摘要： 从教十四年来，上海海事大学副教授张琴凝练出一套自己的育人思路——AI智融、港航智控、以问为舵、向海图强。
临港的十月，海风把云压得很低。上海海事大学物流工程学院534实验室里，阳光穿过窗棂，落在胶布铺就的模拟赛场上，切割出明暗光影。轮式机器人来回穿梭，一位学生正熟练操控设备，抓取红球、分拣字母块，再逐一送入“仓库”指定格间。
“一球漏抓，一球滑落，你觉得问题出在哪？”张琴没有直接给答案，而是让学生自己建一条故障链：现象是什么？可能原因有哪些？先排除什么？证据是什么？“机器人出故障的时候，可能才是你真正开始学习的时候。”她常告诫学生。
中国机器人大赛进入倒计时，一有空，张琴就和学生泡在实验室，一遍遍调校结构参数、打磨算法模型。从2020年起，她和团队连续征战中国机器人大赛，拿过全国亚军。“工程教育的成色，要在真实问题里检验。”她说，“一年备赛期间，学生从对象建模、机械设计到机器人研发、现场调试，在实战里真正理解工程。”
张琴的研究方向是波浪补偿控制和海洋运维机器人。从教十四年来，她凝练出一套自己的育人思路——AI智融、港航智控、以问为舵、向海图强。这十四年，她一直在追问：从“怎么上好一堂课”到“如何让学生真正学会”，一次次蹚进教学创新“深水区”。面对AI时代个性化教学的难题，她设计追问智能体群，探索“千人千径”成长路径。“AI能给你答案，却无法替代理解。面对港航真实问题，我们需要培养学生敢追问、善求证、能创新的工程思维。”
张琴（右）指导学生解决机器人视觉问题，该项目获2026年中国机器人大赛一等奖。
两届教创赛，一场持续追问
张琴本科就读于浙江大学自动化专业，直博主攻控制理论与控制工程。2012年博士毕业后，她入职上海海事大学任教。
2021年，张琴站上首届全国高校教师教学创新大赛新工科赛道的讲台，带着《自动化仪表与过程控制》这门上了近十年的课，摘得全国二等奖。2026年，第六届教创赛新增人工智能赛道，她二度出征，再获二等奖。
两届大赛，相隔六年，对张琴而言，却是一场持续发生的教学自我革命。首届教创赛，张琴想的是“怎么教好”，新工科重在对接实践、应用与科研，她尝试混合式教学、项目化学习，把无人车“开进”课堂，让学生在舵机调试、差速转向实操中读懂PID控制原理。
她更把大国重器蛟龙号背后的传感、建模、位置控制拆解开来讲给学生听，载人深潜自主创新、攻坚克难的精神火种，也在学生心中悄然点燃。张琴把工程案例、产业实践与课程思政融入课堂，但也清楚，这些创新还停留在教学内容与课堂组织方式上。
2022年，她引入AI赋能教学，获首届省级示范课程，并入选全国数字素养典型案例。持续的AI教学实践，也为二次备战教创赛打下根基。到2026年，张琴的重心从“教师如何教”转向“学生怎么学”。9个月备赛期间，她电脑里留存了4651个教学文件，记录下这场教学革新的思考。
“这门课向前承接自控原理，向后支撑智能控制等课程，兼具硬件检测与软件控制双重内容。”她解释，近几年港航智能装备与AI智控算法加速迭代，传统课堂面临“软硬件迭代快、课程内容同步慢，港航工况深、课堂场景浅，学生差异大、个性教学难”三重痛点。
如何破题？张琴重构课程内容，设计岸上 AGV小车运货、岸边桥吊防摆控制、水下潜水器姿态控制等案例，串联起“检测-建模-控制-执行”整个工程链。并将“静动态双知识库”“AI追问谱系”等创新理念拆解重组，转化为可视化、可落地、可核验的图文视频教学成果，搭建起教学创新体系，根据学生学情形成差异化学习路径。
她对“以学生为中心”有了更深理解：教师要看见每个学生的知识点卡在哪里，引导他们驶向属于自己的正确航道。
2026年，第六届教创赛新增人工智能赛道，张琴再获二等奖。
追问智能体，走出千人千径
教学创新，最终要回应真实课堂的难题。张琴发现，面对工程开放问题，不少学生习惯直接用AI搜答案，可一搜就“懂”，一追问就露馅，缺少独立探究与求证能力。她的解法是：让AI只追问、不代答。一套追问谱系驱动的智能体群，由此走进课堂。
“想让追问分层、精准，先得有一套底层框架。”她搭建三维追问谱系——横轴是课程工程链，纵轴对应学生四种学习风格，深度轴为感知、推理、决策三阶工程学习，内设374个追问节点。
追问智能体群建立在静动态双知识库上：静态库收纳87部经典教材与专业资料，拆解成9万余条语义块；动态库由AI每周抓取港航智控前沿技术，经教师审核后滚动入库。在此之上，诊断、追问、评价、补学四大智能体协同运转：Kolb学习风格测评先给学生“画像”，再结合答题测试定位知识薄弱点；追问智能体发起递进式提问；评价智能体根据学生回答评分；补学智能体给不达标同学推送补学资源。AI+虚拟仿真平台进一步巩固所学和验证方案。
“AI承担高频学情诊断、全程追问、学习留痕等重复性工作，教师则负责系统优化、教学方向把控、工程工况校准、价值引领。”张琴说，针对同一工程任务，系统根据学生的知识储备与学习能力，生成专属追问路径，实现“千人千径”的个性化学习模式，教学评价也从“唯标准答案”转向“重探究过程”。
不少学生也参与到教学工具的迭代，学生李德东为追问智能体开发前测、后测与题库模块，如今成功保研华东理工大学，真正做到教学相长。“学生从依赖AI生成代码，逐渐养成发现问题、批判质疑、寻找证据、系统分析、工程决策的能力，这才是AI时代工科生的核心竞争力。”
追问智能体已累计应用3000余人次，正在申请两项发明专利。全国劳模黄华在洋山港试用后认为，该系统同样适用于员工培训。
“当 AI 给出答案，不妨问一声，依据是什么？当实验得到一条漂亮的曲线，不妨再问一句，真实工况下还成立吗？”在张琴看来，科研和育人的本质都是“追问”，教师不直接给答案，而是陪着学生把问题追问到底。
课堂连港口，打通教学、科研、竞赛育人链
课堂、机器人调试间、实验室，是张琴日复一日的三点一线。她的办公室就在偌大的实验室里，这里更像一个工程车间，里面摆放着各种实验装置，只见她启动振动台，台面随之升降摆动，模拟出海上风浪的扰动工况。“我们在上面开展海上吊机抗扰动、运动补偿控制等科研试验。”她的研究涉及传感检测、建模、控制、执行与故障诊断全流程。这条科研链，被张琴转化为教学链——科研提出问题，课堂传授方法，科创完成验证，产业场景再检验学生的能力。
在张琴眼中，科研、教学、竞赛是同一个育人平台。她打通课堂、实验与产业现场，让学生在虚实交融的环境下接受完整工程训练。“教学要有专业高度，必须有科研底座。”她所在团队研发的复杂海况装备运动与补偿控制系统，构建“运动感知-状态预测-智能补偿-安全控制”一体化技术体系。相关成果持续转化为机器人研发、学生科创和工程实践项目，协同推进科研创新与人才培养。
“科研最大的育人价值，是让学生经历一次真正的‘未知’。”她指出，科研真问题化为课堂真任务，产业难题变成学生科创题目。教学同时反哺科研，学生课堂学习、项目实操中提出的疑问、遇到的异常现象，成为新的研究线索，三者互为土壤、彼此滋养。
教科赛融合育人模式，让学生走出课堂，走进物流园区和千企百港，投身机器人研发实践，在各类学科竞赛中斩获佳绩。一批学生从科创走向科研，继续攻读机器人方向研究生，邵鑫浩便是其中之一。
为将大国重器带进课堂，张琴专门研读过蛟龙号副总设计师崔维成的专著《潜水器技术与应用》。邵同学在其指导下研发助老服务机器人，拿下机器人大赛亚军。2025年他推免直博，进入西湖大学崔维成领衔的团队，研究第四代仿生潜水器。当年张琴讲过的蛟龙号，最终载着学生驶入深海科研一线。至今，她仍记得赛场那一幕：邵鑫浩跑来和她击掌，高喊“我们拿了满分，能进前三！”“这是我作为老师最幸福的时刻，”她说，教育最动人的价值，是让学生发现那个未曾看见的自己。
“我喜欢教书，也热爱工科，动手能力还算不错。”她回忆，刚当老师那会儿自己像一叶孤舟，经过8年沉淀才收获教学成果。直到2020年找到了科研方向，这段路孤独而漫长。“教师先要上好课，把学生教好，再慢慢成为领航者。”她获评2022-2024年度上海市三八红旗手，希望自己的心路历程，能给年轻教师一点鼓励和启发。
“上海正在建设国际航运中心，急需懂工况、擅诊断、能驾驭AI的港航人才。”她说，教师不必替学生决定方向，而是引导他们在追问中观察，在求证中思考，在工程实践中学会担当。
最近，中国机器人大赛传来喜讯——张琴团队收获两个一等奖、一个二等奖、一个三等奖，刷新学校最好战绩。534实验室里，参赛机器人正在向新生展示，不少人凑过来问，怎么报名。2027年大赛招新，开始了。