课题申报书：面向药学类综合化学课程体系建设的知识图谱构建研究

教育科学规划2025年度重点课题申报书、课题设计论证求知探理明教育，创新铸魂兴未来。面向药学类综合化学课程体系建设的知识图谱构建研究课题设计论证一、研究现状、选题意义、研究价值（一）研究现状当前，药学类综合化学课程体系建设已取得一定成果。在课程设置方面，多数院校涵盖了无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等基础课程，为药学专业学生构建起系统的化学知识框架。教学模式上，逐步从传统的单一讲授向多元化转变，引入实验教学、案例分析、小组讨论等，以增强学生的实践与创新能力。然而，在知识图谱构建领域，虽有部分高校针对个别药学课程如《药物化学》《药物分析》开展试点，但对于综合性的药学类化学课程知识图谱构建仍处于探索阶段。已有的探索多聚焦于知识点的简单关联，缺乏深度挖掘知识内在逻辑与动态发展关系的系统性研究，未能充分整合多门化学课程知识，难以全方位呈现药学知识体系全貌，无法精准满足学生个性化学习需求与教师教学优化要求。（二）选题意义本选题对完善药学类综合化学课程体系意义重大。一方面，借助知识图谱能优化教学资源配置，清晰展现各化学课程知识点的相互支撑与衔接，让教师精准把握教学重点，合理分配教学时间，避免重复教学，提高教学效率；另一方面，有助于提升教学质量，以可视化方式呈现复杂知识网络，降低学生学习难度，激发学习兴趣，助力学生构建完整知识体系，培养自主学习与探索能力，为后续专业课程学习筑牢根基，契合药学专业对复合型人才培养需求。（三）研究价值从学科发展视角，该研究为药学学科知识体系梳理提供创新工具，整合碎片化知识，揭示知识演进规律，推动药学教育向精准化、智能化迈进，促进学科交叉融合；于教学创新而言，知识图谱赋能教学方法革新，支持线上线下混合式教学、个性化学习指导等新模式落地，提升教育信息化水平；同时，能为后续药学教育相关研究，如课程评价体系构建、智能教学系统开发等提供数据基础与方法借鉴，具有广泛应用与拓展价值，开启药学类课程建设新篇章。二、研究目标、研究内容、重要观点（一）研究目标构建全面且精准的药学类综合化学课程知识图谱，涵盖无机化学、有机化学、分析化学、物理化学等多门课程核心知识点，清晰呈现知识层级架构与内在逻辑关联，形成可视化知识网络。借助知识图谱赋能教学实践，一方面助力学生实现个性化自主学习，依据自身知识短板与学习进度，精准定位学习路径，智能推送学习资料；另一方面辅助教师优化教学设计，精准把握教学重点、难点，实时调整教学策略，提高教学针对性与有效性。探索知识图谱在药学类综合化学课程体系持续优化中的应用模式，以数据驱动课程内容更新、教学方法改进，为培养适应新时代需求的创新型药学人才提供支撑。（二）研究内容药学类综合化学课程知识点梳理与整合：系统剖析各课程教材、教学大纲、学术文献，提取关键知识点，明确知识边界与交叉融合点，如有机化学中反应机理与药物合成原理关联、分析化学检测方法在药学质量控制应用等，建立知识点分类体系与索引。知识图谱构建技术应用与优化：对比研究多种知识图谱构建技术路线，选择适配药学知识特性的方法，运用自然语言处理技术从海量文本挖掘知识，结合机器学习算法识别实体关系，通过专家评审、数据验证提升图谱准确性、完整性，解决知识抽取、融合、消歧难题。知识图谱与教学实践融合研究：设计基于知识图谱的教学案例，涵盖预习、课堂讲授、课后复习、实践教学各环节，探索学生利用图谱自主探索知识、教师依图谱组织研讨、开展项目式学习模式；构建学习效果评估体系，量化分析知识图谱对知识掌握、思维能力、创新意识提升成效。（三）重要观点知识图谱是整合药学类综合化学碎片化知识的关键工具，打破课程壁垒，重构知识体系，将孤立知识点串成有机整体，以全局视角展现知识全景，助力师生把握知识脉络，提升学习与教学效率。构建以学生为中心的知识图谱应用生态，充分考量学生认知差异，图谱设计兼顾不同学习风格、基础水平，提供多样化交互功能，激发学生内生学习动力，从被动接受转为主动探索知识，培养终身学习能力。知识图谱构建与应用是动态迭代过程，需紧密跟踪药学学科前沿、教育技术发展，持续更新知识内容、优化图谱结构、创新教学模式，使其融入课程体系持续改进闭环，永葆活力服务药学人才培养。三、研究思路、研究方法、创新之处（一）研究思路本研究遵循从理论剖析到实践应用的逻辑思路展开。首先，全面搜集国内外药学类综合化学课程资料以及知识图谱构建的前沿文献，梳理现有课程体系架构与知识图谱技术应用现状，剖析当前教学痛点与知识整合难点，明确研究起点。接着，依据药学知识特点与教学需求，选定适配的知识图谱构建技术路线，组织领域专家、骨干教师协同攻关，完成多源知识抽取、精细知识融合、精准知识消歧等关键步骤，搭建涵盖药学核心知识的初步图谱框架，并反复校验优化。而后，将构建好的知识图谱嵌入教学实践全流程，涵盖课前预习引导、课堂互动教学、课后复习巩固以及实践教学指导，设置对照班级，对比分析学生学习成效、教师教学反馈，通过多轮迭代修正图谱与教学模式。最后，总结提炼知识图谱助力药学课程体系优化的成熟范式，推广应用成果，为药学教育革新提供普适性经验借鉴，推动学科持续发展。（二）研究方法文献研究法：广泛查阅国内外药学教育、知识图谱构建、教育信息化等领域学术期刊、学位论文、研究报告，系统梳理相关理论成果、技术方法、实践案例，掌握研究动态前沿，汲取已有经验，为本研究知识图谱构建与课程融合提供理论奠基与思路启发，明确突破方向。案例分析法：选取国内外高校药学专业知识图谱应用典型案例，深入剖析其图谱构建模式、知识点关联逻辑、教学实践策略、实施成效与问题应对，归纳成功要素与可鉴之处，结合本校药学课程特质，移植适配策略，优化自身研究路径，规避潜在风险。行动研究法：研究团队协同药学教师将知识图谱融入实际教学，在行动中观察学生知识掌握、自主学习能力、课堂参与度变化，收集教师教学反思、同行评价，依据反馈即时优化图谱内容呈现、引导方式、教学活动设计，通过多轮“计划行动观察反思”循环，持续提升知识图谱对教学的赋能效果。（三）创新之处知识图谱构建创新：突破传统单一课程知识图谱局限，跨无机化学、有机化学、分析化学、物理化学多学科整合知识，深度挖掘学科交叉点知识关联，如利用物理化学原理阐释药物合成反应动力学，以立体知识网络呈现药学知识全景，为学生提供贯通式学习指引，填补综合性药学知识图谱空白。教学融合模式创新：改变知识图谱辅助教学的浅表应用，构建深度融合机制，依据图谱动态规划个性化学习路径，精准推送学习任务；教师依图谱灵活组织小组研讨、项目探究，激发学生主动探索；以图谱关联知识点为线索重组教材内容，革新教学流程，实现知识图谱与教学双向重塑，提升教学活力与精准度。研究视角创新：立足药学人才全生命周期培养，将知识图谱构建从课程微观层面拓展至学科专业宏观发展，以图谱追踪学科前沿知识演进、职业技能需求变迁，反哺课程持续更新；同时关注学生认知成长规律，图谱设计适配不同学习阶段思维特点，开创“学科课程学生”协同发展研究视角，拓展药学教育研究视野。四、研究基础、条件保障、研究步骤（一）研究基础前期成果积累：项目团队成员已在药学教育领域深耕多年，发表多篇药学类综合化学课程教学改革相关论文，对课程痛点、学生学习难点有深入洞察，前期参与的课程整合项目，为知识图谱构建中的课程知识梳理、关联分析积累了实践经验，如在某门化学课程实践中探索出的知识点模块化整合方案，可直接迁移至图谱知识模块构建。专业知识储备：团队成员学科背景多元，涵盖药学、化学、计算机科学、教育技术学等专业，既精通无机化学、有机化学等专业知识，能精准提炼知识点，又熟悉知识图谱构建所需的自然语言处理、数据挖掘技术，还掌握教育教学原理，可确保知识图谱贴合教学需求，多学科交叉为项目开展筑牢根基。（二）条件保障人力保障：组建了跨学科研究团队，核心成员包括资深药学教授把控知识专业性、计算机专家负责图谱技术攻关、教学法专家优化教学应用，另有多名中青年骨干教师参与数据收集、教学实践，分工明确，协同推进项目，定期开展研讨交流，确保研究方向不偏、难题及时攻克。物力保障：所在院校拥有先进的化学实验室，配备高分辨质谱仪、核磁共振波谱仪等大型仪器，为知识图谱构建中涉及的前沿药学研究成果转化、实验数据验证提供硬件支撑；同时，学校图书馆购买海量学术数据库权限，网络中心保障高速稳定的数据处理环境，满足知识抽取、图谱构建的数据资源与运算需求。财力保障：学校设立专项研究经费，用于购置专业书籍、软件工具，支付调研差旅费、专家咨询费等，保障知识图谱构建、教学实践调研、成果推广各环节资金不断流；此外，积极争取药企、教育基金会资助，拓宽经费渠道，为长期深入研究、后续迭代优化提供坚实经济后盾。（三）研究步骤准备阶段（第13个月）：组建团队：完成跨学科研究团队组建，明确成员分工，制定团队协作制度与沟通机制。资料收集：全面收集药学类综合化学课程教材、教学大纲、学术文献、教学视频等资料，构建本地资料数据库；调研国内外同类院校知识图谱建设案例，整理成册供团队学习借鉴。技术选型：评估Neo4j、Gephi等知识图谱构建工具，结合项目需求选定主工具，采购相关软件并组织成员培训学习。实施阶段（第418个月）：知识梳理（第46个月）：依据资料，按课程分类梳理知识点，建立知识层级体系，绘制初步知识框架图；组织专家论证，完善知识分类与框架，形成知识清单。图谱构建（第712个月）：运用自然语言处理技术从文本抽取知识，人工校对补充；利用机器学习算法识别实体关系，构建初步图谱；邀请领域专家、师生评审，根据反馈修正优化，提升图谱质量。教学融合（第1318个月）：设计基于图谱的教学案例，在试点班级开展教学实践，对比非试点班级，通过课堂观察、问卷调查、考试成绩分析评估效果；根据反馈微调图谱与教学方案，总结推广模式。总结阶段（第1924个月）：成果总结：汇总知识图谱、教学案例、研究报告、学术论文等成果，制作项目成果集；提炼知识图谱构建与教学融合关键技术、方法、流程，形成可复制推广模式。项目验收：准备验收材料，向学校、资助方汇报，组织专家验收；根据意见整改完善，确保项目高质量结题；持续关注知识图谱应用，收集反馈，为后续升级优化奠定基础。（全文共4291字）课题评审意见：本课题针对教育领域的重要问题进行了深入探索，展现出了较高的研究价值和实际意义。研究目标明确且具体，研究方法科学严谨，数据采集和分析过程规范，确保了研究成果的可靠性和有效性。通过本课题的研究，不仅丰富了相关领域的理论知识，还为教育实践提供了有益的参考和指导。课题组成员在研究中展现出了扎实的专业素养和严谨的研究态度，对问题的剖析深入透彻，提出的解决方案和创新点具有较强的可操作性和实用性。此外，本课题在研究方法、数据分析等方面也具有一定的创新性，为相关领域的研究提供了新的思路和视角。总之，这是一项具有较高水平和质量的教科研课题，对于推动教育事业的发展和进步具有重要意义。课题评审标准：1、研究价值与创新性评审关注课题是否针对教育领域的重要或前沿问题进行研究，是否具有理论或实践上的创新点，能否为相关领域带来新的见解或解决方案。2、研究设计与科学性课题的研究设计是否合理，研究方法是否科学严谨，数据收集与分