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        人工智能背景下高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)思路與教學(xué)實(shí)踐研究

        2024-10-25 00:00:00王萍萍
        中國(guó)新通信 2024年17期

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

        關(guān)鍵詞:高中化學(xué);智慧課堂;人工智能

        一、引言

        高中化學(xué)教學(xué)中,教師越來(lái)越重視學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng),并積極探索應(yīng)用人工智能技術(shù)來(lái)輔助教學(xué),以提高教學(xué)效果。該背景下,智慧課堂建設(shè)成為當(dāng)前高中化學(xué)教學(xué)研究的熱點(diǎn),教師也可積極探索并應(yīng)用人工智能技術(shù)推動(dòng)智慧課堂的建設(shè)。人工智能技術(shù)不僅可以幫助教師提升教學(xué)效果和教學(xué)效率,還能為學(xué)生提供更個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式,有助于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

        二、人工智能背景下教育工作開(kāi)展的內(nèi)涵

        人工智能背景下,教育工作開(kāi)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(kāi)展模式。作為一種新的工作方式,人工智能對(duì)教育工作開(kāi)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。因此,需要深刻把握人工智能背景下教育工作開(kāi)展的內(nèi)涵,以更好地應(yīng)對(duì)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(guò)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(jìn)人的全面發(fā)展為目標(biāo),在教育過(guò)程中將人工智能融入教學(xué)活動(dòng)、管理過(guò)程等各方面,從而為教學(xué)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(xué)”,也包含“人工智能+管理”。“教學(xué)”是指運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)方法,開(kāi)展基于知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高的教學(xué)活動(dòng)?!肮芾怼笔侵高\(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù),對(duì)教育活動(dòng)進(jìn)行計(jì)劃、組織、協(xié)調(diào)和控制等活動(dòng)。因此,“人工智能+”教學(xué)與“人工智能+”管理是相輔相成的關(guān)系,兩者在實(shí)施過(guò)程中均需要運(yùn)用信息化手段開(kāi)展工作。

        理論上講,“人工智能+”教育是指利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的分析指導(dǎo);利用物聯(lián)網(wǎng)、智能機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的智能化管理;利用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)教師與學(xué)生的遠(yuǎn)程支持與服務(wù)。實(shí)際應(yīng)用中,“人工智能+”教育可以從多層面進(jìn)行探索。例如,對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中開(kāi)展個(gè)性化輔導(dǎo)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)指導(dǎo)、智能導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)、智能教學(xué)資源;在管理過(guò)程中開(kāi)展智能化決策、智能化監(jiān)管和智能化服務(wù);在教師隊(duì)伍建設(shè)上開(kāi)展個(gè)性化培訓(xùn)和個(gè)性化指導(dǎo)。

        (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(guò)先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)“智慧”教學(xué)。智慧課堂從本質(zhì)上說(shuō)是一種技術(shù)應(yīng)用,即以先進(jìn)的信息技術(shù)為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)教育資源的整合、學(xué)習(xí)過(guò)程的優(yōu)化和教學(xué)效果的提升。而這種整合和優(yōu)化可以通過(guò)多種途徑實(shí)現(xiàn),例如基于云計(jì)算平臺(tái)和大數(shù)據(jù)平臺(tái),可以滿足學(xué)習(xí)者的個(gè)性化學(xué)習(xí)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(xué)方式。同時(shí),智慧課堂能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)與分析,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的收集,并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的反饋進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。因此,智慧課堂能夠?yàn)榻處熖峁┛茖W(xué)、有效的教學(xué)支持服務(wù),促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展,從而為教師的教學(xué)工作提供有力支持。

        三、人工智能背景下高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)問(wèn)題

        (一)課前學(xué)情診斷不精準(zhǔn)

        高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)中,教師要實(shí)現(xiàn)智慧課堂的有效應(yīng)用,需要對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行診斷,并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況開(kāi)展針對(duì)性的教學(xué)。但目前很多教師在課前學(xué)情診斷上存在不精準(zhǔn)的情況,例如部分教師會(huì)對(duì)學(xué)生開(kāi)展簡(jiǎn)單的問(wèn)卷調(diào)查,以此了解學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握情況,但這類調(diào)查結(jié)果并不能反映學(xué)生真正掌握了哪些化學(xué)知識(shí)。同時(shí),部分教師在課前學(xué)情診斷中會(huì)對(duì)學(xué)生的作業(yè)情況進(jìn)行分析,但這類分析并不能反映學(xué)生在化學(xué)作業(yè)中存在的問(wèn)題。所以,開(kāi)展課前學(xué)情診斷時(shí),教師需要結(jié)合學(xué)生的作業(yè)情況,判斷學(xué)生哪些方面存在不足,并針對(duì)不足開(kāi)展針對(duì)性地教學(xué)工作,從而提升智慧課堂教學(xué)效率。

        (二)教學(xué)過(guò)程中反饋不及時(shí)

        高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)中,學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,教師是主導(dǎo),學(xué)生可以利用信息技術(shù)自主學(xué)習(xí),但如果教師未及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋,則會(huì)影響教學(xué)質(zhì)量的提升。因此,教師應(yīng)利用信息技術(shù)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與反饋信息,并在此基礎(chǔ)上對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)際教學(xué)中,部分教師因時(shí)間問(wèn)題或者其他原因未了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋信息,導(dǎo)致影響教學(xué)質(zhì)量和效率。因此,教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生反饋信息的重視,并了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況,這不僅能夠能夠提升化學(xué)智慧課堂建設(shè)質(zhì)量和效率,還能夠促進(jìn)師生之間、生生之間的互動(dòng)。

        (三)課后缺乏個(gè)性化指導(dǎo)

        人工智能背景下,學(xué)生可以利用互聯(lián)網(wǎng)與電子設(shè)備開(kāi)展自主學(xué)習(xí),但現(xiàn)階段化學(xué)智慧課堂教學(xué)還存在問(wèn)題,例如課后缺乏個(gè)性化指導(dǎo)。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)時(shí),往往會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,而這些問(wèn)題往往會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與效率。很多教師無(wú)法了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,學(xué)生也無(wú)法獲得針對(duì)性的指導(dǎo)。在這樣的情況下,教師無(wú)法根據(jù)學(xué)生的實(shí)際開(kāi)展指導(dǎo)工作。此外,部分教師開(kāi)展智慧課堂教學(xué)時(shí),也會(huì)忽略課后個(gè)性化指導(dǎo)工作,這也會(huì)影響智慧課堂教學(xué)效果。因此,在化學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)加大對(duì)智慧課堂教學(xué)模式的關(guān)注力度,重視課后個(gè)性化指導(dǎo)工作。

        四、人工智能背景下高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)思路與教學(xué)實(shí)踐

        (一)思路

        隨著信息技術(shù)的發(fā)展,教育領(lǐng)域也進(jìn)入了信息化時(shí)代。信息技術(shù)在教育中的應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式和教學(xué)方法,促進(jìn)了教學(xué)理念和教學(xué)方法的創(chuàng)新。在高中化學(xué)課堂教學(xué)中,通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究問(wèn)題的能力。

        1.利用人工智能設(shè)備為教學(xué)活動(dòng)開(kāi)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(xué)化學(xué)智慧課堂,離不開(kāi)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(lái),將其與化學(xué)課堂進(jìn)行結(jié)合,才能讓智慧課堂真正建設(shè)起來(lái)。

        首先,就智慧教室硬件設(shè)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(luò)對(duì)教室中的硬件設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程操控,讓師生之間能夠進(jìn)行互聯(lián),為這種交互教學(xué)方式的實(shí)施打下了良好的材料基礎(chǔ)。另外,教師也能夠創(chuàng)造多個(gè)屏幕交互機(jī)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(xué)方法和教學(xué)方法得到最大程度的改進(jìn)。在智能教室硬件支撐下,教師能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性地引導(dǎo),并與統(tǒng)計(jì)資料相結(jié)合,進(jìn)而有針對(duì)性地實(shí)施教學(xué)。

        2.通過(guò)學(xué)習(xí)理論為教學(xué)理論提供支持

        人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式,促進(jìn)了教育現(xiàn)代化的發(fā)展。同時(shí),也促進(jìn)了教師專業(yè)能力的提升,促進(jìn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。但是在實(shí)際應(yīng)用中,由于受傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)方法的影響,很多教師仍采用傳統(tǒng)教學(xué)方法和模式,這導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以體驗(yàn)到樂(lè)趣,沒(méi)有激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,教師應(yīng)該結(jié)合人工智能應(yīng)用,結(jié)合智慧課堂教學(xué)模式實(shí)施教學(xué)。

        例如,講授“堿金屬”時(shí),教師可以根據(jù)學(xué)習(xí)理論為學(xué)生提供支持。學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)建構(gòu)過(guò)程,需要通過(guò)不斷地探索和實(shí)踐來(lái)實(shí)現(xiàn)。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和教師對(duì)教材內(nèi)容的理解設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)堿金屬和堿土金屬之間的聯(lián)系和區(qū)別。該過(guò)程中,教師可以向?qū)W生提問(wèn):“這些物質(zhì)之間有沒(méi)有關(guān)系?”讓學(xué)生對(duì)這些物質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行探究。在探究過(guò)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(xué)生根據(jù)理解選擇實(shí)驗(yàn)方案。通過(guò)這樣的方式,不僅可以使學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣。

        (二)實(shí)踐方法

        1.利用平臺(tái)豐富課堂教學(xué)資源

        人工智能背景下,高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)還需要注重豐富課堂教學(xué)資源。教師可以通過(guò)利用互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),為學(xué)生提供更豐富的資源,使學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)更多的化學(xué)知識(shí)。

        例如,學(xué)習(xí)“氯氣”時(shí),教師可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),將“氯氣”這一物質(zhì)的性質(zhì)和用途向?qū)W生進(jìn)行展示。教學(xué)過(guò)程中,教師還可以將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行歸納和總結(jié),使學(xué)生能夠在短時(shí)間內(nèi)了解更多的知識(shí)。同時(shí),教師還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)資料進(jìn)行收集和整理,從而豐富課堂教學(xué)資源。又如,教師可以在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上搜集與“氯氣”相關(guān)的視頻、圖片以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),幫助學(xué)生更好地理解“氯氣”這一物質(zhì)。這種教學(xué)方式不僅能夠豐富課堂教學(xué)資源,還有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

        2.結(jié)合人工智能技術(shù)合理進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)間規(guī)劃

        傳統(tǒng)高中化學(xué)教學(xué)中,教師會(huì)將課堂教學(xué)時(shí)間按照傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行劃分,將教師的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間進(jìn)行合理搭配。例如,講授“離子共存”時(shí),教師會(huì)將課堂教學(xué)時(shí)間分為兩個(gè)部分,一是講解離子共存知識(shí),二是讓學(xué)生完成離子共存實(shí)驗(yàn)。雖然這樣的方式能夠使教師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,但無(wú)法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)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(duì)課堂教學(xué)時(shí)間進(jìn)行規(guī)劃,這樣能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。因此,在高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)中,教師應(yīng)將人工智能技術(shù)應(yīng)用到課堂教學(xué)時(shí)間規(guī)劃中,這樣能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,也能夠促進(jìn)高中化學(xué)智慧課堂建設(shè)效率的提升。

        3.營(yíng)造化學(xué)教學(xué)智慧情境

        在高中化學(xué)教學(xué)中,教師可以通過(guò)利用人工智能技術(shù)營(yíng)造智慧情境,讓學(xué)生在真實(shí)的情境中感受化學(xué)知識(shí),并掌握相關(guān)知識(shí)。例如,教師可以將教學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際相結(jié)合,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的同時(shí),能夠了解化學(xué)在生活中的應(yīng)用,從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。例如,教授“金屬與鹽”這一單元教學(xué)時(shí),教師可以將金屬的知識(shí)融入化學(xué)情境中,讓學(xué)生體會(huì)金屬的重要性。又如,教師可以將生活中常見(jiàn)的物質(zhì)與化學(xué)知識(shí)相結(jié)合,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)這些物質(zhì)的重要性。在這種教學(xué)情境下,不僅可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和積極性,還可以促進(jìn)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合。

        4.打造多元化教學(xué)評(píng)價(jià)模式

        首先,教學(xué)評(píng)價(jià)是教育評(píng)價(jià)的重要組成部分。教師可以運(yùn)用多樣化的評(píng)價(jià)方式,如學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)、師生共同評(píng)價(jià)。例如,教師可以借助智慧平臺(tái),在課堂教學(xué)的過(guò)程中采用自評(píng)、互評(píng)和師生共同評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行。教師可以設(shè)置一個(gè)問(wèn)題,讓學(xué)生通過(guò)智慧平臺(tái)將答案提交給教師進(jìn)行批改,教師批改后再反饋給學(xué)生。通過(guò)這樣的方式,不僅可以實(shí)現(xiàn)課堂上師生之間的互動(dòng)交流,還能夠?yàn)閷W(xué)生提供更多展示自我的機(jī)會(huì)。

        最后,智慧課堂的應(yīng)用是智慧教育發(fā)展過(guò)程中的必然趨勢(shì)。在高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中,利用人工智能技術(shù)輔助課堂教學(xué),可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣,進(jìn)而培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣和能力。通過(guò)智慧課堂教學(xué)模式,可以讓教師更加關(guān)注學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和變化情況,幫助教師了解學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的掌握情況,進(jìn)而為提升教學(xué)質(zhì)量提供幫助。

        五、結(jié)束語(yǔ)

        隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人工智能技術(shù)已經(jīng)在教育教學(xué)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用,其給教學(xué)工作帶來(lái)的便利也是不可忽視的。該背景下,教師應(yīng)緊跟時(shí)代潮流,積極探索并應(yīng)用人工智能技術(shù),不斷豐富自身的教學(xué)手段,為學(xué)生創(chuàng)造更加良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。與此同時(shí),教師也要充分發(fā)揮引導(dǎo)作用,合理利用人工智能技術(shù),引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究,促進(jìn)學(xué)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(xué)

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