案例类别：人工智能+专业课程

课程名称：新型太阳能电池材料与器件  适用专业：新能源科学与工程

开课学院：理学院              主讲教师：黄增光、尹海鹏

技术类型：知识图谱

应用场景：新型硅基高效太阳电池器件建模

案例简介

依托江苏海洋大学清洁能源产业学院、江苏省一流专业、江苏省一流课程、江苏省产教融合型一流课程，联合晶澳（扬州）太阳能和连云港神舟新能源，以江苏省光伏产业发展急需为牵引，重点围绕太阳能电池材料与器件设计方法、生产工艺和企业案例，在产教融合型教学团队、课程目标、课程内容、教学资源、教学评价等方面持续进行深度合作，搭建了基于人工智能的可视化《新型太阳能电池材料与器件》课程框架，建立了知识图谱、问题图谱和能力图谱三层逻辑结构，明晰课程的知识点以及各知识点之间的逻辑关系和相互作用联系，形成了完整的知识点关系网络结构和课程资源图谱。

一、背景

阐述传统方法的局限性，说明人工智能引入的必要性，并明确人工智能解决的核心痛点及预期目标，强调人工智能技术对学科领域问题的针对性突破。

二、案例实施情况

搭建了可视化《新型太阳能电池材料与器件》课程框架，明晰课程的知识点以及各知识点之间的逻辑关系和相互作用联系，建立知识点关系网络结构和课程资源。

1.智能备课：针对项目式教学改革，通过不同项目案例对应知识点之间的不同组合，实现智能备课，提升备课效率，将教师从繁重的备课任务中解脱出来。

2.教学设计：针对不同的教学形式，如项目式、案例式或翻转课堂，进行不同的教学设计，实现一键生成教学设计案例。

3.教学资源：对现有的教材、SPOC视频、微课视频、课堂实录、试题库、案例库等教学资源进行知识点关联，形成具有逻辑结构的教学资源库。

4.个性化学习：通过不同理论、项目、案例的梳理和设置，实现对理论学习、企业实际工艺锻炼、虚拟仿真、企业技术改进项目案例等不同的学习路径，学生可以根据自己的学习兴趣和特长自主选择，实现个性化培养。

5.教学质量提升：通过可视化教学和个性化学习路径，激发学生进一步探索动力和兴趣，提升学生的课程知识、解决问题的能力以及高阶素养，真正实现教学质量的提升。

三、案例创新突破

（一）在光伏类课程中首次引入了知识图谱教学方法，将新型太阳能电池材料与器件课程的知识点进行可视化、明细化和网络化处理，使学生更加直观地学习。

（二）实现了教案和课程设计的一键生成，并能实时掌握学生的学习进度和动态。

四、推广价值

该案例已经实施一个周期，针对新能源科学与工程专业80名学生开展知识图谱教学活动，累计学生访问次数45813次，累计互动数718次，累计发布线上任务24次，布置作业8次。形成一套完整的具有知识图谱、问题图谱和能力图谱三层逻辑结构的课程图谱，该案例可推广至国内类似专业如新能源科学与工程、新能源材料与器件等。

五、其他相关情况

案例相关数字资料见附图