智慧课程探索与实践系列展示 | 从“Hello,World”到“探微知著”:看“普通化学B”如何用AI重塑新工科化学智慧教学
时间:2026-05-15


Part 01

课程介绍 /introduction

“普通化学B”是面向全校工科专业开设的公共基础课,课程以学生成长为中心,打破学科限制和专业壁垒,旨在将学生领入化学之门,感知化学之美,构建起化学+专业的桥梁,拓宽学生的科学视野,培养学生的创新精神。课程秉持“厚基础、强交叉、重应用”的教学理念,致力于通过化学视角培养学生解决复杂工程问题的科学思维。在原有国家精品课程、国家级精品资源共享课、国家级一流本科(线上)课程的基础上,以人工智能技术驱动课程建设,依托智慧树课程平台开展全过程智慧慕课教学模式。


Part 02

课程团队/Summary


课程负责人

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陈云,副教授

长期从事普通化学教学和课程建设

主持国家级一流本科课程

获上海市、同济大学教学竞赛奖项


核心建设成员

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温鸣,教授:参与课程视频建设

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王丽,副教授:参与课程视频建设,习题库建设

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段瑛滢,副教授:参与教学过程与教学模式探索

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Part 03

人工智能赋能智慧课程建设

课程团队针对大一新生化学基础参差不齐、大班教学难以实现个性化等痛点,紧密对标同济大学智慧课程建设要求,深度融合数字化工具与互动式教学模式,围绕“知识体系结构化重构、抽象内容可视化呈现、互动设计智能化优化”三大建设方向,着力推进课程的数智化转型。


课程图谱:从“信息孤岛”到“导航系统”

化学是在原子和分子层次研究物质的组成、结构、性质、变化规律以及变化过程中能量变化的自然科学。课程团队从微观和宏观的辩证统一、化学作为中心科学与新工科专业交叉出发,对课程框架进行了顶层设计。梳理了课程知识点,构建了“教学资源-知识体系-问题体系-能力体系”四个层级的网络体系,通过可视化的3D知识图谱、课程问题图谱和学生能力图谱,为学生打造了普通化学B课程导航系统。


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学生可以直观了解自己的学习进度、知识点掌握度,AI辅助进行薄弱知识点学习资源推荐,实现个性化学习,图谱为学生提供了“学习导航地图”。同时,还为教师提供了一张“教学心电图”,教师通过图谱的热力图,快速发现班级学生的难点,需要关注的重点学生等,从而及时调整线下授课策略。


AI赋能:构建全流程智慧教学支撑体系

“普通化学B”智慧课程并非教学形式的简单革新,而是通过数字化技术深度赋能教学全流程。从课程设计到平台应用,形成了完整的智慧教学支撑体系。课程搭载课堂导览、智能练习等模块,显著增强了课程的教学实效性与学生参与度。学生在预习视频观看时,遇到问题可随时举手或语音提问,AI学伴通过苏格拉底式提问引导学生思考,而非直接呈现答案。课程学习过程中,当AI识别出学生在某知识点掌握度低时,会自动推送相关的视频及分层练习题,实现真正的个性化辅导。课后,AI互动室则为师生创造了网络学习共同空间,在互动室里,师-生-机可就某个话题展开热烈讨论,营造学习共同体。智慧测评专家、答题辅导助教等多个智能体,可以根据师生需求,提供24h在线服务。

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本课程的任务引擎构建了“学—练—测—评”闭环教学体系。课前布置知识点学习任务,学生对所学知识进行自主预习。课中通过慕课堂小程序进行随堂测验反馈学习情况,对重难点问题进行讲解。课后通过开放性话题讨论引导学生运用所学知识解决实际问题。学生在学习全过程中,皆可通过智慧课程题库进行练习和自测,深化对知识点的掌握。教师可借助课程后台的详细数据,获得课程总体画像和学生个性化画像。掌握每位学生的学习情况,以及每个知识点的学生总体掌握情况,进而对学生的学习情况进行全面监控,快速定位共性薄弱知识点和需要重点关注的学生。


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Part 04

育人成效与未来展望


育人成效

从“知识传递”到“思维培养”:通过三级图谱导航、智能体引导、质疑环节设计等路径,以解决问题为导向,在应用知识解决实际问题的过程中,助力学生科学思维的培养。深度挖掘了公共基础课程的“思维育人”功能。


从“拓展视野”到“创新能力”:通过化学+交叉学科案例、化学前沿讲座、化学最新研究进展等多维拓展资源的学习,学生在完成“化学+X”创新案例任务的过程中,实现从视野的拓展到创新能力的转化。


从“提升教学效能”到“资源贡献普惠”:多种AI智能体的使用提升了教师备课、获取课堂反馈、答疑辅导等的效率;图谱的使用和学习路径的智能推荐,实现为大班教学中的个性化培养提供了有效途径。智慧课程到智慧慕课的升级,为全国高校和学习者提供了有效支撑,智慧慕课上线一学期,已吸引全国32所高校、超5000人选课,浏览量超20万。数据的背后,是智慧课程作为优质教育资源共享平台价值的真实体现。


未来展望

“普通化学B”课程团队将继续深耕智慧教学,迭代优化课程图谱、开发化学+工科专业智能教学案例、引入实践能力训练智能体,让AI技术服务于育人本质,引领学生在分子与原子的微观世界里,探索宏观世界的无限可能。为工科普通化学智慧课程建设提供同济范式。