近期,《高等数学》省级精品在线开放课程完成了智能化升级改造,建成以“知识图谱—问题图谱—能力图谱”为基础框架、以AI课程智能体为交互核心的智慧教学系统。目前课程运行平稳,智能化升级已在实际教学中发挥作用,支撑了教学改革与质量提升。
《高等数学》课程自2020年上线以来,已稳定运行13期,2021年获批省级精品在线课程。累计服务全国200余所高校、近6万人次学生。课程团队前期建成了较为完善的数字资源库,并积累了丰富的线上线下混合式教学经验。然而,面对教育数字化转型新形势,课程在知识体系呈现、个性化学习支持、评价反馈方式等方面仍存在提升空间。为此,课程团队围绕“资源焕新、智能赋能、图谱升级、服务拓展”,对课程进行了升级。
本次升级最核心的变革在于彻底打破传统教材线性章节结构,构建了“知识—问题—能力”三维图谱。其中,知识图谱将课程内容细化为“课程—模块—章—节—知识点”五级结构,梳理出244个核心知识点间的“前置—后继”“关联—对比”等逻辑关系,并将全部视频、动画、习题等资源精准“挂载”。学生在智慧树平台上点击任一知识点,即可获得所有关联资源的智能推送,告别“只见树木,不见森林”的碎片化学习。问题图谱基于历届学生海量学习数据,将典型问题归纳为全局层、概念层、方法层,并与知识图谱对应节点匹配,为AI智能答疑提供精准导航。能力图谱依据OBE成果导向理念,确立认知理解、计算应用、数学素养三维能力指标体系,学情数据将映射为个人能力雷达图,帮助学生清晰定位优势与短板。
本次升级的核心是打破传统教材的线性章节结构,构建“知识—问题—能力”三维图谱。其中,知识图谱将课程内容细化为五级结构,梳理出核心知识点之间的前置—后继、关联—对比等逻辑关系,并将全部视频、动画、习题等资源与知识点精准关联。学生在智慧树平台上点击任意知识点,即可获得相关资源的自动推送,减少了碎片化学习问题;问题图谱将典型问题归纳为全局层、概念层、方法层三类,并与知识图谱对应节点匹配,为AI智能答疑提供导航依据;能力图谱确立认知理解、计算应用、数学素养三维能力指标。
针对学生普遍反映的抽象概念理解困难,课程团队开发了二维解析动画,将极限过程、旋转体生成等抽象数学理论可视化、形象化。同时,围绕不同专业背景,开发了数学建模案例视频,按照应用场景、问题拆解、模型构建、软件求解流程,配套提供MATLAB求解代码与结果演示,强化数学应用能力。

目前,课程升级已全部完成,进入常态化应用阶段。升级课程上线试运行以来,教学秩序正常。学生反馈知识图谱使学习路径更清晰,动画和案例有助于理解抽象概念;教师反映AI工具减轻了常规答疑和组卷的负担,能够将更多精力投入课堂设计和个别辅导。下一步,课程团队将在实际教学中持续检验和调整智慧教学模式。
《高等数学》课程的智慧化升级,是我校推进教育数字化、深化“三教”改革的一项具体实践。课程团队表示:“我们不是简单给课程添加技术元素,而是以解决教学中的实际问题为出发点,重构课程的知识体系、资源形态与教学生态。希望这一做法能为高职公共基础课数字化转型提供一份可参考的样本。”