課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養的質量。近年來，山西大學全面落實立德樹人根本任務，加快建設高水平本科教育，推動課堂教學革命，在課程建設方面做了許多有益探索。其中，多門特色鮮明、亮點突出的國家級一流課程更深受學生喜愛。

虛擬仿真，解鎖胚胎發育密碼

從一粒受精卵到靈動的生命體，自然界的造化之功令人驚嘆。如何讓學生跨越時空限制，親眼見証生命的奇跡？答案藏在“斑馬魚胚胎發育重要階段觀察”這門首批國家級虛擬仿真一流課程中。

該課程借助計算機技術虛擬現實、仿真建模等，模擬真實場景，再現實驗過程。課程採用虛擬化、動漫化、多維化等技術手段，逼真再現了斑馬魚胚胎發育重要階段卵裂期、囊胚期、原腸胚期、器官原基的形成等動態發育過程，同時，課程還包含了斑馬魚養殖系統、飼喂系統、交配繁殖和卵的收集等內容，解決了動物發育周期長與教學大綱學時有限、養殖環境需要潔淨與實驗人數眾多的矛盾。

在這個動物虛擬仿真實驗課堂，學生進入系統，瞬間置身於流光溢彩的“細胞宇宙”，指尖輕觸，即可操控實驗參數：調節水溫觀察受精卵分裂速率，改變pH值探究胚胎存活率，甚至“暫停”時間，逐幀解析原腸胚的形態演變。傳統課堂中需耗時數周的實驗，在虛擬世界僅需45分鐘即可完成。借助虛擬現實技術，學生們能親眼見証斑馬魚早期胚胎發育的過程，每一個細胞也不再是書本上枯燥的文字和圖片，而是變得觸手可及。在這個虛擬世界，學生們可隨時隨地登錄系統進行實驗操作，一次失敗的實驗不再意味著沮喪，而是提供了重新調整策略、深入探究的機會。

為避免信息化課堂可能造成的學科知識碎片化問題，這門課程還巧妙融合線上與線下的教學優勢。線上，學生們輕點鼠標，便可模擬進入實驗室進行所有操作﹔線下，學生們提前預習知曉實驗步驟及涉及知識點，記下存在的不解或困惑，由老師在課堂上針對性高效答疑解惑等。“虛擬仿真實驗模擬真實實驗場所，使學習更加直觀、生動、形象。”該校2023級合成生物學專業學生劉興淼說。

“這門課最迷人的是讓每個學生都成為‘實驗設計師’。”課程團隊教師張左兵介紹，系統會記錄每位學生的操作路徑，教師據此精准定位知識盲區。如，40%的學生在原腸胚細胞運動模擬中頻繁出錯，團隊便開發了“動態力場可視化”插件，用顏色梯度標注細胞受力方向，輔助學生完成實驗。

科學課上，用責任之心傾聽自然

“作為環境科學專業的學生，我們要學習什麼，學成后能干什麼﹔為什麼要學習環境生物學，專業培養體系中其與生物學基礎的區別是什麼，與環境化學、環境監測等核心課程的關聯又是什麼？”在山西大學國家級一流課程“環境生物學”課堂上，課程負責人桑楠教授每面對一屆新生都會提出開課第一問，引領學生們帶著問題開啟學習與探索之旅。

據介紹，“環境生物學”採用團隊授課方式，桑楠教授組織實施課堂教學內容和部分實驗教學內容，秦國華教授和朱娜教授負責課程資源建設，岳慧峰副教授負責實驗教學環節。該課程通過48學時的課堂教學和32學時的實驗實踐，建立起具有示范和引領作用的全鏈條課程培養體系，亮點突出。教學團隊在講授教材內容的基礎上，將相關領域知識層面和技術層面的重要研究成果融入，包括新概念、新發現、新思路和新方法等。例如，在生物效應檢測的教學過程中，引入高通量篩查技術、有害路徑結局和效應導向分析的概念，並引導學生解決實際環境問題，形成“了解—理解—應用—分析—綜合—評價—創新”全鏈條學習過程。同時，教學團隊注重教與學方法的創新，通過現代信息技術與教育教學深度融合，強化師生互動、生生互動。例如，通過研討辯論等多種形式剖析研究典型環境問題等。

“當前，環境生物學教學的重點是將知識落地，提高學生學以致用、解決實際問題的能力。”桑楠老師在談及關於課程改革過程中遇到的問題時說。因此，體外培養細胞、種植植物、飼養小鼠，進行急性毒性試驗測試，分析其生長指標、組織病理變化等內容構成了課堂理論教授之外的實驗探索。特別是老師通過對自身研究實踐的講解，加深了學生們對課本知識的理解。“在科學研究中要學會具體情況具體分析，不可以偏概全，老師們的講解也促進了我科研態度和科學精神的養成。”環境科學專業學生陳晨說。同時，該課程滲透著豐富的人文內涵，將思政理論和育人元素融入教學大綱，貫徹立德樹人培養目標，牢固樹立生態文明理念，培養學生的責任意識，也是其一大特色。

學做結合，超越理論破解化學謎題

在肉眼無法觀測的微觀世界，每分每秒都有無數粒子碰撞、融合又湮滅，釋放出巨大能量﹔試驗台上，隻需一滴酚酞，就能使鹼性的無色試劑瓶開出色彩濃稠的花朵……踏進化學的大門，如同踏進了一個嚴謹有序而又瑰麗奇妙的世界。“定量分析化學”不僅包含無機化學、物理化學、有機化學的理論知識，還融入了數學、生物、環境和材料等多學科內容。

“定量分析化學”內容涵蓋了定量分析的基本原理，滴定分析、重量分析、光度分析等常用方法，以及誤差分析、數據處理等知識，不僅注重基礎理論知識的講授，更注重學生實驗技能的培養。該課程亮點之一，就是設置了多個綜合性實驗項目，學生從樣品處理到結果分析全程參與、全過程獨立操作，在學中做、在做中學。“課上做水質分析的實驗，需要運用多種分析方法，從採樣到數據處理，整個過程讓我深刻體會到了定量分析化學的魅力。”該校學生趙文博對這種“沉浸式”“體驗式”學習方式贊不絕口。

該課程教學團隊還採用“交叉式”教學方法，將教材中各個獨立成章的知識點相互串聯，打通課程“奇經八脈”，讓學生建立起清晰完整的知識框架，部分內容還採用翻轉課堂和雨課堂等教學手段、線上多平台教學與線下課堂教學相結合的教學模式。與此同時，老師們還將學術研究、科技發展前沿成果等引入課程，用科研反哺教學，使課堂內容與時俱進。“教學團隊每年都會更新最新的科研進展，讓最新的案例進課堂。”陳霞教授表示，老師們還鼓勵學生留意生活，帶著問題探究奧秘，把身邊的世界當成天然的化學實驗室，讓化學知識不僅止於課堂上理論的傳遞，更能運用到日常生活。

一場場奇妙又科學的實驗，一串串復雜又嚴謹的數據，一次次深刻又不苟地思考，分析化學的奧秘在此過程中緩緩顯露。許多學生表示：“通過這門課程，我們不僅掌握了實驗技巧，更學會了如何用科學思維去探索未知。”（記者李林霞 通訊員張穎）

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