近日，由天津大学地球系统科学学院狄崇利副教授、董建志教授共同主讲的《地学数学基础》AI课程正式发布，并同步上线清华大学学堂在线AI课程平台与校内智慧教学平台。课程围绕地学数据处理、模拟和应用三大主线，系统讲授地球科学研究中的数学基础理论与方法，涵盖统计分析、时间序列分析、优化模型、不确定性分析及人工智能算法等核心内容。
跨学科融合，重塑地学数学基础
在教学设计上，课程创新构建“知识讲授—案例应用—软件实操”闭环教学模式，实现理论与实践的无缝衔接。每节课程均结合具体案例与软件操作训练，有效推动学生从“听得懂”向“用得好”的能力跃升。
课程提出“复杂系统建模—人工智能算法—地球科学应用”三位一体课程体系，配套建设“一课一码”代码库与地学案例库，逐步培养学生从数据分析到系统建模再到创新研究的综合能力。通过“科研反哺教学”，引入气候变化、水资源演变等前沿科研案例，引导学生从复现经典模型走向算法改进与原创模型构建。
技术赋能：RAG技术+多维图谱，打造数字知识宝库
《地学数学基础》课程构建了“理论筑基—AI赋能—实战驱动”的新型教学范式。课程团队联合清华大学学堂在线平台，整合教材、课件、案例与前沿科研资料，构建了包含163份教学资源、超361万字符的课程知识库，并生成8344个知识点切片，为AI模型训练与智能教学应用提供了坚实基础。依托RAG（检索增强生成）技术，构建课程专属增强模型，实现教学内容的精准检索与深度拓展。
在AI课程建设过程中，课程建立了5级、163个知识点的知识图谱体系，并同步建立了能力图谱、问题图谱等。同时，为了落实立德树人根本任务，课程将家国情怀、责任担当、科学伦理、生态文明等思政元素融入其中，形成全方位的“素质图谱体系”， 为教学决策与课程持续优化提供数据支撑。
智慧教学：“24小时AI智能学伴”重塑学习体验
人工智能的深度融入，使课程的教与学体验全面升级。
对教师而言，AI技术深度嵌入备课全过程，可智能生成教学案例、知识解析及课程思政设计，大幅提升备课效率与教学质量。对学生而言，“24小时AI智能学伴” 打破时间与空间限制，无论是课前预习、课堂解惑还是课后复习，学生随时可唤醒专属智能学伴，获取针对性解答与个性化资源。AI系统还能根据学生的学习轨迹与知识掌握程度，动态推荐拓展资料，激发学生探索未知的兴趣。
据统计，该AI课程在校内运行仅1个学期，学生累计使用1151人次，授课学生使用率100%，系统自动生成的“学生综合画像”与“个人画像”，可帮助教师实时洞察学情，真正做到了因材施教。
下一步，天津大学《地学数学基础》课程团队将继续深耕细作，持续深化AI技术与地学数学基础的融合，不断优化教学内容与方法，提升课程的质量。同时，团队也将积极分享教学经验，与各方携手共建完善的AI教育新生态，为培养更多兼具专业素养与创新思维的高层次复合型人才贡献天大力量！
