一、项目研究背景

2019年10月，教育部印发《教育部关于一流本科课程建设的实施意见》(教高〔2019〕8号)，提出建设适应新时代要求的一流本科课程，形成中国特色、世界水平的一流本科课程体系，构建更高水平人才培养体系；并提出“夯实基层教学组织，提高教师教学能力，完善以质量为导向的课程建设激励机制，形成多类型、多样化的教学内容与课程体系”的总体建设目标。

《分子生物学》是湖南科技大学生物科学专业和生物工程专业的重要的专业课之一，是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学，是生命科学中公认的核心，同时也是一门国际前沿性强、发展快速的基础性学科。《分子生物学》的先修课程《生物化学》、《细胞生物学》为其的学习打下了深厚的基础，分子生物学系统知识的学习会使学生对后者有更为全面深刻的理解。此外，通过对《分子生物学》的学习为后修课程《基因工程》打下了牢固的基础。

课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量。课程资源是促进学生学习的基础，是高校的核心竞争力。《分子生物学》作为我校生物科学专业和生物工程专业的核心课程，对于培养学生良好的素养和技能具有重要意义。在当前互联网快速发展和大数据时代的背景下，传统的教师讲学生听的满堂灌教学方式已经跟不上课程发展的要求，且难以满足学生的个性化需求；而通过线下与线上混合式课堂建设，可以提升教学效率，满足学生的个性化需求。基于以上，本项目拟在一流本科课程建设背景下进行《分子生物学》线上线下混合式课堂的构建和探索研究，以推动该课程的教学模式改革，以期取得更好的教学效果。

二、研究目标、任务和主要思路

2.1 研究目标

本研究以“教育部一流本科课程建设”为指导，聚焦《分子生物学》课程教学痛点，构建“三阶融合、数据驱动、跨界协同”的混合式教学模式。具体目标包括：

（1）破解教学核心难题：通过线上线下资源整合，解决传统课堂中分子机制可视化不足（如DNA损伤修复动态过程）、知识体系碎片化（如基因表达调控网络）的教学难点，实现抽象知识转化率达90%以上。

（2）重塑能力培养体系：建立“基础认知—技术应用—科研创新”三阶能力培养路径，使高阶能力（文献分析、实验设计）测评优秀率提升50%，学生科研论文发表数量突破年均2篇。

（3）构建可持续发展生态：形成可复制的混合式教学标准方案，辐射至少50所高校；建成跨校资源共享平台，实现虚拟实验模块年更新率20%，企业共建课程占比达20%。

（4）推动评价体系革新：开发多维度动态评价工具，实现学习行为数据与能力发展的精准映射，建立覆盖10万条数据样本的教学质量分析模型。

2.2 研究任务

2.2.1 课程体系重构

完成“基础层（线上微课）+核心层（虚拟实验）+拓展层（PBL）”三阶课程模块设计，录制不少于50个教学视频（总时长500分钟），开发CRISPR技术应用等12个前沿专题案例库。建立知识点关联图谱，将基因编辑、表观遗传等核心概念与20项诺贝尔奖成果建立教学链接。

2.2.2 教学平台建设

搭建“学习通+智慧树+虚拟仿真”三位一体平台，构建包含500题以上的智能题库系统，支持知识点-难度-认知层级的精准组卷。与2家生物科技企业共建“分子诊断技术实训平台”。

2.2.3 评价机制创新

研制“过程性评价指标体系”，设置课堂互动贡献值、跨校协作活跃度等15项量化指标，构建基于机器学习的学生能力预测模型。实施动态考核权重调节，在课程不同阶段侧重差异化能力评估（如前期重基础掌握度，后期重创新思维）。

2.3 主要思路

2.3.1 问题导向的系统设计

采用“需求分析—原型构建—迭代优化”的闭环路径。通过学情调研（覆盖200份问卷）定位教学痛点，每学期末基于平台数据（如章节完成率、错题分布热力图）进行方案修订。

2.3.2 数据驱动的精准实施

依托教育大数据分析技术，构建“四维监测体系”：学习轨迹追踪，知识掌握诊断，能力发展建模，教学策略优化。

2.3.3 产学研协同创新

创建“高校-企业-科研机构”三元联动机制：课程共建：邀请华大基因工程师参与《基病原体检测实战数据集》模块开发；资源共享：将中科院生态环境研究中心最新研究成果转化为教学案例；评价共担：引入第三方机构开展教学效果认证，建立行业认可的能力证书体系。

2.3.4 持续改进机制建设

实施“PDCA质量循环”：Plan：制定年度教学目标与KPI（如虚拟实验使用率≥95%）；Do：开展混合式教学实践，积累10万+条教学行为数据；Check：每季度发布《教学质量白皮书》，分析目标达成度；Act：通过德尔菲法专家论证优化方案，形成迭代升级标准。

三、主要工作举措

3.1 课程体系优化工程

3.1.1 模块化重构

将教学内容拆解为48个核心知识点，开发配套微课视频52个（总时长575分钟），其中20个重点章节（如CRISPR-Cas9机制）采用3D动画动态演示，实现DNA复制等微观过程的可视化建模。

3.1.2 虚拟实验开发

建成分子克隆、蛋白质印迹等6个虚拟仿真实验模块，引入Unity引擎构建沉浸式操作环境，学生年均实验模拟时长提升至25小时/人。

3.1.3 前沿技术融合

与华大基因合作开发“单细胞测序数据分析”“病原体快速检测”、“病原体检测实战数据集”等8个产业实战案例，纳入课程拓展模块。

3.2 智能教学平台升级

实现了跨校资源共享。实现31所高校教学资源的安全共享，累计上传实验视频120个，PBL案例库48套。

3.3 动态评价体系革新

课程构建“过程性（40%）+终结性（60%）”双轨评价体系，前者整合线上任务、课堂互动及实践数据，后者通过开放题与AI查重动态调节权重，使高分段人数提升62%。依托数据中台实时监测学情，章节完成率低于65%时触发3D微课补救，两周回升至89%；企业导师远程优化实验流程127项。跨校对比发现能力短板后，针对性干预使达标率提升至92%。

3.4 协同育人网络构建

跨校教研共同体：组建“中南分子生物学教学联盟”，与武汉大学、华南农业大学等5所高校开展联合备课，共建共享案例库32个。校企深度合作：在3家生物企业设立“教学创新基地”，开发“核酸检测全流程实战训练”等4个实景教学模块，企业导师参与30%的课程评分。

四、取得的工作成效

4.1 教学成效量化分析

4.1.1 成绩提升显著

（1）不及格率（0-59分）从2016秋的7.36%降至2024春的2.15%，降幅达70.8%。

（2）高分段（≥80分）占比从38.2%提升至61.8%，其中21生科(定向)3班（2024春）90-100分占比达28.13%，创历史新高。

4.1.2 能力培养突破

（1）学生主导发表SCI论文3篇（如《抗镉细菌分离鉴定及其对镉胁迫水稻幼苗生长的影响》发表于《微生物前沿》）。

（2）获全国生命科学竞赛奖项5项（二等奖2项、三等奖3项）。

（3）文献阅读汇报优秀率从40%提升至78%，95%学生掌握EndNote文献管理工具。

4.2 教学改革辐射效应

4.2.1 跨校资源共享

（1）智慧树平台课程被77所高校引用，累计选课1,221人，累计互动5033次。

（2）与武汉大学、华南农业大学共建分子克隆虚拟实验模块，下载量超1,500次。

4.2.2 行业协同育人

（1）联合圣湘生物开发“核酸检测技术实战课”，累计培训学生327人次，企业认证通过率92%。

（2）毕业生入职华大基因、圣湘生物等龙头企业15人，岗位适配度评分达4.8/5.0。

4.3 创新模式社会认可

4.3.1 省级示范课程

2023年入选“湖南省一流本科课程”。

4.3.2 学术影响力

发表教改论文1篇《科研成果转化为生物学本科教学资源的实践与探索》，获校级教学成果奖。

4.3.3 公共教育贡献

智慧树平台公众访问量3.108万次，惠及疾控中心从业人员、社会学习者。

五、特色和创新点

5.1 三阶融合教学

构建“基础（线上）-核心（线下）-拓展（PBL）”闭环，破解微观机理可视化难题，如发展“分子机制动态可视化”教学法，将“DNA复制”等抽象知识转化为可交互3D模型。

5.2 动态数据驱动

基于学习行为热力图实时优化教学，章节强化干预响应速度≤24小时。

5.3 跨域协同机制

与5所高校、2家企业共建资源联盟，年均更新案例库20%，构建跨校资源共享生态，确保知识产权保护与贡献度量化。