——以同济土木工程学科研发CivilGPT为例
同济大学深入学习贯彻习近平总书记关于教育的重要论述和关于数字中国的重要指示精神，落实国家教育数字化战略行动，把握人工智能作为新一轮科技革命和产业变革重要驱动力量的战略机遇，主动对接“新一代人工智能”国家战略。学校坚持以数智化、绿色化、融合化“三化转型”引领创新发展，全面推进工程智能（AI for Engineering，AI4E）在传统工科领域的垂直应用，通过AI4E赋能新工科建设，培养掌握数智思维、熟悉AI科研范式、适应未来发展的复合型拔尖创新人才。土木工程学科通过将土木工程与知识工程交叉融合，自主研发了学科知识大模型，基于知识图谱打造个性化学习路径，创新“师-生-机”新型教学模式，在推动传统工科数字化转型方面探索形成了具有示范意义的建设经验，为推动传统工科教育新升级提供了“同济方案”。
研发知识垂域大模型，引领智能教育新模式。随着信息技术的飞速发展，土木工程教育面临知识体系复杂、教学资源短缺、个性化学习需求难以满足等多重挑战。传统教学模式在跨学科知识获取和个体学生差异关注方面存在明显不足，导致教育成果与行业需求脱节。以《工程结构抗震》课程为例，经典内容占据主导，新型抗震技术研究与应用案例缺乏，学生难以掌握前沿技术。学校深刻认识到教育数字化转型的紧迫性和重要性，明确了以智能化、数字化手段推动传统工科改革的方向。为应对上述挑战，土木工程学科依托百年学科积淀和“双一流”学科培养方案，自主研发了土木工程知识大模型CivilGPT。CivilGPT集成了44门专业课程、超过50万页的专业语料、2600余本课程教材及规范，以及7万道考试题目，通过70亿token的数据集和720亿参数的模型训练，实现了对土木工程领域复杂知识体系的精准理解和高效推理。CivilGPT采用基于同济大学自主构建的土木工程专业知识图谱增强的混合架构，包括11000多个知识点和13000余条关系，能够智能定位薄弱知识点，为学生推荐个性化学习路径。同时，CivilGPT打破了学科边界，融合了交通、环境、力学、材料等多个工程领域知识，有助于学生应对跨学科工程问题。
变革传统教学旧关系，实现人才培养智慧化。CivilGPT通过全天候答疑、自测和智能体工具，为土木工程教育打造了新型个性化学习模式。模型能够根据学生的学习进度和知识盲点，自动生成个性化学习方案、错题本和学习卡，极大提高了学生的学习效率，减轻了教师的个性化辅导负担。CivilGPT通过整合大规模知识库和深度学习技术，颠覆了传统的“师生”教学关系，构建了“师-生-机”协同互动的新型教学模式。CivilGPT可以实时回答学生提问，提供与课程内容相关的实例和解释，提供个性化学习路径推荐和专业规范查询。这一系列创新使教学不再局限于课堂，让学生可以在任何时间、任何地点通过AI助教获得学习资源，增强了自主学习的灵活性、针对性和有效性，使学生能够在复杂的学习环境中保持高效的学习动力，更加自如地应对复杂的学科内容与实践任务，真正实现了因材施教。通过实时反馈和智能化的自测系统，教学过程中的学生个体差异得到了精细化管理和针对性指导，教学质量显著提升。CivilGPT还能为工程实践活动提供强有力的支持。通过提供专业的工程规范查询、结构计算和咨询支持，CivilGPT成为工程师的重要智能助手，极大提升了工程项目中的问题解决效率。同时，通过自主建立的评测标准Civil-Bench进行模型能力的评估，结果显示CivilGPT在土木工程领域的实际应用表现远超其他通用大模型，成为产教融合与科研实践结合的创新典范。
推动工科教育新升级，促进相关产业现代化。CivilGPT的成功应用，不仅提升了土木工程等传统工科专业的教学质量，而且对国内工科教育发展和卓越工程人才培养起到了积极的示范作用。通过整合线上与线下的教学资源，CivilGPT正在为土木工程领域培养出与时代需求相匹配的高水平人才，为相关产业现代化提供了有力支撑。CivilGPT为学生提供的多样化学习模式，包括在线学习、混合式学习和项目式学习等，不仅提高了学生的学习兴趣和学习效率，也提高了他们将理论知识与实际工程相结合的综合素质，增强了他们在实际工程项目中的实践操作能力。CivilGPT的探索实践表明，人工智能赋能传统工科转型是推进高等教育数字化创新的重要路径。学校其他工科正在积极把握通用大模型、垂域专业模型和知识大模型带来的机遇，探索传统学科知识和能力体系面向未来发展的数智化转型路径，以同济实践打造AI赋能工科发展的新模式，创新“新工科”建设的同济方案。