AI 时代的力学人才培养——杨卫、胡海岩、高华健、郭旭院士访谈实录

编者案：人工智能正深刻重塑力学研究范式与学科育人体系。2026 年 5 月 30 日，教育部力学领域“101 计划”建设成果发布会于杭州举办。会议设置“AI 时代的力学人才培养” 圆桌论坛，提前向参会嘉宾征集了他们所关注的 70 余个问题，由主持人李俊峰教授凝练后，按主题依次向杨卫、胡海岩、高华健、郭旭四位院士展开提问，各位院士围绕主题分享专业见解，从多元视角输出兼具学科前瞻格局与实践指导意义的思考。现将四位院士现场论述整理成四篇独立文章刊发，供全国力学教育从业者、青年科研工作者研读参考，助力推动力学领域“101 计划”建设提质、增效、创新、拓围，探索构建契合人工智能发展趋势的高质量力学人才培养体系。

进入人工智能（artificial intelligence，AI）时代，强化力学基础教育的必要性正变得愈发迫切。 

第一，从知识结构来看，AI 时代各类知识逐步走向数字化、智能化。而力学学科能够串联海量知识，衔接工程技术与基础学科内容，知识覆盖面广，十分契合数字化发展趋势。 

第二，从学科本质来讲，力学立足机理研究，致力于挖掘不同学科发展共通的内在规律，在跨学科海量数据不断融合、数理研究深度结合的行业发展阶段，力学的价值进一步凸显。 

第三，站在更高的认知层面，也就是道的层面，力学能够从原理上解释深度学习的底层逻辑。 

综合以上维度，各行各业对力学专业人才的需求在潜移默化中持续上涨。目前国内各高校力学专业报考人数相比往年明显增多。以北京大学为例，今年力学本科招生规模达到一百五六十人，这样的招生规模在过去难以实现。 

可以明确，AI环境下，力学的重要性持续提升，夯实力学基础教育迫在眉睫。

今天，主持人李俊峰教授准备了4个问题，给我出的题目是：如何建设适应AI时代的力学课程体系和教材体系。这个问题非常简短，但颇有难度。我刚才把这个问题交给两个主流大语言模型，它们的回答可大致归纳为两个逻辑。一是“Mechanics + AI”，侧重拓展教学内容；二是“AI for Mechanics”，侧重AI的工具化应用。

我认为，这样的回答尚流于问题表面，未触及AI时代力学教育改革的本质。根据教育部力学领域“101计划”项目建设所奠定的基础，我们应该思考力学教育的更长远发展问题，开展前瞻性探索、系统性优化，打造适配AI时代、贴合力学学科特质、聚焦力学人才培养的课程体系和教材体系。下面，我谈几点个人见解。

1.培养目标

为了回答主持人提出的问题，我们先要研究AI时代的力学人才培养目标，明确“培养什么样的人”这个根本问题。AI的飞速发展，正在重塑学术界和工程界对力学人才的需求结构。许多传统的力学建模、计算和分析工作，将被人工智能高效替代。基于这个判断，力学教育需要面向精英化需求，培养能够深耕力学基础、开辟前沿领域、拓展交叉学科的力学精英人才。

关于力学精英人才的核心素养，我想用“登山”比喻来阐释。攀登泰山，我们可以走阶梯、坐缆车，甚至搭乘直升机快速登顶，省时省力、轻松抵达。但依靠工具登顶的人，只是观光者，绝非登山者。真正的登山者，不是借助工具走现成的路，而是能够在无路可走的地方，开辟道路、实现登顶。若是攀登珠穆朗玛峰，更需要攻坚克难、突破险阻。唯有敢于开拓、善于突破、拥有独立思考能力和长期攻坚毅力的人，才能完成极致挑战。

AI可视为新时代学习和研究力学的“缆车”或“直升机”。它可帮助学生快速完成知识检索、模型建立、仿真计算、结果整理等工作，但会弱化学生的独立思考能力和长期攻坚毅力。因此，我们的核心培养目标，是培育超越我们这一代、思维更敏锐、能力更全面，能够在力学学科及其交叉学科的无人区开辟新方向、探索新机理、破解新难题的力学家，这是AI时代力学教育改革的基本方向。

培养力学精英人才，应遵循的基本教育规律是因材施教。AI智能时代，学生的综合素养会发生巨大变化。因此，从课程建设到教材建设，再到考试评价都需要进行综合设计和改革。

2.课程体系

AI的发展和普及，为实施因材施教提供了绝佳支撑，可使我们根据学生的知识基础、学习能力、特殊潜质，建立贯通融合的课程体系，使他们在教师和AI的引导下，选择最适合自己的学习途径来成长。在这方面，我谈三项可能的改革。

第一是夯实数理基础。力学的主要使命是探寻自然和工程中的客观规律，而扎实的数理功底是学习和研究力学的根基。目前，学生夯实数理基础的学时非常有限。随着AI助力基础教育，我们有望破解这个难题。以数学为例，未来高中生可望掌握初等微积分、线性代数等知识，本科生的数学知识将实现晋级。在这样的态势下，我们不仅要引导学生打好概率与数理统计、数值优化等与AI密切相关的数学基础，更应该引导他们学习拓扑学、微分几何、李群和李代数等高端数学课程，提升空间想象力和逻辑思辨力，进而提升科学素养。

第二是推进纵向贯通。在已有的力学课程体系内部，打破传统课程的壁垒，将不同历史时期形成的经典课程进行贯通。例如，将材料力学、弹性力学、塑性力学、有限元方法等课程整合为固体力学贯通课。借助AI建立知识图谱、学科关联网络等，打通原来几门课之间的壁垒，引导学生自主学习并建立逻辑体系，大幅提升自主学习、融会贯通力学二级学科的能力。

第三是拓展横向融合。一方面，强化力学各二级学科的融合。例如，对于学术门槛较高的流固耦合力学，可依托AI技术大幅降低学习门槛，让具备结构力学扎实基础的学生快速学习流体力学，或让擅长流体力学的学生快速学习结构力学，进入流固耦合力学领域开展研究。另一方面，强化力学与材料、能源、信息、生命等领域的跨界融合，依托AI的建模分析能力、数据处理和显示能力，助力学生跨越学科边界，培养交叉创新思维。

3.教材建设

根据因材施教的育人理念，我国高校长期以来形成的“基于一本教材的教学模式”，已无法适配力学精英人才的个性化培养需求。目前，西方国家的一流大学大多不指定教科书，而是由教师根据教学目标、学科发展、个人特长，提供基础性、前沿性的活页素材、文献资料，引导学生通过大量阅读、自行思考、反复试错来构建认知框架，梳理知识体系，主动走向学科前沿。

依托AI技术，我们可以重塑力学教材体系，打造个性化、动态化、开放式的新形态教材。AI技术的普及，让个性化教材模式的落地成为可能。我的同事、北京理工大学万超副教授已开始探索建设个性化的《理论力学》教材。借助AI赋能，我们可以打破传统教材的局限，实现教材体系的动态化、个性化、多元化重构。AI可以基于课程内容的内在逻辑，针对每个学生的现有基础、学习特点、发展方向，生成学生–计算机–教师的最佳交互策略，定制差异化的学习路径、知识组合和拓展素材，实现“一人一策”的个性化教材体系。

因此，未来的力学教材将不再是静态、固定、统一的书本内容，而是动态更新、可适配、可组合、可拓展的活态知识体系。通过AI赋能，引导学生摆脱“基于一本教材的学习模式”，主动整合知识、研读文献、寻找前沿、构建体系，真正培养学生的自主学习能力、创新思维和科研素养，适配AI时代力学精英人才的培养需求。

4.考试评价

在可预见的未来，考试评价仍将是我国力学教学的“指挥棒”。课程改革、教材创新的成效，往往取决于考试评价。为了适配AI时代的力学精英教育，我们必须摒弃传统的考试评价方式，进而改变长期以来形成的“死记硬背、机械计算、刷题应试”学习模式。

如果上述重塑的力学课程体系和教材体系能体现因材施教，那么考试评价必须体现“因材施考”。对于力学精英人才教育，我主张推行面试为主、笔试为辅的考核方式。教师可在AI帮助下，通过面试考查学生的独立思考能力、知识内化程度、机理探究思维和创新攻坚潜力，甄别学生掌握的是灵活运用的“活知识”，还是机械记忆的“死知识”。教师还可依托AI进行学情数据分析、学习过程溯源，结合面对面的深度考察，真正实现因材施考，精准评价。例如，许多高校的力学专业设在航空航天学院，学生关注无人机技术发展。若在面试中询问，把大疆的消费级无人机放大100倍或缩小到1/100会有什么样的力学问题？如何研究这些力学问题？从定性分析到定量分析追问，即可甄别学生的学习成效，发现他们的研究潜力。

综上所述，AI时代需要我们因材施教，培养力学精英人才。目前，AI已为因材施教提供了强大技术支撑，可望帮助我们重塑课程体系、教材体系、考试评价体系，让中国力学教育走向世界一流。