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知识图谱赋能课程教学数字化——安阳工学院积极探索《微生物学》课程数字化转型新路径

大河报·豫视频记者高志强通讯员刘玉玲张元臣

在教育数字化与人工智能深度融入高等教育的背景下,如何以新技术推动课堂教学变革、提升人才培养质量,成为高校教学改革的重要课题。近年来,安阳工学院立足时代前沿,抢抓“人工智能+教育”融合发展的战略机遇,全力构建智慧教育新生态。该校生物工程专业《微生物学》课程教学团队创新性引入知识图谱技术,构建“知识图谱赋能课程教学数字化”的新模式,为课程智慧转型提供了可复制、可推广的实践范例。

《微生物学》是生物类专业课程体系中的重要基础课程,传统教学模式以线性知识呈现为主,学生在学习过程中容易形成“知识碎片”,难以建立系统化认知结构,也制约了高阶思维能力和实践创新能力的培养。针对这些痛点,课程团队以省级一流本科课程建设为依托,系统推进课程数智化改革。

教学团队以知识图谱为核心技术支撑,对课程知识体系进行解构与重构。以知识点为基本单元,系统梳理知识之间的逻辑关系,构建涵盖知识体系、问题体系、能力体系和思政元素的课程知识图谱,实现课程内容的结构化、可视化呈现。通过知识图谱,将原本离散的知识点转化为逻辑清晰、可交互的知识网络,帮助学生从整体上理解课程框架,提升知识迁移与综合应用能力。

在此基础上,课程同步推进数字化教学资源建设。微课视频、案例素材、虚拟实验和拓展阅读等资源被精准“锚定”到知识图谱节点,形成资源与知识深度融合的数字化教学资源新生态。学生可围绕具体知识点按需获取学习资源,改变了以往“翻教材、找资料”的低效学习方式,学习过程更加精准高效。

在教学应用层面,课程团队依托知识图谱构建了贯通课前、课中、课后的教学模式。课前,学生基于知识图谱开展自主学习与问题探究;课中,教师围绕图谱关键节点组织讨论与案例分析,促进深度理解;课后,通过图谱关联的作业与拓展任务,引导学生开展知识迁移与实践应用。同时,课程通过“交流立体化、资源智能化、数据精准化、评价及时化”的“四化”赋能,实现了教学全过程的智能支持。

依托知识图谱平台,教师可通过学情热力图和知识掌握图谱,实时掌握学生学习状况,精准识别教学难点和薄弱环节,实施有针对性的教学干预;学生则可清晰了解自身知识掌握情况,及时查漏补缺,增强自主学习和自我调控能力。教学决策由经验判断转向数据支撑,教学质量实现持续改进。

成果实施以来,课程建设与育人成效显著。《微生物学》课程先后获批省级一流本科课程、校级课程思政品牌课程、研究性教学示范课程等,相关成果有力支撑了生物工程专业建设。教师数字化教学能力和教学研究水平不断提升,学生系统认知能力、实践能力和创新意识显著增强。

目前,该成果已通过资源共享、虚拟教研室建设等方式在校内外推广应用,获得良好反馈。教学团队表示,未来将持续深化知识图谱与教学场景的融合应用,不断完善智慧教学体系,为培养高素质应用型、创新型人才提供有力支撑。