在数字化转型浪潮席卷全球的背景下,高等教育如何借力人工智能实现深层变革?传统公共基础课能否焕发新生,成为激发学生创新潜能的智慧高地?郑州科技学院由国家级一流课程负责人蒋逢春教授领衔的《大学物理》教学团队,通过历时数年的智慧教学实践,给出了肯定答案。他们打造的“智慧课程立方”模型,重构了教学内容与模式,在全国产生显著示范效应,为新时代理工科基础课教学改革提供了可资借鉴的“郑科方案”。
困境与破局:从“平面知识”到“智慧立方”的体系重构
《大学物理》等基础课程长期面临多重挑战:内容体系庞杂而教学节奏快,学生基础差异大,“一刀切”教学模式难以兼顾个性化需求,理论教学与实验实践、专业应用容易脱节。
郑州科技学院教学团队摒弃局部调整的思路,以国家级一流课程《大学物理C》和《大学物理实验及仿真》为基础,进行战略性、系统性升级,创造性构建“智慧课程立方”教学新范式。该模型将课程目标具象化为由X(知识轴)、Y(能力轴)、Z(价值轴)三维坐标定义的立体空间。X轴构建“根-干-枝-叶”四级递进知识图谱,突出与工科专业的协同融合;Y轴打造物理思维、实验探究、创新应用等核心能力图谱;Z轴设计“悟理思政”价值图谱,实现知识传授与价值引领的有机统一。三大图谱与驱动探究的“问题图谱”协同作用,将扁平化知识点升维为结构化、可动态生长的“智慧体”,打破传统课程的线性思维,实现从“知识传递”到“智慧生成”的根本转变。
实践与路径:“一体两翼、三阶递进”的系统化创新
课程团队创新提出“一体两翼,三阶递进”的智慧教学新体系,确保改革理念落地生根。“一体”即“智慧课程立方”核心本体;“两翼”分别是“数字化教学新基建”和“协同化育人共同体”。前者以学银在线平台为核心,融合AI助教、虚拟仿真实验等智能工具;后者通过跨课程联动、校企合作等形式汇聚育人资源。
“三阶递进”精准描绘教学实施的动态过程,第一阶段是“激活与重构”,利用知识图谱等技术将教学内容系统化、情境化;第二阶段是“探究与生成”,实现“师-生-机”三元高效互动,AI助教提供24小时在线支持,教师专注于启发式教学;第三阶段是“评价与赋能”,引入“个人学习雷达图”评价体系,通过多维度数据采集与分析,实现从“一把尺子”到“多维度精准画像”的评价革命。
成效与影响:从“校内开花”到“全国香”的示范效应
系统性智慧课程改革成效显著。2024级全面推行新教学模式后,过程性考核优秀率提升7个百分点,课程目标达成度普遍提高。学生学习主动性有效激发,实现从“被动接受”到“主动探究”的转变。
教师教学效能与职业成就感同步提升。课程团队荣获河南省教师教学创新大赛特等奖、全国三等奖,立项多项省级教改项目。课程负责人蒋逢春教授表示:“智慧立方和AI工具让我们能够真正关注每个学生的个性化发展。”
在全国层面,该课程作为示范教学包在超星学银在线平台开放,已被全国高校引用超600次,覆盖1118位教师、2834个教学班,惠及校外学生超11.5万人,证明该模式具有可复制性与普适性价值。
启示与展望:智慧课程改革的“郑科经验”
郑州科技学院《大学物理》智慧课程探索的价值,不仅在于课程的成功转型,更在于提供了清晰可行的高校基础课数字化转型路径。它深刻表明,智慧教学的核心不是技术堆砌,而是利用技术重构教育生态,实现规模化因材施教。未来,教学团队计划将“智慧课程立方”模型进一步产品化、标准化,通过虚拟教研室等形式,系统分享“郑科经验”。蒋逢春教授强调:“我们的目标是让更多教师低门槛运用智慧教学工具,让更多学生享受个性化、高质量的教育。”