人工智能时代高中化学信息化教学发展探究

杨云芳

（甘肃省灵台县第二中学，甘肃灵台 744404）

社会在进步，时代在发展，人工智能的出现彻底打破了传统教育的弊端，在教育领域掀起了一场革命。尤其是将人工智能运用到高中化学教学中更具有重要意义，不仅降低了化学知识的难度，还开发了学生的科学思维，有利于高效化学课堂的构建。但是，在实际教学中，仍然有些教师对人工智能的理解不透彻，限制了学生的思维发展，需要引起高度重视。高中化学教师应该树立正确的教育思想，认识到人工智能时代对化学教学的新要求，设计形式多样的新型化学实践活动，展现出化学知识的细节和本质，满足高中生的求知欲和探索欲，让化学课堂成为学生成长的乐园，促进化学核心素养的发展。笔者先分析高中化学信息化教学存在的问题，再论述人工智能时代化学信息化教学的策略，旨在为广大化学教师提供借鉴。

一、高中化学信息化教学存在的问题

（一）自律能力弱，监管不到位

人工智能的出现催生了许多新的技术和新的设备，这些都是高中生学习化学的重要帮手，能够少走许多弯路。但是现在有些高中生自律能力薄弱，利用人工智能做一些与学习无关的事情，不仅浪费了宝贵的学习资源，还容易降低学习效率，甚至有些学生沉迷于网络不能自拔，进而耽误了学业。同时，高中化学学科通常采用大班额教学，导致教师难以照顾到每一位学生，使得部分学生沦为课堂的旁观者，只有优等生才能跟上教师的教学节奏，在班级里呈现两极分化的情况。

（二）互动频次少，听课效果差

在人工智能时代，高中化学教师纷纷尝试不同的教学方法和教学手段，在课堂上为学生营造出新鲜、灵动的氛围，使得化学学习充满科学性。但是在实际教学中，一些教师给学生布置完学习任务后便要求学生自己学习，与学生的交流互动较少，导致学生遇到问题也不敢提问，遗漏重要的知识点。另外，很多学生把注意力放到人工智能上，在听课的时候没有把握重点，只是在视听刺激中徘徊，听课效果不理想，甚至有的学生一堂课下来都不知道教师讲的是什么，阻碍了高效课堂的构建。

（三）教师不重视，操作不熟练

人工智能是一种新兴的教学手段，需要教师具备较强的操作能力和运用能力，而且还要有处理突发情况的能力，这就给教师教学提出了较高的要求。然而有些化学教师对人工智能的使用不熟练，在课堂教学中经常会出现错误，不仅耽误了教学进度，还会给学生带来误导，使得教师不愿意使用人工智能辅助教学。还有些化学教师本身受到应试教育思想影响，认为传统的灌输式教育方法更有利于提高学生的化学成绩，只要让学生在高考中取得高分就行，至于使用什么方法并不重要。总之，教师内心的不重视导致教育改革不能落到实处。

二、人工智能时代高中化学信息化教学发展策略

（一）信息化预习，激发兴趣

人们常说“良好的开端是成功的一半”。在高中化学教学中，课前预习是必不可少的，它是提高学生学习效率和课堂教学效率的重要举措。高中化学与初中化学相比，在知识广度和难度上都提升了一个层次，并且有些抽象的知识在没有预习的前提下，学生是很难理解和接受的。只有做好课前预习，学生才能提前了解即将要学的新知识，做到心中有数，知道哪些是自己能够弄懂的，哪些内容是自己无法弄懂的，在听课时就会由被动变为主动，由盲目变得有针对性，使课堂听讲更具目的性。鉴于课前预习的重要性，教师在教学过程中要注重学生课前预习习惯的培养，借助人工智能时代背景，运用现代化的教学手段实现信息化预习，激发学生的预习兴趣，提升学生的预习效果。

只有学会预习，学生才能掌握学习的主动权。在预习时，教师可以为学生设计预习提纲，并上传到班级学习平台中，让学生自行下载，对照预习提纲阅读教材，对即将要学的新知识进行整体上的了解，找到学习的重点与难点，自主形成初步的学习框架。学生在课前预习中遇到困难与障碍是在所难免的，因此教师可以根据教学经验，对学生可能遇到的问题进行讲解，并把讲解过程制作成微课视频分享到班级学习平台中，帮助学生自主突破，保证课前预习的顺畅性。对于微课中没有涉及而学生又不理解的内容，教师可以发挥网络资源的优势，让学生利用互联网查询自己需要的信息与资料，探寻问题的答案，化解预习中的疑难，这不仅锻炼了学生的自学能力，还拓宽了学生的视野。随着人工智能的发展，越来越多的人工智能设备和技术被应用到学习当中，使学生找到适合自己的学习资源。以“元素周期律”相关知识为例，在学生预习了教材中的基础知识后，教师可以通过网络为学生发送元素周期表的发展过程，让学生明白科学研究的成果是阶段性的、多样化的，进一步形成“证据推理”的素养。

（二）信息化导入，延伸知识

随着人工智能时代的到来，信息技术在高中化学教学中得到了广泛应用，推动了高中化学信息化发展。课堂导入是学生学习新的化学知识的开始，有效的课堂导入对课堂教学具有事半功倍的作用。在传统教学模式下，教师往往采用口头讲授或板书的形式进行课堂导入，导入形式单一、枯燥，导致学生很难理解教师所表达的知识和情境，教学效果不尽如人意。然而，信息技术的应用创新了课堂导入形式，优化了课堂导入内容，在启发学生思维的同时还进行了知识的延伸与拓展，增强了学生主动探索的欲望。

在以往的高中化学教学中，教师习惯运用实验的方式进行课堂导入，但受空间位置的影响，很多学生只能看到部分实验过程与实验现象，影响了导入效果。为此，教师可以借助人工智能进行实验导入，利用AI 技术多角度、全方位地为学生演示实验全过程，从而打破空间限制，使每个学生都能观察到新奇、有趣的实验现象，进而培养学生的整合能力和推理能力。新知识都是在旧知识基础上建立起来的，教师可以采用复习导入法，利用电脑软件为学生绘制与新知识相关的思维导图，通过对旧知识的回顾引出新知识，实现新旧知识间的有效衔接与过渡，让学生对新知充满探究的兴趣。教师还可以利用信息技术将旧知识以一种游戏化的方式进行呈现，比如将学过的旧知识改编成朗朗上口的诗歌，并配上学生喜欢的音乐旋律，让学生跟随音乐节奏哼唱化学知识，这既激活了课堂氛围，又调动了学生学习的积极性。化学与现实生活具有紧密的联系，化学知识在生活中无处不在，因此教师可以借助信息技术，利用图片、视频、动画等形式为学生展示生活中的化学现象，使学生了解化学知识在生活中的应用；还可以展示最前沿的化学研究成果，让学生感受化学学科的神奇魅力，培养学生对化学的热爱之情，使其体会透过现象看本质的科学方法。

（三）信息化互动，趣味交流

课堂互动方式要体现信息化，缩短信息技术与学生之间的距离，为后续的化学教学提供帮助。近年来，“互联网+”技术逐渐成熟，在教育领域占据了重要的地位，因此高中化学教师可以巧妙运用“互联网+”创设互动情境，吸引学生的参与热情，并且创造良好的交流机会，让学生都能够参与课堂互动，促进学生共同进步。同时，教师要让学生行动起来，自己操作智慧终端，与教师进行思维的碰撞，拓宽学生获取信息的渠道，实现趣味交流和智慧交流。

以“氧化还原反应”相关知识为例，这部分内容是化学教学的重点，主要的目标是要求学生探究氧化还原反应的概念及其发展空间，培养学生的思维能力。为了有效突出重难点，教师可以采用电子白板辅助教学，将相关教学资源发送到学生的电子白板上，鼓励学生一边阅读一边分析，将学生的认识引向深入。教师要利用电子白板的交互功能向学生提问，学生只要在电子白板上进行点击操作就可以回答问题，取代了传统的课堂教学方式。教师设计的问题应有驱动性和启发性，如同学们，请举例说明我们在初中阶段学过哪四种基本反应类型？怎样判断一个反应是不是氧化还原反应？氧化还原反应与四种基本反应类型的关系是什么？在氧化还原反应中，元素化合价发生改变的本质原因是什么？通过师生之间的提问和互动，学生能够初步掌握根据化合价的变化来判断氧化还原反应的基本途径，为解决实际问题提供了有效帮助。接下来，教师要求学生在自己的电子白板上书写相关的氧化还原反应公式，绘制相关的氧化还原反应示意图，化抽象为形象，化复杂为简单，学生操作完成后点击提交就可以了。最后，教师通过分析和汇总，能够及时找到学生在本节课当中存在的不足，并且进行有针对性的指导，增强学生对所学知识的理解和记忆。

（四）信息化实验，积累经验

众所周知，实验是化学教学的重难点，很多高中阶段的化学知识都是通过实验获取的。在实际教学的过程中，学生的实验效果并不好，有时候教师以演示实验代替学生操作，有时候教师会要求学生按照固定步骤操作实验，这不仅束缚了学生的化学思维，还使得化学实验出现了僵局。在人工智能时代，教师要创造信息化实验，运用先进的信息技术工具设计全新的实验流程和实验方法，让学生不仅能够看到实验的全过程，而且还可以展现出自己的实验才能，积累丰富的学习经验，形成高尚的实验精神。

在实际操作之前，教师可以通过互联网为学生搜索相关的操作视频，并且引导学生分析这些视频当中的优点和不足，从而使学生在实际操作的时候能够更有方向性，激发学生的创造力和想象力。有些化学实验需要记录的数据较多，如果学生直接写在纸上很容易出现错误，此时教师可以指导学生将数据记录到电子表格中，然后通过电子表格来处理数据，这有利于学生进行深入的研究。对于一些反应时间较长的实验，学生在一节课当中无法进行完整的观察，教师可以通过视频处理功能将实验现象进行压缩，这样学生就可以快速地看到实验的全过程，帮助学生重新认识化学。另外，在化学实验课堂上，有一些化学实验存在较大的难度或者存在危险性，不适合在实验室里进行操作，此时教师可以通过仿真实验软件带给学生惊喜。比如，在教学高中化学苯酚的性质时，苯酚的腐蚀性是相对较强的，如果学生操作不慎，就会对自身产生严重的影响。所以教师可以先让学生利用模拟软件进行操作，一旦学生出现错误，软件会进行错误提示，这样能够确保学生的人身安全，提高实验教学的效率。通常情况下，学生上完化学实验课以后很少及时复习，使得有些知识很快被遗忘，这时教师就可以将实验原理、实验方法、实验创意等录制成微课，这样学生就可以随时随地复习，达到最佳的学习效果。

（五）信息化评价，科学育人

科学的课堂评价不仅是师生交流情感的有效方式，还能够促进化学课堂的长远发展。有些教师对评价不重视，这暴露出教师专业化水平的缺点，为教师改进和提升自身综合能力指明了方向。在人工智能时代，教师可以将信息化评价落实到化学课堂上，既能够体现出评价的趣味性和客观性，还可以为学生带来更多有效的精神品质和学习理念，实现科学育人的目标。学生不是知识的被动接受者，而是知识的加工者和主动构建者，教师必须做到与时俱进，在信息化评价时投入情感，不断扩大学生的认知范围，促进学生化学知识的有效运用。

每个高中生都有自己的学习方法和个性特点，化学教师可以通过大数据的方式收集学生的基本情况，并且对学生进行科学分层，使每个学生都能够在自己的层次中获得进步的动力，感受学习化学的成就感，为教师进行评价提供依据。为了拓宽评价主体，教师可以通过微信或者钉钉等软件邀请学生家长参与到课堂评价中，认真听取家长对学生学习情况的反馈，与家长共同探讨合理的教育方法，从而发挥家校合力。学生也要参与到课堂评价中，利用教师提前制作好的电子评价表格，对自己的化学学习情况进行打分，使学生认清自我，不断完善自我，获得更大的进步。信息化评价应该突出以人为本的特点，教师必须改变“以成绩定胜负”的评价思想，能够把更多的关注点放到学生学习过程中，通过信息技术手段进行动态点评，关注学生的点滴进步，启迪学生智慧的增长，促使学生养成良好的化学学习习惯。

三、结语

总而言之，在人工智能时代，高中化学教学有了新的突破和转变，更好地呈现出化学知识的特色，为学生的全面发展奠定扎实的基础。高中化学教师要秉持生本理念，发挥人工智能的优势，设计学生喜闻乐见的教学内容和教学形式，增强化学教学实效。同时，教师还要善于拓展和延伸课堂知识，为学生带来全新的化学学习体验，大幅度提升学生的化学综合能力，培养出德才兼备的优秀学生。