当一门《大学物理》课程的知识图谱被全国817所高校的1118位教师引用,覆盖超过11.5万名学生时,这不仅是一门课程的“走红”,更是一种以数字化赋能基础课教学改革的新范式正在形成。近年来,由中原教育教学领军人才、河南省教学名师蒋逢春教授领衔的郑州科技学院教学改革团队,聚焦“大学物理领航下专业类核心课程群知识图谱构建的研究与实践”项目,成功探索出一条以核心基础课为引擎,驱动各专业课程体系智慧化升级的创新路径,为新时代理工科人才培养奠定了坚实基础。
破局:从“知识孤岛”到“融会贯通”的教学重构
理工科人才培养中,基础课与专业课脱节、理论教学与实践训练割裂,是长期存在的痛点。“学生常常觉得大学物理学了无用,到了专业课上才发现基础不牢;教师也很难精准把握每个学生对基础知识的掌握程度,教学往往‘大水漫灌’。”蒋逢春教授道出了问题的核心。
面对这一困境,蒋逢春团队将突破口锁定在“知识图谱”这一前沿技术上。项目以《大学物理》这门重要的基础课为“领航员”,率先构建系统化、颗粒化的知识图谱,再将其建设理念与方法辐射至相关专业的核心课程群,最终构建起一个能将毕业要求、课程目标、知识点、教学资源有机关联的智慧教学体系。
“知识图谱的本质是揭示知识之间的内在逻辑关联。”蒋逢春解释说。团队对大学物理及大学物理实验及仿真课程的知识体系进行了深度解构,形成了几百个颗粒化知识点。在此基础上,图谱不仅清晰地展示了从高中物理到大学物理的平滑过渡,更实现了理论课与实验课的深度融合。当学生学习“光的干涉”理论时,知识图谱能自动关联到“迈克尔逊干涉仪仿真实验”,学生可即时进入虚拟实验室进行操作验证,形成了“学中做、做中学”的闭环。
创新:“四维融合”模式打造智慧教学新样板
基于知识图谱,团队创建了“理实相融、虚实结合、基专协同、悟理思政”的“四维融合”智慧教学模式。这一模式不仅打破了课程壁垒,更重构了教学流程。
精准教学成为现实。系统能够为每位学生动态绘制“个性化数字画像”,智能推荐专属的学习路径和强化资源,教师据此进行“精准滴灌”,真正实现了因材施教。
教学过程得以优化。传统的“教材章节”逻辑被“问题导向”的知识网络所取代。学生可以基于项目或问题,自主在知识图谱中探索学习,激发了高阶思维能力和创新意识。
课程思政有机融入。在构建图谱时,团队系统融入了与知识点相关的科学精神、家国情怀等思政元素,让学生在潜移默化中感悟科学家的探索精神和责任担当。
这一改革的支撑,是团队深厚的课程建设基础。蒋逢春教授主持的《大学物理实验及仿真》和《大学物理C》两门课程先后被认定为国家级一流本科课程,为知识图谱建设提供了优质的资源池。团队还荣获了河南省教师教学创新大赛特等奖、全国三等奖等一系列荣誉,彰显了教学改革的卓越成效。
辐射:从“一门课”到“一片天”的示范引领
成果的价值在于应用与推广。蒋逢春团队建设的《大学物理》知识图谱课程,已打造成一个开放的“示范教学包”。据超星公司出具的官方证明显示,该教学包已被全国817所高校引用,覆盖教师1118位、学生11.5万余人,产生了巨大的“溢出效应”。
为了将“盆景”变为“风景”,团队依托河南省“大学物理实验及仿真虚拟教研室”,开展了大量推广工作。2024年以来,蒋逢春教授受邀赴黄淮学院、江西农业大学南昌商学院、焦作大学等全国多所高校,作“数智引领,创新实践”专题报告超过20场,毫无保留地分享建设经验。同时,团队还为郑州轻工业大学等高校组织了多期“知识图谱构建实战工作坊”,提升了一线教师的数字化教学素养。
展望:为高等教育数字化变革注入新动能
该项目的成功实践,是信息技术与教育教学深度融合的生动例证。其价值主要体现在三个方面:一是范式创新,提供了“基础课领航、课程群协同”的可复制、可推广的建设模式;二是技术赋能,将知识图谱从概念转化为提升教学质量的有效工具;三是生态共建,通过开放共享,形成了协同发展的良好生态。
“教育的数字化转型不是技术的简单堆砌,而是要对教学进行系统性重塑。”蒋逢春表示,团队未来将继续深化知识图谱在AI助教、学习预警、智能评价等方面的应用,并将此模式拓展至更多学科专业群,为构建高质量教育体系、培养卓越工程师和创新人才贡献更大力量。
这幅由知识图谱绘就的“智慧教学新图景”,正在中原大地乃至全国范围内徐徐展开,为高等教育的数字化变革注入了强劲动能。随着更多高校加入这一改革浪潮,知识图谱引领的智慧教学新模式必将为培养新时代创新型人才开辟更加广阔的道路。
来源:2025年11月5日【中国教育报】第12版