人工智能背景下高中化學智慧課堂建設思路與教學實踐研究

摘要：隨著人工智能技術(shù)的迭代更新，其已經(jīng)廣泛應用到人們的生產(chǎn)和生活中。本文基于人工智能背景，對教育工作開展的內(nèi)涵、高中化學智慧課堂建設思路、教學實踐方面進行了分析，并結(jié)合案例提出了相應的建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中化學；智慧課堂；人工智能

一、引言

高中化學教學中，教師越來越重視學生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)，并積極探索應用人工智能技術(shù)來輔助教學，以提高教學效果。該背景下，智慧課堂建設成為當前高中化學教學研究的熱點，教師也可積極探索并應用人工智能技術(shù)推動智慧課堂的建設。人工智能技術(shù)不僅可以幫助教師提升教學效果和教學效率，還能為學生提供更個性化的學習方式，有助于提高學生的自主學習能力。

二、人工智能背景下教育工作開展的內(nèi)涵

人工智能背景下，教育工作開展的內(nèi)涵有了更深層次的變化，即人工智能作為一種新的技術(shù)手段，從根本上改變了教育工作開展模式。作為一種新的工作方式，人工智能對教育工作開展產(chǎn)生了深遠影響。因此，需要深刻把握人工智能背景下教育工作開展的內(nèi)涵，以更好地應對挑戰(zhàn)。

（一）“人工智能+”教育的內(nèi)涵

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，“人工智能+”教育也得到了快速發(fā)展?！叭斯ぶ悄?”教育是指在人工智能基礎(chǔ)上，通過技術(shù)手段，改變傳統(tǒng)教育模式和教育理念，以提升教育質(zhì)量、促進人的全面發(fā)展為目標，在教育過程中將人工智能融入教學活動、管理過程等各方面，從而為教學模式創(chuàng)新與變革提供技術(shù)保障?！叭斯ぶ悄?”教育既包含“人工智能+教學”，也包含“人工智能+管理”?！敖虒W”是指運用現(xiàn)代信息技術(shù)方法，開展基于知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高的教學活動?！肮芾怼笔侵高\用現(xiàn)代信息技術(shù)，對教育活動進行計劃、組織、協(xié)調(diào)和控制等活動。因此，“人工智能+”教學與“人工智能+”管理是相輔相成的關(guān)系，兩者在實施過程中均需要運用信息化手段開展工作。

理論上講，“人工智能+”教育是指利用大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)實現(xiàn)對學生學習過程的分析指導；利用物聯(lián)網(wǎng)、智能機器人技術(shù)實現(xiàn)對學習環(huán)境的智能化管理；利用云計算技術(shù)實現(xiàn)對教師與學生的遠程支持與服務。實際應用中，“人工智能+”教育可以從多層面進行探索。例如，對學生學習過程中開展個性化輔導、自適應學習指導、智能導學系統(tǒng)、智能教學資源；在管理過程中開展智能化決策、智能化監(jiān)管和智能化服務；在教師隊伍建設上開展個性化培訓和個性化指導。

（二）智慧課堂的內(nèi)涵

智慧課堂是人工智能與教育的深度融合，是通過先進的技術(shù)手段實現(xiàn)“智慧”教學。智慧課堂從本質(zhì)上說是一種技術(shù)應用，即以先進的信息技術(shù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)教育資源的整合、學習過程的優(yōu)化和教學效果的提升。而這種整合和優(yōu)化可以通過多種途徑實現(xiàn)，例如基于云計算平臺和大數(shù)據(jù)平臺，可以滿足學習者的個性化學習需求，控制教育環(huán)境的智能感知。因此，智慧課堂是一種融合互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的新型教學方式。同時，智慧課堂能夠?qū)W生進行及時、全面、準確地監(jiān)測與分析，實現(xiàn)對學生學習行為數(shù)據(jù)的收集，并根據(jù)學生學習行為數(shù)據(jù)的反饋進行動態(tài)調(diào)整。因此，智慧課堂能夠為教師提供科學、有效的教學支持服務，促進教師專業(yè)發(fā)展，從而為教師的教學工作提供有力支持。

三、人工智能背景下高中化學智慧課堂建設問題

（一）課前學情診斷不精準

高中化學智慧課堂建設中，教師要實現(xiàn)智慧課堂的有效應用，需要對學生的學情進行診斷，并根據(jù)學生的學習情況開展針對性的教學。但目前很多教師在課前學情診斷上存在不精準的情況，例如部分教師會對學生開展簡單的問卷調(diào)查，以此了解學生對化學知識的掌握情況，但這類調(diào)查結(jié)果并不能反映學生真正掌握了哪些化學知識。同時，部分教師在課前學情診斷中會對學生的作業(yè)情況進行分析，但這類分析并不能反映學生在化學作業(yè)中存在的問題。所以，開展課前學情診斷時，教師需要結(jié)合學生的作業(yè)情況，判斷學生哪些方面存在不足，并針對不足開展針對性地教學工作，從而提升智慧課堂教學效率。

（二）教學過程中反饋不及時

高中化學智慧課堂建設中，學生是學習的主體，教師是主導，學生可以利用信息技術(shù)自主學習，但如果教師未及時對學生的學習情況進行反饋，則會影響教學質(zhì)量的提升。因此，教師應利用信息技術(shù)收集學生的學習情況與反饋信息，并在此基礎(chǔ)上對課堂教學進行優(yōu)化。實際教學中，部分教師因時間問題或者其他原因未了解學生的學習情況和反饋信息，導致影響教學質(zhì)量和效率。因此，教師應加強對學生反饋信息的重視，并了解學生學習情況，這不僅能夠能夠提升化學智慧課堂建設質(zhì)量和效率，還能夠促進師生之間、生生之間的互動。

（三）課后缺乏個性化指導

人工智能背景下，學生可以利用互聯(lián)網(wǎng)與電子設備開展自主學習，但現(xiàn)階段化學智慧課堂教學還存在問題，例如課后缺乏個性化指導。學生在自主學習時，往往會遇到各種各樣的問題，而這些問題往往會影響學生的學習興趣與效率。很多教師無法了解學生的學習情況，學生也無法獲得針對性的指導。在這樣的情況下，教師無法根據(jù)學生的實際開展指導工作。此外，部分教師開展智慧課堂教學時，也會忽略課后個性化指導工作，這也會影響智慧課堂教學效果。因此，在化學教學中，教師應加大對智慧課堂教學模式的關(guān)注力度，重視課后個性化指導工作。

四、人工智能背景下高中化學智慧課堂建設思路與教學實踐

（一）思路

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育領(lǐng)域也進入了信息化時代。信息技術(shù)在教育中的應用，改變了傳統(tǒng)的教學模式和教學方法，促進了教學理念和教學方法的創(chuàng)新。在高中化學課堂教學中，通過信息技術(shù)的應用，可以激發(fā)學生學習化學的興趣，培養(yǎng)學生自主學習和探究問題的能力。

1.利用人工智能設備為教學活動開展提供必要的技術(shù)支持

在“人工智能+”教育的大環(huán)境下，建立中學化學智慧課堂，離不開人工智能裝置的支持，唯有將人工智能技術(shù)的功能充分利用起來，將其與化學課堂進行結(jié)合，才能讓智慧課堂真正建設起來。

首先，就智慧教室硬件設施而言，教師可以采用物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將最新的 IOT技術(shù)引入其中，并為其安裝 Android體系結(jié)構(gòu)的觸控控制終端，利用網(wǎng)絡對教室中的硬件設施進行遠程操控，讓師生之間能夠進行互聯(lián)，為這種交互教學方式的實施打下了良好的材料基礎(chǔ)。另外，教師也能夠創(chuàng)造多個屏幕交互機制，使各種裝置能夠在不同裝置之間靈活地轉(zhuǎn)換，從而使教學方法和教學方法得到最大程度的改進。在智能教室硬件支撐下，教師能夠?qū)W生的學習情況進行實時監(jiān)控，并對其進行有針對性地引導，并與統(tǒng)計資料相結(jié)合，進而有針對性地實施教學。

2.通過學習理論為教學理論提供支持

人工智能在教育領(lǐng)域的應用，改變了傳統(tǒng)教學模式，促進了教育現(xiàn)代化的發(fā)展。同時，也促進了教師專業(yè)能力的提升，促進了學生自主學習能力的培養(yǎng)。但是在實際應用中，由于受傳統(tǒng)教學模式和教學方法的影響，很多教師仍采用傳統(tǒng)教學方法和模式，這導致學生在學習中難以體驗到樂趣，沒有激發(fā)學生的學習興趣。因此，教師應該結(jié)合人工智能應用，結(jié)合智慧課堂教學模式實施教學。

例如，講授“堿金屬”時，教師可以根據(jù)學習理論為學生提供支持。學習理論認為學習是一個主動建構(gòu)過程，需要通過不斷地探索和實踐來實現(xiàn)。教師可以根據(jù)學生的學習情況和教師對教材內(nèi)容的理解設計化學實驗。讓學生在實驗中認識堿金屬和堿土金屬之間的聯(lián)系和區(qū)別。該過程中，教師可以向?qū)W生提問：“這些物質(zhì)之間有沒有關(guān)系？”讓學生對這些物質(zhì)之間的關(guān)系進行探究。在探究過程中，教師可以向?qū)W生展示有關(guān)堿金屬和堿土金屬之間的關(guān)系圖，讓學生根據(jù)理解選擇實驗方案。通過這樣的方式，不僅可以使學生理解堿金屬和堿土金屬之間聯(lián)系和區(qū)別，還可以激發(fā)學生學習化學知識的興趣。

（二）實踐方法

1.利用平臺豐富課堂教學資源

人工智能背景下，高中化學智慧課堂建設還需要注重豐富課堂教學資源。教師可以通過利用互聯(lián)網(wǎng)平臺，為學生提供更豐富的資源，使學生能夠在短時間內(nèi)學習更多的化學知識。

例如，學習“氯氣”時，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，將“氯氣”這一物質(zhì)的性質(zhì)和用途向?qū)W生進行展示。教學過程中，教師還可以將相關(guān)知識進行歸納和總結(jié)，使學生能夠在短時間內(nèi)了解更多的知識。同時，教師還可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺對資料進行收集和整理，從而豐富課堂教學資源。又如，教師可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺上搜集與“氯氣”相關(guān)的視頻、圖片以及實驗數(shù)據(jù)，幫助學生更好地理解“氯氣”這一物質(zhì)。這種教學方式不僅能夠豐富課堂教學資源，還有利于提高學生的學習效率。

2.結(jié)合人工智能技術(shù)合理進行課堂教學時間規(guī)劃

傳統(tǒng)高中化學教學中，教師會將課堂教學時間按照傳統(tǒng)教學方式進行劃分，將教師的教學內(nèi)容和學生的學習時間進行合理搭配。例如，講授“離子共存”時，教師會將課堂教學時間分為兩個部分，一是講解離子共存知識，二是讓學生完成離子共存實驗。雖然這樣的方式能夠使教師掌握學生的學習情況，但無法激發(fā)學生的學習興趣。為了改變這一現(xiàn)狀，教師可以利用人工智能技術(shù)對課堂教學時間進行規(guī)劃，這樣能夠激發(fā)學生學習的興趣。因此，在高中化學智慧課堂建設中，教師應將人工智能技術(shù)應用到課堂教學時間規(guī)劃中，這樣能夠充分調(diào)動學生的學習積極性和主動性，也能夠促進高中化學智慧課堂建設效率的提升。

3.營造化學教學智慧情境

在高中化學教學中，教師可以通過利用人工智能技術(shù)營造智慧情境，讓學生在真實的情境中感受化學知識，并掌握相關(guān)知識。例如，教師可以將教學內(nèi)容與生活實際相結(jié)合，讓學生在學習化學知識的同時，能夠了解化學在生活中的應用，從而提高學生學習化學的興趣。例如，教授“金屬與鹽”這一單元教學時，教師可以將金屬的知識融入化學情境中，讓學生體會金屬的重要性。又如，教師可以將生活中常見的物質(zhì)與化學知識相結(jié)合，讓學生認識這些物質(zhì)的重要性。在這種教學情境下，不僅可以調(diào)動學生學習化學的興趣和積極性，還可以促進學生將所學知識與生活實際相結(jié)合。

4.打造多元化教學評價模式

首先，教學評價是教育評價的重要組成部分。教師可以運用多樣化的評價方式，如學生自評、學生互評、師生共同評價。例如，教師可以借助智慧平臺，在課堂教學的過程中采用自評、互評和師生共同評價的方式進行。教師可以設置一個問題，讓學生通過智慧平臺將答案提交給教師進行批改，教師批改后再反饋給學生。通過這樣的方式，不僅可以實現(xiàn)課堂上師生之間的互動交流，還能夠為學生提供更多展示自我的機會。

最后，智慧課堂的應用是智慧教育發(fā)展過程中的必然趨勢。在高中化學教學過程中，利用人工智能技術(shù)輔助課堂教學，可以激發(fā)學生學習化學知識的興趣，進而培養(yǎng)他們學習化學知識的興趣和能力。通過智慧課堂教學模式，可以讓教師更加關(guān)注學生在課堂上的表現(xiàn)和變化情況，幫助教師了解學生對化學知識的掌握情況，進而為提升教學質(zhì)量提供幫助。

五、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，人工智能技術(shù)已經(jīng)在教育教學領(lǐng)域中得到了廣泛應用，其給教學工作帶來的便利也是不可忽視的。該背景下，教師應緊跟時代潮流，積極探索并應用人工智能技術(shù)，不斷豐富自身的教學手段，為學生創(chuàng)造更加良好的學習環(huán)境。與此同時，教師也要充分發(fā)揮引導作用，合理利用人工智能技術(shù)，引導學生自主學習和探究，促進學生綜合素質(zhì)水平的提升。

作者單位：王萍萍 甘肅省臨洮中學

參考文獻

[1]鄧元盛.基于智慧課堂的高中化學教學設計研究[D].廣州大學，2023.

[2]燕向華.微課背景下高中化學智慧課堂構(gòu)建[J].文理導航（中旬），2023，（06）：49-51.

[3]康桐.OBE理念下化學智慧課堂教學研究[J].文理導航（中旬），2023，（04）：43-45.

[4]管臻英.人工智能背景下高中化學智慧課堂教學實踐研究[J].高考，2023，（04）：136-139.

[5]徐海燕;秦紅兵.“人工智能+”教育背景下高中化學智慧課堂教學實踐研究[J].名師在線，2022，（33）：9-11.

[6]曹穎.高中化學智慧課堂中學習機會測評指標體系的構(gòu)建與應用研究[D].西南大學，2022.