AI 赋能的分子生物学教学创新：从课前到课后的实践

分子生物学作为一门研究生物体分子结构与功能、基因表达调控、遗传信息传递等基本生命活动的前沿学科，其课程内容广泛涉及基因组学、蛋白质组学、基因编辑技术等现代研究领域，具有很强的理论性与实践性。通过学习，学生能够掌握分子生物学的核心知识和实验技能，理解生命现象的分子机制，为后续专业学习和科研工作奠定坚实基础。

植物生产类本科生通常具有扎实的农业基础知识，对植物生长发育、遗传育种和生态学有初步了解。他们对现代生物技术在农业生产中的应用表现出浓厚兴趣，尤其是基因编辑、分子标记等前沿技术。然而，部分学生可能对理论性强的分子生物学课程感到抽象和难以理解，更倾向于实践操作和案例分析。此外，他们希望课程内容能紧密结合实际生产问题，解决实际需求，提升就业竞争力。因此，教学方案应注重理论与实践结合，引入案例教学和实践项目，激发学生的学习兴趣和主动性。

传统《分子生物学》教学模式存在诸多不足。首先，教学内容更新滞后，难以及时融入基因编辑、单细胞测序等前沿技术，导致知识体系与学科发展脱节。其次，教学方法以讲授为主，缺乏互动性和实践性，学生被动接受知识，难以深入理解抽象的分子机制。此外，课程考核多依赖期末考试，过程性评价不足，无法全面反映学生的学习过程和能力。学生参与度低，课堂互动少，学习积极性受挫。这些问题严重影响了教学效果和学生对分子生物学的兴趣与理解，亟需通过教学改革加以解决[1]。

二、雨课堂和人工智能（Artificial Intelligence, AI）技术的优势

（一）长江雨课堂的发展历程与现状

长江雨课堂自推出以来，经历了快速发展和广泛应用的阶段。近年来，众多高校纷纷引入该平台，以推动智慧教学的普及和应用。例如，湖北师范大学在2024 年9 月组织了长江雨课堂的使用培训，重点介绍了其课堂互动、一键出题、直播等功能。此外，也在2025 年举办了相关教学论坛，分享了雨课堂在课堂教学中的创新应用。目前，长江雨课堂已广泛应用于多种学科的教学中，支持线上线下混合式教学模式，为教师和学生提供了便捷的互动和学习体验[2]。

（二）AI 技术的兴起及其在教学中的应用

近年来，AI 技术迅速崛起并广泛应用于教育领域[3]。AI 能够通过大数据分析和机器学习算法，为每个学生提供个性化的学习路径和资源，精准识别学生的学习需求和薄弱环节。例如，AI 智能辅导系统可以根据学生的学习进度动态调整习题难度，提供针对性的练习和反馈。此外，AI 助教可以 24 小时在线答疑，解答学生的问题，增强学习的自主性和灵活性。AI 技术还能够构建知识图谱，帮助教师实时了解学生的学习情况，优化教学内容和方法。这些优势使AI 成为提升教学质量和学生学习体验的重要工具。

三、教学方案的改革与创新

（一）课前教学方案的改革与创新

在课前教学环节，教师可以利用雨课堂平台整合分子生物学的优质教学资源，如高清视频讲解、精美课件和针对性习题库等，为学生提供全面且系统的学习材料，帮助他们拓宽视野。同时，借助AI 技术分析学生的学习数据，教师能够为每个学生推送个性化的预习任务，提高预习的针对性和有效性。此外，在雨课堂上设置讨论区，鼓励学生在预习过程中积极提问、分享观点和交流心得，促进学生之间的交流与合作，增强学生的学习主动性和积极性，为课堂学习奠定良好的基础。

（二）课中教学方案的改革与创新

在课中教学环节，教师可以采用课堂竞猜、翻转课堂、小组讨论等多种互动式教学方法，激发学生的学习兴趣和主动性。例如，通过课堂竞猜活动，学生在轻松的氛围中巩固知识点；翻转课堂让学生提前预习，课堂上进行深入讨论和问题解决；小组讨论则培养学生的团队合作能力和批判性思维。同时，利用 AI 技术实现智能点名、随机提问、实时反馈等功能，提高课堂管理效率。AI 生成的知识图谱能够清晰地展示分子生物学的知识体系，帮助学生更好地理解和掌握课程内容。最后，结合植物生产实际，引入相关案例进行分析，如基因编辑在作物改良中的应用等。通过实际案例的分析和讨论，学生能够更好地理解分子生物学知识在实际生产中的应用，增强知识的理解和应用能力。

（三）课后教学方案的改革与创新

在课后教学环节，教师可以布置多样化的课后作业，如实验报告、文献综述、项目设计等，以满足不同学生的学习需求，培养学生的综合能力。利用雨课堂的作业批改和统计功能，教师能够及时了解学生的作业完成情况，给予针对性的反馈，帮助学生巩固知识。同时，教师在雨课堂上设置答疑时间，及时解答学生的问题，并借助 AI 智能辅导系统，为学生提供 24 小时在线答疑服务，确保学生在遇到问题时能够随时获得帮助。此外，通过雨课堂收集学生的学习数据，包括课堂表现、作业完成情况、考试成绩等，利用 AI 技术对这些数据进行分析，教师能够全面评估学生的学习效果，及时发现学生的学习困难和教学中的不足之处，为后续教学调整提供科学依据。

四、结语

本研究围绕雨课堂和 AI 技术在《分子生物学》教学中的应用展开，通过课前、课中、课后的教学方案改革与创新，取得了显著成效。这些改革措施不仅提高了学生的学习兴趣和成绩，还培养了他们的自主学习能力和创新思维。未来教学改革应进一步深化AI 与教学的融合，拓展教学资源，探索与其他学科的交叉融合，推动《分子生物学》教学的持续改进和发展。

参考文献

[1]唐小寒,马晓君,徐金强,等.新农科背景下中药资源与开发专业生物化学与分子生物 学 课 程 改 革 策 略 —— 以 山 东 农 业 工 程 学 院 为 例 [J]. 智 慧 农 业 导刊,2025,5(08):109-112+117.

[2] 周艳梅. 基于雨课堂的设计性实验混合学习模式[J]. 电气电子教学学报,2025,47(02):245-248.

[3]聂家恒.“Web 应用开发技术”课程科教融汇式 AI 辅助教学探索[J].教育教学论坛,2025,(19):109-112.