人工智能在高中化学实验教学中的应用探究

何海涛

（甘肃省庆阳市镇原县第二中学 甘肃·庆阳 744500）

1 教师在教学中要为学生营造具有多媒体化特点的教学情境

在通过实验的方式进行化学知识探究的过程中，教学情境是必不可少的一个重要因素。这种教学方式能够很好地引导学生回忆生活中的一系列现象，对自己已经有的认知进行自主迁移，促使学生在学习的过程中能够受到积极情感的驱动。[1]受到优良学习环境的影响，自然而然地消化化学知识。对此，高中化学教师在实际组织实验教学活动的过程中则可以合理应用多媒体资源来对教学情境进行有效创设，对教学的形式以及内容进行合理有效的优化，促使学生能够用最短的时间进入化学思维状态之中，为学生后续更好的学习化学知识打好基础。

例如：教师在教学“氧化还原反应”相关部分知识内容的过程中，虽然学生在现实生活中都对氧化还原反应的相关现象不感到陌生，但是在实际教学活动的开展过程中，很多学生都没有接触过氧化还原反应这一概念，如果此时直接组织学生开展化学实验教学活动，由于学生对教师所需要教学的内容还相对陌生，因此教学效果很难得到有效保障。为了有效解决上述问题，在正式开始实验教学活动之前，[2]教师就可以合理应用班级中的多媒体设备为学生进行教学情境的创设，通过更加直观的方式为学生展示生活中常见的氧化还原反应现象，借助动态图像在课堂上的展示，引导学生对氧化反应以及还原反应进行全面观察。具体的观察内容包括铁制品生锈的过程以及苹果逐渐变黄的过程等，以此为基础进行化学教学情境的创设，使学生在教师所创设的化学情境的引导下能够深入的进行思考。在教师所创设的教学情境之中，尤其是在多媒体教学资源的引导之下，班级学生都对自己的现实生活进行了回忆，也有很多学生对探究氧化还原反应产生了兴趣。后续的教学活动开展过程中，教师可以结合教材引导学生进行实验，进而对氧化还原反应的相关知识进行探究，使学生能够对物质发生还原反应以及氧化反应的必要条件进行自主总结，分析实验步骤，对学生在课堂中的学习行为进行合理有效的优化。

2 借助人工智能技术组织学生进行网络化的互动

在课堂教学活动的开展过程中，师生双方为了保证顺利完成课时任务，则需要在课堂上积极地组织教学互动，这也是很多教师在课堂教学中组织学生进行合作学习的最为主要的目的。但是从传统的高中化学教学互动活动开展情况来看，多数情况下都是教师将化学知识单向传递给学生，而在这样的课堂中，虽然学生能够积累大量的化学知识，但是这种教学模式却非常不利于学生迁移能力以及化学探究能力的有效提升。为了有效解决上述问题，教师在课堂上则需要合理应用人工智能技术，借助人工智能技术引导学生进行网络化的教学互动，促使学生在课堂中的主体地位能够得到有效落实，对于学生的个体学习需求教师要能够给予足够的关注，如此，课堂教学互动的效果才能真正得到有效优化，在教学活动的开展过程中，教师和学生的能力才能够得到同时提升，进而为教学相长相关目标的达成打下良好的基础。

例如，教师在教学“金属材料”相关部分知识内容的过程中，就在线上与班级学生进行了互动，借助互联网平台教师针对学生之前所学习过的一些金属化学性质相关的重要知识进行了总结之后，为学生介绍了生活中常见的一些金属材料。通过线上的教学互动，教师先和学生一起共用了网络教学资源，引导学生对化学新知识进行了自主预习。[3]与此同时，教师通过与本班学生进行线上的深入交流，了解了学生在课程知识预习过程中所遇到的各类困惑，同时学生也将自己在前期预习过程中总结的金属性质的相关知识分享给了教师以及班级其他同学。借助网络群组讨论的方式真正实现了预习阶段学生和学生之间的有效互动，对预习的结论进行合理有效的完善，为后续实验教学活动的顺利展开打下了良好的基础。而在正式的教育教学活动开展过程中，教师结合学生前期的预习成果引导学生结合教材中的相关要求进行实验，包括通过探究的方式分析不同类型金属材料的性质，了解金属材料在现实生活中的应用等。[4]在实验教学活动结束之后的复习阶段，教师也可以组织学生进行网络互动，探讨在实验活动的开展过程中遇到的一系列问题以及取得的实践经验，鼓励学生针对自己的困惑进行相互讨论。探讨优化实验过程、提升实验效果的具体方法，使学生的实验总结能够体现更强的针对性以及实时性，为实验教学活动有效性的保证打好基础。

3 高中化学实验教学的过程要能够体现智能化的特点

高中化学教学活动的实际开展过程中，实验是必不可少的一项重要内容，更是对学生所需要学习的化学理论进行检验的一种重要的实践科学方法。而教师通过在课堂教学中融入探究式化学实验的教学方式，不仅能够使得学生的化学学习能力得到有效优化，除此之外，还能在一定程度上促进学生化学实验操作能力的整体提高，为学生化学学习的进步打下良好的基础。为了对学生学习化学知识的潜能进一步开发，使学生能够自觉自主的实现科学精神的继承，高中化学教师在教学中则需要合理应用人工智能技术对化学实验教学活动的实现条件以及组织程序进行优化，以此来促进学生实验操作能力的提升，推动学生在化学领域的长远发展。

例如，教师在教学“化学反应与能量变化”部分知识内容的过程中，教师就可以借助人工智能技术提前对化学反应与能量变化知识内容相关的实验视频进行录制，并且使用自身所录制的实验视频进行课堂导入，以此来作为课堂教学活动展开的切入点，使学生能够及时对本节课所需要学习的知识内容进行深入的思考以及分析，带领学生思考验证化学反应与能量变化相关规律过程中具体的实验条件以及操作实验的方式，使学生的化学实验能力能够切实得到有效提升。[5]如此班级学生可以对实验现象进行更加准确以及清晰的总结，为学生课堂实验结论的具体生成打下良好的基础。除此之外，为了使化学实验的实施程序得到合理有效的优化，教师在课堂上还可以应用一系列先进的传感器对化学实验的现象以及相关数据进行显示。而在学生进行实验探究活动的过程中，教师也可以将这些智能工具引入其中，促使学生能够主动应用这些智能工具进行化学实验的探究，使得高中化学实验教学的过程能够更多地体现智能化的特点，为学生新的实验方法的掌握以及化学研究能力的提升打好基础。

4 借助智能化的技术创新教学模式培育学生的学习兴趣

高中化学实验教学中，学生对所需要学习的内容是否感兴趣将会对他们的学习效果产生直接的影响，学习兴趣不仅能够有效减轻学生的学习压力，同时还能在一定程度上缓解学生乏味以及枯燥的心情。因此，从教师的角度来进行分析，要能够选择合理有效的方式方法激发学生的学习兴趣。而要想对上述问题进行针对性的解决，教师就可以在高中化学实验教学活动的开展过程中针对性地融入人工智能技术，使学生的实验课堂教学氛围能够更多的体现快乐以及轻松的特点。教师可以结合学生的学习状态实时调整教学方案，使得传统的沉闷以及枯燥的课堂氛围能够得到有效调节。[6]以往的高中化学实验教学活动开展多数情况下采用的都是教师依照课本中的相关要求为学生口头讲解以及演示相关实验内容的方式，在这样的教学模式下，学生虽然能够直观地观察化学实验的具体操作流程以及相关的反应现象，但是由于缺乏学生的自主操作，导致课堂教学效果不佳。要想解决上述问题，教师可以在课堂教学活动的开展过程中融入人工智能技术，合理应用计算机多媒体设备以及互联网，清晰地为学生展示实践操作流程，使得教学内容能够体现更多的层次化的特点，提升化学实验教学活动的生动性和形象性。学生对每一步的实验操作流程有了了解之后，在后续的实验活动中，他们的操作效果以及实验效率也能得到有效提升。后续教师还可以依照现有的一些模拟化学实验的软件，引导学生反复进行实验操作练习，感悟实验过程中的重难点内容，提升学生学习的有效性。

例如，教师在教学“化学反应速率的影响因素”一部分知识内容的过程中，由于本课的知识内容相对繁杂，加之实验的部分内容需要较长的反应时间，因此课堂上学生很难利用有限的时间完成全部的实验教学内容。为了有效解决上述问题，教师可以在实验教学活动的开展过程中合理应用人工智能技术作为教学的补充，学生可以利用课下时间利用网络上的实验模拟操作软件，结合自身的课堂知识掌握情况以及自身的思考进行实验的设计以及相关实验的操作，这样的教学方式不仅能够有效拓宽课堂教学的宽度，同时还能有效拓宽学生在探究过程中思维的宽度，使学生能够掌握化学学科正确的实验探究方法，完整的经历部分化学理论的形成过程，对于培育学生的科学探究精神有着十分重要的现实意义。

5 通过人工智能技术丰富课堂教学的具体内容

伴随着时代发展以及社会进步速度的进一步加快，现如今，要想更好地满足科技发展的实际需要，传统的化学实验教学方式已经很难满足实际需求。而伴随着教学课本更新换代速度的进一步加快，相应的实验教学内容也更多地体现出了滞后性的特点。为此，如果一些学生好奇生活中所发生的化学现象，又在课本中找不到答案的时候，为了使得课堂教学的内容能够得到有效丰富，教师可以在课堂中合理应用人工智能技术，进而有效培育学生的创造能力以及思维能力，使学生在学习中能够获得更多课本以外的知识。

例如，教师在教学“乙醇与乙酸”这部分知识的过程中，由于很多学生对于这两个化学概念都不陌生，但是对这两个化学概念的具体性质却缺乏足够的了解，为此，教师可以在实验教学中引入人工智能的相关技术，促使学生在保证安全的前提之下对两种化学物质的实际应用领域进行具体的分析以及探索。除此之外，还可以让学生说一说哪些是课本中没有体现的乙醇与乙酸的具体用途。通过在课堂教学中引入人工智能技术，不仅能够使得课堂教学的具体内容得到有效丰富，同时还能在课堂上融入一些前沿的化学领域研究成果，为学生后续更好地学习化学知识打好基础。

6 结语

综上所述，高中化学教育教学活动的开展过程中，尤其是在组织实验教学活动的过程中，通过合理应用人工智能技术，不仅能够切实实现智能化的现代化教学要求，同时还能达到促进学生核心素养发展的目的，使学生能够真正喜欢上化学学习。除此之外，教师通过在化学实验课堂上自主进行实验探究学习活动，还能够真正实现自己的成长以及进步。因此，要想使得高中化学实验教学活动的开展能够真正起到对整体的学科教学结构进行优化的目的，教师需要在课堂上合理应用人工智能技术，使教学环境能够更多的体现智能化的特点，为实现学生的有效发展打下良好的基础。