人工智能時代高中化學(xué)信息化教學(xué)發(fā)展探究

楊云芳

（甘肅省靈臺縣第二中學(xué)，甘肅靈臺 744404）

社會在進步，時代在發(fā)展，人工智能的出現(xiàn)徹底打破了傳統(tǒng)教育的弊端，在教育領(lǐng)域掀起了一場革命。尤其是將人工智能運用到高中化學(xué)教學(xué)中更具有重要意義，不僅降低了化學(xué)知識的難度，還開發(fā)了學(xué)生的科學(xué)思維，有利于高效化學(xué)課堂的構(gòu)建。但是，在實際教學(xué)中，仍然有些教師對人工智能的理解不透徹，限制了學(xué)生的思維發(fā)展，需要引起高度重視。高中化學(xué)教師應(yīng)該樹立正確的教育思想，認識到人工智能時代對化學(xué)教學(xué)的新要求，設(shè)計形式多樣的新型化學(xué)實踐活動，展現(xiàn)出化學(xué)知識的細節(jié)和本質(zhì)，滿足高中生的求知欲和探索欲，讓化學(xué)課堂成為學(xué)生成長的樂園，促進化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。筆者先分析高中化學(xué)信息化教學(xué)存在的問題，再論述人工智能時代化學(xué)信息化教學(xué)的策略，旨在為廣大化學(xué)教師提供借鑒。

一、高中化學(xué)信息化教學(xué)存在的問題

（一）自律能力弱，監(jiān)管不到位

人工智能的出現(xiàn)催生了許多新的技術(shù)和新的設(shè)備，這些都是高中生學(xué)習(xí)化學(xué)的重要幫手，能夠少走許多彎路。但是現(xiàn)在有些高中生自律能力薄弱，利用人工智能做一些與學(xué)習(xí)無關(guān)的事情，不僅浪費了寶貴的學(xué)習(xí)資源，還容易降低學(xué)習(xí)效率，甚至有些學(xué)生沉迷于網(wǎng)絡(luò)不能自拔，進而耽誤了學(xué)業(yè)。同時，高中化學(xué)學(xué)科通常采用大班額教學(xué)，導(dǎo)致教師難以照顧到每一位學(xué)生，使得部分學(xué)生淪為課堂的旁觀者，只有優(yōu)等生才能跟上教師的教學(xué)節(jié)奏，在班級里呈現(xiàn)兩極分化的情況。

（二）互動頻次少，聽課效果差

在人工智能時代，高中化學(xué)教師紛紛嘗試不同的教學(xué)方法和教學(xué)手段，在課堂上為學(xué)生營造出新鮮、靈動的氛圍，使得化學(xué)學(xué)習(xí)充滿科學(xué)性。但是在實際教學(xué)中，一些教師給學(xué)生布置完學(xué)習(xí)任務(wù)后便要求學(xué)生自己學(xué)習(xí)，與學(xué)生的交流互動較少，導(dǎo)致學(xué)生遇到問題也不敢提問，遺漏重要的知識點。另外，很多學(xué)生把注意力放到人工智能上，在聽課的時候沒有把握重點，只是在視聽刺激中徘徊，聽課效果不理想，甚至有的學(xué)生一堂課下來都不知道教師講的是什么，阻礙了高效課堂的構(gòu)建。

（三）教師不重視，操作不熟練

人工智能是一種新興的教學(xué)手段，需要教師具備較強的操作能力和運用能力，而且還要有處理突發(fā)情況的能力，這就給教師教學(xué)提出了較高的要求。然而有些化學(xué)教師對人工智能的使用不熟練，在課堂教學(xué)中經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤，不僅耽誤了教學(xué)進度，還會給學(xué)生帶來誤導(dǎo)，使得教師不愿意使用人工智能輔助教學(xué)。還有些化學(xué)教師本身受到應(yīng)試教育思想影響，認為傳統(tǒng)的灌輸式教育方法更有利于提高學(xué)生的化學(xué)成績，只要讓學(xué)生在高考中取得高分就行，至于使用什么方法并不重要。總之，教師內(nèi)心的不重視導(dǎo)致教育改革不能落到實處。

二、人工智能時代高中化學(xué)信息化教學(xué)發(fā)展策略

（一）信息化預(yù)習(xí)，激發(fā)興趣

人們常說“良好的開端是成功的一半”。在高中化學(xué)教學(xué)中，課前預(yù)習(xí)是必不可少的，它是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和課堂教學(xué)效率的重要舉措。高中化學(xué)與初中化學(xué)相比，在知識廣度和難度上都提升了一個層次，并且有些抽象的知識在沒有預(yù)習(xí)的前提下，學(xué)生是很難理解和接受的。只有做好課前預(yù)習(xí)，學(xué)生才能提前了解即將要學(xué)的新知識，做到心中有數(shù)，知道哪些是自己能夠弄懂的，哪些內(nèi)容是自己無法弄懂的，在聽課時就會由被動變?yōu)橹鲃樱擅つ孔兊糜嗅槍π裕拐n堂聽講更具目的性。鑒于課前預(yù)習(xí)的重要性，教師在教學(xué)過程中要注重學(xué)生課前預(yù)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，借助人工智能時代背景，運用現(xiàn)代化的教學(xué)手段實現(xiàn)信息化預(yù)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的預(yù)習(xí)興趣，提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效果。

只有學(xué)會預(yù)習(xí)，學(xué)生才能掌握學(xué)習(xí)的主動權(quán)。在預(yù)習(xí)時，教師可以為學(xué)生設(shè)計預(yù)習(xí)提綱，并上傳到班級學(xué)習(xí)平臺中，讓學(xué)生自行下載，對照預(yù)習(xí)提綱閱讀教材，對即將要學(xué)的新知識進行整體上的了解，找到學(xué)習(xí)的重點與難點，自主形成初步的學(xué)習(xí)框架。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)中遇到困難與障礙是在所難免的，因此教師可以根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗，對學(xué)生可能遇到的問題進行講解，并把講解過程制作成微課視頻分享到班級學(xué)習(xí)平臺中，幫助學(xué)生自主突破，保證課前預(yù)習(xí)的順暢性。對于微課中沒有涉及而學(xué)生又不理解的內(nèi)容，教師可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢，讓學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)查詢自己需要的信息與資料，探尋問題的答案，化解預(yù)習(xí)中的疑難，這不僅鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力，還拓寬了學(xué)生的視野。隨著人工智能的發(fā)展，越來越多的人工智能設(shè)備和技術(shù)被應(yīng)用到學(xué)習(xí)當(dāng)中，使學(xué)生找到適合自己的學(xué)習(xí)資源。以“元素周期律”相關(guān)知識為例，在學(xué)生預(yù)習(xí)了教材中的基礎(chǔ)知識后，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)為學(xué)生發(fā)送元素周期表的發(fā)展過程，讓學(xué)生明白科學(xué)研究的成果是階段性的、多樣化的，進一步形成“證據(jù)推理”的素養(yǎng)。

（二）信息化導(dǎo)入，延伸知識

隨著人工智能時代的到來，信息技術(shù)在高中化學(xué)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，推動了高中化學(xué)信息化發(fā)展。課堂導(dǎo)入是學(xué)生學(xué)習(xí)新的化學(xué)知識的開始，有效的課堂導(dǎo)入對課堂教學(xué)具有事半功倍的作用。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師往往采用口頭講授或板書的形式進行課堂導(dǎo)入，導(dǎo)入形式單一、枯燥，導(dǎo)致學(xué)生很難理解教師所表達的知識和情境，教學(xué)效果不盡如人意。然而，信息技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新了課堂導(dǎo)入形式，優(yōu)化了課堂導(dǎo)入內(nèi)容，在啟發(fā)學(xué)生思維的同時還進行了知識的延伸與拓展，增強了學(xué)生主動探索的欲望。

在以往的高中化學(xué)教學(xué)中，教師習(xí)慣運用實驗的方式進行課堂導(dǎo)入，但受空間位置的影響，很多學(xué)生只能看到部分實驗過程與實驗現(xiàn)象，影響了導(dǎo)入效果。為此，教師可以借助人工智能進行實驗導(dǎo)入，利用AI 技術(shù)多角度、全方位地為學(xué)生演示實驗全過程，從而打破空間限制，使每個學(xué)生都能觀察到新奇、有趣的實驗現(xiàn)象，進而培養(yǎng)學(xué)生的整合能力和推理能力。新知識都是在舊知識基礎(chǔ)上建立起來的，教師可以采用復(fù)習(xí)導(dǎo)入法，利用電腦軟件為學(xué)生繪制與新知識相關(guān)的思維導(dǎo)圖，通過對舊知識的回顧引出新知識，實現(xiàn)新舊知識間的有效銜接與過渡，讓學(xué)生對新知充滿探究的興趣。教師還可以利用信息技術(shù)將舊知識以一種游戲化的方式進行呈現(xiàn)，比如將學(xué)過的舊知識改編成朗朗上口的詩歌，并配上學(xué)生喜歡的音樂旋律，讓學(xué)生跟隨音樂節(jié)奏哼唱化學(xué)知識，這既激活了課堂氛圍，又調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。化學(xué)與現(xiàn)實生活具有緊密的聯(lián)系，化學(xué)知識在生活中無處不在，因此教師可以借助信息技術(shù)，利用圖片、視頻、動畫等形式為學(xué)生展示生活中的化學(xué)現(xiàn)象，使學(xué)生了解化學(xué)知識在生活中的應(yīng)用；還可以展示最前沿的化學(xué)研究成果，讓學(xué)生感受化學(xué)學(xué)科的神奇魅力，培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)的熱愛之情，使其體會透過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)方法。

（三）信息化互動，趣味交流

課堂互動方式要體現(xiàn)信息化，縮短信息技術(shù)與學(xué)生之間的距離，為后續(xù)的化學(xué)教學(xué)提供幫助。近年來，“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)逐漸成熟，在教育領(lǐng)域占據(jù)了重要的地位，因此高中化學(xué)教師可以巧妙運用“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)設(shè)互動情境，吸引學(xué)生的參與熱情，并且創(chuàng)造良好的交流機會，讓學(xué)生都能夠參與課堂互動，促進學(xué)生共同進步。同時，教師要讓學(xué)生行動起來，自己操作智慧終端，與教師進行思維的碰撞，拓寬學(xué)生獲取信息的渠道，實現(xiàn)趣味交流和智慧交流。

以“氧化還原反應(yīng)”相關(guān)知識為例，這部分內(nèi)容是化學(xué)教學(xué)的重點，主要的目標(biāo)是要求學(xué)生探究氧化還原反應(yīng)的概念及其發(fā)展空間，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。為了有效突出重難點，教師可以采用電子白板輔助教學(xué)，將相關(guān)教學(xué)資源發(fā)送到學(xué)生的電子白板上，鼓勵學(xué)生一邊閱讀一邊分析，將學(xué)生的認識引向深入。教師要利用電子白板的交互功能向?qū)W生提問，學(xué)生只要在電子白板上進行點擊操作就可以回答問題，取代了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式。教師設(shè)計的問題應(yīng)有驅(qū)動性和啟發(fā)性，如同學(xué)們，請舉例說明我們在初中階段學(xué)過哪四種基本反應(yīng)類型？怎樣判斷一個反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)？氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系是什么？在氧化還原反應(yīng)中，元素化合價發(fā)生改變的本質(zhì)原因是什么？通過師生之間的提問和互動，學(xué)生能夠初步掌握根據(jù)化合價的變化來判斷氧化還原反應(yīng)的基本途徑，為解決實際問題提供了有效幫助。接下來，教師要求學(xué)生在自己的電子白板上書寫相關(guān)的氧化還原反應(yīng)公式，繪制相關(guān)的氧化還原反應(yīng)示意圖，化抽象為形象，化復(fù)雜為簡單，學(xué)生操作完成后點擊提交就可以了。最后，教師通過分析和匯總，能夠及時找到學(xué)生在本節(jié)課當(dāng)中存在的不足，并且進行有針對性的指導(dǎo)，增強學(xué)生對所學(xué)知識的理解和記憶。

（四）信息化實驗，積累經(jīng)驗

眾所周知，實驗是化學(xué)教學(xué)的重難點，很多高中階段的化學(xué)知識都是通過實驗獲取的。在實際教學(xué)的過程中，學(xué)生的實驗效果并不好，有時候教師以演示實驗代替學(xué)生操作，有時候教師會要求學(xué)生按照固定步驟操作實驗，這不僅束縛了學(xué)生的化學(xué)思維，還使得化學(xué)實驗出現(xiàn)了僵局。在人工智能時代，教師要創(chuàng)造信息化實驗，運用先進的信息技術(shù)工具設(shè)計全新的實驗流程和實驗方法，讓學(xué)生不僅能夠看到實驗的全過程，而且還可以展現(xiàn)出自己的實驗才能，積累豐富的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，形成高尚的實驗精神。

在實際操作之前，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)為學(xué)生搜索相關(guān)的操作視頻，并且引導(dǎo)學(xué)生分析這些視頻當(dāng)中的優(yōu)點和不足，從而使學(xué)生在實際操作的時候能夠更有方向性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。有些化學(xué)實驗需要記錄的數(shù)據(jù)較多，如果學(xué)生直接寫在紙上很容易出現(xiàn)錯誤，此時教師可以指導(dǎo)學(xué)生將數(shù)據(jù)記錄到電子表格中，然后通過電子表格來處理數(shù)據(jù)，這有利于學(xué)生進行深入的研究。對于一些反應(yīng)時間較長的實驗，學(xué)生在一節(jié)課當(dāng)中無法進行完整的觀察，教師可以通過視頻處理功能將實驗現(xiàn)象進行壓縮，這樣學(xué)生就可以快速地看到實驗的全過程，幫助學(xué)生重新認識化學(xué)。另外，在化學(xué)實驗課堂上，有一些化學(xué)實驗存在較大的難度或者存在危險性，不適合在實驗室里進行操作，此時教師可以通過仿真實驗軟件帶給學(xué)生驚喜。比如，在教學(xué)高中化學(xué)苯酚的性質(zhì)時，苯酚的腐蝕性是相對較強的，如果學(xué)生操作不慎，就會對自身產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以教師可以先讓學(xué)生利用模擬軟件進行操作，一旦學(xué)生出現(xiàn)錯誤，軟件會進行錯誤提示，這樣能夠確保學(xué)生的人身安全，提高實驗教學(xué)的效率。通常情況下，學(xué)生上完化學(xué)實驗課以后很少及時復(fù)習(xí)，使得有些知識很快被遺忘，這時教師就可以將實驗原理、實驗方法、實驗創(chuàng)意等錄制成微課，這樣學(xué)生就可以隨時隨地復(fù)習(xí)，達到最佳的學(xué)習(xí)效果。

（五）信息化評價，科學(xué)育人

科學(xué)的課堂評價不僅是師生交流情感的有效方式，還能夠促進化學(xué)課堂的長遠發(fā)展。有些教師對評價不重視，這暴露出教師專業(yè)化水平的缺點，為教師改進和提升自身綜合能力指明了方向。在人工智能時代，教師可以將信息化評價落實到化學(xué)課堂上，既能夠體現(xiàn)出評價的趣味性和客觀性，還可以為學(xué)生帶來更多有效的精神品質(zhì)和學(xué)習(xí)理念，實現(xiàn)科學(xué)育人的目標(biāo)。學(xué)生不是知識的被動接受者，而是知識的加工者和主動構(gòu)建者，教師必須做到與時俱進，在信息化評價時投入情感，不斷擴大學(xué)生的認知范圍，促進學(xué)生化學(xué)知識的有效運用。

每個高中生都有自己的學(xué)習(xí)方法和個性特點，化學(xué)教師可以通過大數(shù)據(jù)的方式收集學(xué)生的基本情況，并且對學(xué)生進行科學(xué)分層，使每個學(xué)生都能夠在自己的層次中獲得進步的動力，感受學(xué)習(xí)化學(xué)的成就感，為教師進行評價提供依據(jù)。為了拓寬評價主體，教師可以通過微信或者釘釘?shù)溶浖垖W(xué)生家長參與到課堂評價中，認真聽取家長對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋，與家長共同探討合理的教育方法，從而發(fā)揮家校合力。學(xué)生也要參與到課堂評價中，利用教師提前制作好的電子評價表格，對自己的化學(xué)學(xué)習(xí)情況進行打分，使學(xué)生認清自我，不斷完善自我，獲得更大的進步。信息化評價應(yīng)該突出以人為本的特點，教師必須改變“以成績定勝負”的評價思想，能夠把更多的關(guān)注點放到學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，通過信息技術(shù)手段進行動態(tài)點評，關(guān)注學(xué)生的點滴進步，啟迪學(xué)生智慧的增長，促使學(xué)生養(yǎng)成良好的化學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。

三、結(jié)語

總而言之，在人工智能時代，高中化學(xué)教學(xué)有了新的突破和轉(zhuǎn)變，更好地呈現(xiàn)出化學(xué)知識的特色，為學(xué)生的全面發(fā)展奠定扎實的基礎(chǔ)。高中化學(xué)教師要秉持生本理念，發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，設(shè)計學(xué)生喜聞樂見的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式，增強化學(xué)教學(xué)實效。同時，教師還要善于拓展和延伸課堂知識，為學(xué)生帶來全新的化學(xué)學(xué)習(xí)體驗，大幅度提升學(xué)生的化學(xué)綜合能力，培養(yǎng)出德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀學(xué)生。