本成果始于2017年7月，当月国务院出台《新一代人工智能发展规划》推动建立包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。本成果以“课程定制 AI大模型提升材料专业能力，全网通用AI大模型激活交叉创新”为核心理念，基于2017年AI架构革命并在2022年爆发的生成式人工智能大模型技术，在国内率先构建了“AI双模协同”的材料专业智能教学生态。

本成果突破传统“学科中心”与“知识本位”局限，建立“AI 双模驱动-分层赋能-跨域共生”育人新范式，实现知识建构动态化、能力培养阶梯化、育人生态跨界化。成绩斐然，育人理念辐射全国，获得省部级及以上教学奖励 120 项 （国家级 18 项）：3 门课程入选国家级一流本科课程，教师入选全国高校黄大年式教师团队成员；本科生获得省部级及以上创新创业奖励100余项。 

本成果实现以下革新：

（1）材料知识体系重构方面，建立匹配科技前沿的智能演化生态。定制AI大模型深度融合材料专业核心课程，协同通用AI大模型，基于2万余本电子书、1600万篇论文语料进行知识蒸馏，实现课程知识点的智能解析及其与4千万个知识点的互联及与科技前沿的多模态映射，将教学与材料前沿的匹配周期由6个月缩短为24小时。 

（2）材料高阶能力培养革新方面，创建AI双模协同的阶梯式提升生态。构建“知识图谱-问题图谱-能力图谱”三级进阶体系，定制AI大模型精准分析学生学习行为数据，规划个性化能力提升路径；与通用AI大模型协同，显著提升学生的学习效果和专业能力。 

（3）材料A+学科辐射方面，打造“材料+”跨域协同的创新素质培养生态。通过AI双模型构建学科交叉知识枢纽，建立“知识锚点-需求解析-创新转化”三级赋能体系；打破学科壁垒，促进材料与医学、计算机、机械等多学科交叉融合。

本成果解决的关键教学问题如下： 

（1）材料知识体系碎片化与科技前沿失配问题 

传统教学模式难以整合形成多模态知识图谱，且无法实时匹配材料科技前沿；通用大模型虽知识面广，但缺乏材料专业知识的深度解构能力，导致学生知识架构松散、与学科前沿脱节。 

（2）材料高阶能力培养与个性化指导缺失问题 

传统教学模式缺乏系统性的材料知识构建、深度思考引导与精准能力目标设定，也缺乏精准诊断学生认知盲区的手段，难以提供针对性指导，制约了学生材料专业高阶能力的发展。 

（3）材料A+学科辐射效能与跨域协同平台缺位问题 

传统教学模式未能有效转化前沿科技成果为学科交叉教学资源，导致学生进入AI+材料、医工交叉等新质生产力领域实现职业发展的素质不足。