔杯）获国家一等奖1项和二等奖1项，成绩全国第4。创新教育理念在北理、北航、武大等10余所高校中应用。
③E唯协会获全国小平科技创新团队，学校获全国首批深化创新创业教育改革示范高校，作为全国唯一高校2次获国际水下机器人竞赛冠军、3次夺冠世界大学生水下机器人大赛。
图7 一流师资、一流课程及优秀教材
（三）影响力大
①山东大学与山大地纬公司联合打造智能制造行业大模型，依托山东省民生服务人工智能应用重点实验室推动新兴人工智能技术在各行业的推广和应用。《机器视觉感知与智能识别虚拟仿真实验》作为国家一流本科课程，为国内11所高校提供共享资源；《人工智能技术基础与应用》优秀教材被16所高校推广使用，获得行业高度认可。国家优青贲晛烨教授、长江学者张伟教授、国家万人计划赵春晖教授受邀作人工智能主题报告60余场，受到社会各界好评。
②近五年，改革吸引了乌克兰哈尔科夫国立大学等国内外60余所高校来校交流。精品资源被中国科学技术大学等23所双一流高校、及德国不伦瑞克大学等90所高校学生使用，得到院士、国家名师等高度评价。成果在高教出版社与省“国家精品在线开放课程与精品教材建设经验交流会”、东北五校电子信息类专业建设会议等活动中作报告。
③承办国家级实验教学示范中心联席会电子学科组工作年会暨成立二十周年大会，来自清华大学、北京航空航天大学等全国77所高校的国家级实验教学示范中心、电子类实验教学中心以及34家企业的专家学者围绕“互联网+教育”“AI+教育”“AI素养培育”等热点主题进行深入交流。成果分享了智慧实验室和创新实践教育改革新经验，受到同行好评。
④新闻联播、人民日报、央广网、中国青年报等国家级媒体报道第22届国际水下机器人竞赛哈工程蝉联冠军，打破欧美高校垄断，央视网、新华网等报道学生榜样。黑龙江日报龙头新闻专题报道：“智能+”背景下，未来人才从虚拟教研室走出。学习强国点赞哈工程端出热乎乎、有情义的“金课”，报道成果的国家级虚拟教研室、课程思政建设，形成了强烈的辐射示范效应。
图9 人工智能赋能高等教育经验推广
图10 学生竞赛公开报道