为了《物理化学》课程新形态资源整合与教育教学数字化转型,课程团队于2023年10月完成了《物理化学》课程知识图谱的建设,于近日上线全国共享。此次知识图谱新形态课程建设对物理化学的教学与研究有着重要推动作用,是数字化教学改革的深入探索。
《物理化学》课程曾于2019年获评浙江省线上线下混合式一流课程,2020年获评浙江省线上一流课程,2021年获评省第一批课程思政示范课,2023年获评国家级线上线下混合式一流课程,同时也是学校响应慕课西部行号召,首门开展“慕课西行”的课程,有着丰富的资源积累和课程建设成果。
作为化学、化工、环境、材料、制药等专业的核心基础课,融合数学、物理等基础学科的理论和实验方法,涉及到对物质微观运动模型的建立和理解,处于承上(公共理论层次)启下(专业理论层次)的重要枢纽地位。为进一步探究数字教育新形态进程中的创新理念和创新方法,在筹划和建设知识图谱的过程中,团队成员一起研讨教学创新,聚焦课程目标、知识框架、学习逻辑等关键,拆解、细化专业知识,结合教学实施情况,系统梳理了176个知识点,构建了102个知识关系,拓展了236个教学资源,包含了教学资源层、知识
体系层、问题体系层、能力体系层等4个维度,将物理化学的各个知识点有机地联系起来,形成了一个完整的、多维度的知识网络,帮助学生全面深入掌握物理化学的基本知识,加强对自然现象本质的认识,并为与化学有关的科学技术的发展提供基础。
在教学方法上,《物理化学》参考BOPPPS有效教学法,通过问题图谱实现现实情境与理论知识的衔接,为学生提供多种学习路径,培养学生用物理化学的科学思维方法分析问题、解决问题的能力,并基于人工智能技术和自然语言处理算法,在学生的实际学习活动中不断优化和更新问题图谱,促使学生将知识点整合为系统性的知识结构,激发学生思考和建立学习本门课程的个性化知识图谱,帮助其学习物理化学的科学思维方法,培养其观察事物、分析问题和逻辑思维的能力以及获取新知识、用所学知识解决实际问题的能力。
在教学运行与管理方面,知识图谱基于人工智能技术,能够刻画教师画像和学生画像,捕捉学习过程,帮助教师分析学生掌握度,适时调整教学策略;助力学生开展个性化精准学习,提升知识的广度和深度为后继专业课程提供更直接的理论基础。
知识图谱建设将多种前沿数字方法结合,利用可视化的图谱形象地展示课程的整体知识架构,以结构化的形式描述课程内所包含的知识点、教学资源、教学活动、测评方式之间的关系,具有知识管理、学习导航、学习评估等功能,实现个性化精准学习的技术,可为学生提供更加高效、精准的知识学习路径。后续《物理化学》课程教学团队将进一步完善知识图谱建设,在丰富教学内容的同时,不断更新教学资源,强化数据赋能,在实践中探索符合《物理化学》课程及专业的数字化教学改革之路。