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沉浸式学习体验助学生掌握实验窍门

科大工学院团队荣获QS全球教学创新大奖银奖

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科大工学院机械及航空航天工程学系副系主任及副教授李建邦教授(左)及博士生朴廷镇(右)带领的团队,开发人工智能驱动的扩增实境平台,通过虚拟实验为学生提供沉浸式学习体验,让他们深入掌握机械及航空航天工程的重要概念和理论。
科大工学院机械及航空航天工程学系副系主任及副教授李建邦教授(左)及博士生朴廷镇(右)带领的团队,开发人工智能驱动的扩增实境平台,通过虚拟实验为学生提供沉浸式学习体验,让他们深入掌握机械及航空航天工程的重要概念和理论。 [Download Photo]
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香港科技大学(科大)工学院机械及航空航天工程学系副系主任及副教授李建邦教授博士生朴廷镇带领的团队,开发了一个人工智能(AI)驱动的增强现实平台。该平台通过虚拟实验为学生提供沉浸式学习体验,让他们能够自主进行实验练习,深入掌握机械及航空航天工程的重要概念和理论。此创新方案早前于被誉为教育界「奥斯卡」的2025年QS全球教学创新大奖中,荣获「沉浸式体验学习」组别银奖。

在机械及航空航天工程领域,包括研究飞行器气动力学的风洞测试,通常需要大型专业设备才能完成。为了让学生更容易接触这类实验,科大团队以三维扫描技术将校内风洞实验室进行数码重建,建立了以AI驱动的扩增实境实验室,并采用数字孪生技术来提升实物与虚拟模型之间的虚实交互体验,令学生仿如置身实验场景中。学生只需使用智能手机或平板电脑,毋须任何专业设备,即可随时进行虚拟风洞实验。

平台内置的AI导师功能可为学生提供个性化指导,引导他们逐步完成实验,确保学生充分理解实验的设置程序和背后理论;系统另设有互动问答,以助深化学习成效。平台不但为学生提供灵活实验课前预习,提升他们的学习信心,更可生成学习报告,供授课老师了解学生的常见错误和术语使用情况,以提供适切指导。自2023年起,此平台已率先于机械及航空航天工程学系多个课堂中试行,每年约有100名学生使用。

李建邦教授对获颁国际奖项深表荣幸,认为是对团队工作的肯定。他表示:「此创新平台革新了传统实验课堂,将重心从基础知识的传授及例行作练习,转向为更互动性的实验探索和讨论,不仅有助提升教学质素,亦为学生提供创新学习工具,可使用各种虚拟大型专业设备进行实验。目前,我们已与多间本地专上院校合作,建立了不同类型的虚拟实验,冀日后能扩展至业界,加强其在不同行业安全及维护培训的应用。」

此外,团队正与其他本地大学合作,建立更多不同的机械及航天航空工程相关虚拟实验,并扩展应用于法医病理学、物理治疗、语音学研究领域的实验。这个跨院校协作项目获大学教育资助委员会科教创新基金支持,通过创新科技推进教学革新和丰富学习体验。由博士生朴廷镇创立的初创企业「VisionARi」亦计划将技术应用于中小学的STEM教学,将沉浸式学习体验推广至不同年级的教与学。

QS全球教学创新大奖旨在表彰提高学习成果、就业能力以及可持续发展的开创性教学方法。今届大奖吸引来自21个组别,逾1,600个项目参赛,由逾1,300名国际评审及50多位全球专家组成的评审团严谨甄选出得奖项目。科大项目能脱颖而出,不但展示了团队的创新性,更充分展现了大学在推动人工智能赋能教与学的努力和国际影响力。

关于香港科技大学
香港科技大学(科大)(https://www.hkust.edu.hk/)是国际知名的大学,致力推动创新教学、卓越研究及具影响力的知识转移。科大着重为学生提供全面及跨学科的教学,于《2026年 QS 亚洲大学排名》中排行第六,《泰晤士高等教育全球年轻大学排名榜2024》中排行第三,并在《泰晤士高等教育大学影响力排名2025》中全球排第19、全港第一。另有13个科目跻身《2025年QS世界大学学科排名》全球50强,其中数据科学及人工智能学科全球排名第17位,蝉联本地大学之冠。此外,科大在全球大学就业能力排名中,一直位处全球首30名以内,反映毕业生极具竞争力。在研究及创业创新方面,逾八成的科大研究,于香港的大学教育资助委员会最新的「2020研究评审工作」被评为「国际卓越」或「世界领先」水平。截至2025年7月,科大成员共创立了逾1,900间至今活跃的初创公司,当中包括10间独角兽企业和17间成功退场的公司(上市集资或被并购)。

(原文由香港科技大学环球事务及传讯处在此发布。)