数智赋能·虚实融通·思专协同:化学生物类专业教学体系的构建与实践
成果简介及主要解决的教学问题
2025年09月30日

 

习近平总书记在全国教育大会上强调,要一体推进教育发展、科技创新、人才培养。从“化学生物大国”到“化学生物强国”,对人才的知识、能力和素质提出了更高的要求。人才培养过程中,需要深化教学模式、教学体系、评价方法和思专融合方式改革,培育学生创新应用实践的能力,满足国家和产业发展需求。
2015年起,团队依托多个国家和省级教学改革项目,以学生发展为中心,以培养创新应用型新工科人才为目标,陆续融入人工智能和虚拟仿真技术开展教学改革。2021年1月形成了改革方案,在本校化学生物类专业中实施,不断改进优化,构建了数智赋能、虚实融通、思专协同的化学生物类专业创新性教学体系。该体系有效解决了教学中模式单一、实践训练不足、评价不科学、思专教育分离等长期存在的难题,为培养高素质人才提供了支撑。
经过持续改革和4年的实践检验,成效显著。
(1)教学模式转型:运用人工智能和虚拟仿真技术,创建了数智化“1+1+1+n” 教学新模式,有效推动了教学向数字化、智能化转型。
(2)教学体系构建:虚实融通,构建了实践教学新体系,“三层次-三融合-六结合”,提升了学生的创新和应用实践能力。
(3)评价方法创新:建立了智能化教学评价新方法,基于“四原则、三时提升机制”,过程性评价智能化、终结性评价科学化、评价主体多元化。
(4)思政融入创新:创设了“双课堂思政融入”的育人新范式,实现了三全育人,价值引领贯穿教学始终。
  
 图1 成果框架图
 
建设国家一流课程1门,省级课程6门,省一流专业4个。获批省高等教育改革项目15项,发表高水平教研论文39篇,参编国家和高等教育规划教材3部,教育部产学合作协同育人项目3项。培养省优秀教学团队1个,省教学名师2名。荣获省高校教学创新大赛一等奖等省级奖励8项。
近5年,学生创新和实践能力大幅提升,完成大创项目国家级17项,省级42项;授权21专利项,参与发表SCI/EI收录论文118篇;获得包括全国大学生化工实验大赛一等奖、全国大学生生命科学竞赛国家一等奖等省级以上奖励108项。考研录取率提升到30%以上,为地方建设输送了大批优秀人才。
本成果在河北北方学院、河北民族师范学院、沈阳化工大学、青岛科技大学、烟台大学、新疆科技学院、河南工程学院、包头师范学院、宁德师范学院、张家口学院等省内外相关高校得到广泛推广应用,社会影响显著,受到高度评价;光明日报、新华网、河北教育网、河北科普网等媒体多次报道相关工作。
本成果有效解决了如下教学问题:
(1)解决了教学数字化、智能化转型的问题,克服了传统模式单一、难以适应数智化时代需求的难题。
(2)解决了学生创新和应用实践能力不足的问题,突破了化学生物实验风险高、实践训练不充分、与行业需求脱节的难题。
(3)解决了传统教学评价不科学、难以准确评估学习效果、无法有效驱动“教与学”的问题。
(4)解决了思政教育与专业教学脱节、价值塑造和能力培养分离的问题。
 
 
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