人工智能装备在化学教育教学中运用

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1人工智能装备在化学教育教学的运用的内涵

人工智能装备与教育教学融合是国家未来的战略发展方向，人工智能装备的兴盛要求教育教学的模式必须紧跟而上。也就是说，人工智能装备在教育教学中的运用研究，是一个国家级的大战略。国家未来发展，要从教育抓起。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展计划》，提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。

1.1人工智能装备在教育教学的运用的认识

《教育中的人工智能：可持续发展的挑战与机遇》报告提出，2017—2021年，人工智能市场将增长50%，这一领域很可能在未来10年呈指数增长。在这种情况下，促进人工智能和教育的深度融合成为迫在眉睫，提升中国未来教育竞争力的必要举措。人工智能概念的火热促进了不少行业的兴起，比如域名，许多相关的.top域名已经被注册。人工智能正在悄无声息地对传统的教育进行大改造，利用数据分析，精准的调整学习进度的难度，弥补了传统教育中的很多弊端和不足。教师要学会人工智能装备在化学教育教学运用这一高新技术，也要成为每一个在学生都可以掌握的基本技能。建设一批智能教室，有效整合新技术手段，建立以学习者为中心的智能教育环境；对教师进行智能教育素养培训，帮助教师把握人工智能技术进展；采集教师教学、科研、管理等方面的信息，形成教师大数据，建立教师数字画像，进行教师大数据挖掘改革开放以来，我国的基础教育大多以高考为目的，以高考成绩排学校的名次，高考人数影响学校的社会地位。导致教育者的思想观念、管理者的体制，甚至教育的内容，都形成了体系、模式化、固式化，因此，要转变教学思维、转变教学手段。借助人工智能装备，实现从封闭化学教育教学向开放式、创新式、探究式模式转变。

1.2人工智能装备在化学教育教学的运用的内涵

人工智能教育，简称：智能教育，是指人工智能多层次教育体系的全民智能教育，涵盖在中小学阶段设置人工智能相关课程。2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。2018年，教育部进一步明确，要“构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育”。智能装备包括移动电话、平板电脑、掌上电脑等硬件和对应的软件设备，人工智能装备集智能对话、在线教育教学、习惯培养、家长远程陪伴等功能于一体，把人工智能装备和教育教学的功能有机融合，可以提升教学的创新性和开放性。未来国与国的竞争是科技的竞争。当前，人工智能被誉为二十世纪三大尖端科技成就之一。有预言家说：谁掌握了人工智能，谁就能征服整个世界。为了抓住时代机遇，为了抢占先机，力争2030年成为世界领先的人工智能装备，人工智能装备是化学教育教学创新的中心。在中国，人工智能装备在化学教育教学中的运用研究刚刚起步，力争在化学教创育教学中会用游戏化教学、图形化编程、与人工智能装备交互体验等方式来提高化学知识接受度，让抽象的内容形象化。人工智能装备在化学教育教学的运用，学生可以自主的学习，不再局限于固定和遇到的地点。使得人工智能装备在化学教育教学中运用具有开放性、设计性、综合性、应用性,培养了学生分析问题和解决问题的能力。学生的主动性、积极性受到积极的发扬。自我发展意识得到了开发。创新意识、创新能力得到提升。

1.3发展历程

2017年，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”。2018年，教育部进一步明确，要“构建人工智能多层次教育体系，在中小学阶段引入人工智能普及教育”。2018年9月，“中小学人工智能教育项目”应运而生，在走访调研部分中小学、高校科研院所、相关企业之后，项目组聚集起包括院士、人工智能专家、教育专家、一线教师、技术人员等在内的力量，开始了人工智能教育项目的顶层设计和具体研发。2019年1月，在北京举办的中小学人工智能教育项目成果会，会上，中小学人工智能装备、中小学人工智能教育装备配备方案、中小学人工智能课程指南等3项成果同时。

2人工智能装备在化学教育教学的运用原则

人工智能装备为学提供创新式、开放式教学环境，一个开放的、宽松的优化环境,可以培养学生的开放思维、设计思维、开拓意识、创新能力、科学素质、团结协作精神和创新能力，创新式、开放式教学有利于培养学生的综合能力。应当是聚焦教与学瓶颈问题，借助“互联网+”、大数据、虚拟仿真和人工智能等技术，构建集教学、管理、研培、家校沟通等方面于一体的联动新教育体系，并按照新教育体系建立有效支撑环境，改进优质师资教育智慧供给方式，实现知识深度理解、合作、体验探究和个性化学习。

2.1渐进性原则

人工智能装备在化学教育教学中运用过程必须按照人工智能装备在化学教育教学中运用方案进行，保证人工智能装备在化学教育教学中运用过程的有序性和渐进性。利用智能装备自动批改作业，要讲究针对性和时效性。

2.2结合性原则

利用人工智能拍照搜题的在线答疑，一定要结合学生的年龄特征、心理特点、学习能力相结合，与教育管理、教育服务过程中的融合应用。利用智能技术支撑人才培养模式的创新，支撑教学方法的改革，支撑教育治理能力的提升。充分利用人工智能装备，在设备上设置好程序，并与教学内容、教学模式、课外活动内容实现有机结合，充分发挥人工智能装备的优势。2.3自主性原则利用人工智能装备，进行广泛的学习，可以培养学生的自主性、主动性学习能力，进而培养终生终身学习能力。作为人工智能装备在化学教育教学中运用的重要目标，注重学生的主体性、主动性和自主性的培育。

3实现人工智能装备在化学教育教学的运用的模式

国务院近日印发《新一代人工智能装备与化学教育教学发展规划》，明确指出人工智能装备与化学教育教学成为国际竞争的新焦点，应逐步开展教育叫教学的创新能力的培养与培育。在教学内容中设置人工智能装备与教育教学相关课程、逐步推广编程教育教学、建设人工智能装备与化学教育教学学科，培养复合型人才，形成我国教学人才高地。专人工智能技术的发展，将使得未来教育发生重大的结构性变革，虽然具体变化形态是多样的、无法预测，但以下五个发展方向则是确定的：利用人工智能技术全面介入到学生的课前测试、学习流程、课后测试、教学评价等整个教学过程中，进行可定义、可测量、可传授的个性化教育，才能让每个学生都成为学霸。

3.1课前测试

课前要针对学生的已有基础知识、知识层次、学习方法潜在学习技能，利用智能装备的软件进行测试。学生有的放矢地进行学习，教师有的放矢地进行备课。

3.2学习流程

一是研究人工智能装备与化学教育教学的融合，让学生对人工智能装备有更多的接触机会和参与机会。二是研究课程的设计思路，把人工智能的基础作为科学科普课，课程中要涉及算法、机器学习、深度学习、识别和语音合成等概念。人工智能是基于大数据的，很多问题他能比人更精准、更快速，但是就教育这件事而言，跟学生打交道，学生是个有灵魂的个体，仅仅是基于大数据根本无法解答，因为学生是十分具有创造性的。所以再设置学习流程时既要结合智能装备的先进性又要结合学生的客体性。

3.3课后检测

无论什么的教学手段，使学生在知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观上得到提升，是一节课的出发点和归宿。比如化学课中要让学生掌握基础的化学知识、培育学生的科学学习方法、提升化学的学习兴趣是化学课的基本宗旨。3.4教学评价人工智能装备在化学教育教学的运用教学要进行评价，评价的过程中要强调发展性评价、过程性评价与终结性评价相结合。人工智能装备在化学教育教学的运用的教学评价内容通常要涉及以下几方面：一是学生参与学习活动的态度活跃度。它可以通过学生在人工智能装备在化学教育教学的运用活动中的许多外显行为表现出来。二是学生在人工智能装备在化学教育教学的运用学习中所获得的体验情况，通过学生的自我陈述加以反映，也在一定程度上通过其行为表现和学习的结果反映出来。这样才能使学生学有所得，学有所获，使得智能装备有效的落实到教育教学的实处。

4人工智能装备在化学教育教学中保障体系

以“智能装备”引领为主,教师指导为辅的人工智能装备在化学教育教学中运用教学模式化学教育教学实行开放管理后,学生可以在8小时外、根据自己的时间安排自己的学习计划,当学生在人工智能装备在化学教育教学中运用过程中遇到问题,可以借助于人工智能装备在化学教育教学中运用教学课件来解决。

4.1建立教学网站

使化学教育教学建设与人工智能装备在化学教育教学的运用，人工智能装备在化学教育教学中运用教学,通过多媒体技术了解人工智能装备在化学教育教学中运用原理、操作步骤,并在一定程度上模拟人工智能装备在化学教育教学中运用过程和结果,避免了亲自操作的危害性。

4.2“有偿”的管理方式

开放学校化学教育教学,人工智能装备在化学教育教学中运用耗材的使用等费用,还涉及指导教师的报酬问题。设立教育人工智能装备在化学教育教学中的运用专项基金,添置开放人工智能装备在化学教育教学中运用所必需的智能装备设备,适时投入经费对陈旧落后的设备进行更新,完善化学教育教学的功能。

4.3建立教学智能平台

智能装备在化学教育教学中运用功能与水平的重要工作。软件资源建设的任务是根据人工智能装备在化学教育教学中运用教学和科学研究的需要,收集、配备、更新和开发各类人工智能装备在化学教育教学中运用智能平台,这个平台是学生解决经济管理类专业实习难的根本途径。总之，人工智能、大数据，还可以作为教师的有力助手，教师可以利用技术优势，帮助学生实现个性化学习，设计科学的、合适的学习方案。大数据可以帮助教师随时了解学生的学习情况，帮助他们解决困难，帮助教师批改作业，替代教师一些机械式的劳动，减轻教师的负担，使教师有更多的时间和学生接触沟通。“人工智能+教育bai”最主要的是要改变教学方式，从教师的教转变到学生的学，从以教师为中心的课堂转变为以学生为中心的课堂，从单向传授知识的方式转变为双向互动的学习方式。学生通过人工智能学习系统的学习，可以凭借学习系统发现问题、提出问题，自己去探索、解决、提升。“人工智能+教育”正在使教育发生重大的、可以说是革命性的变革。但是教育的本质不会变，教育传承文化、创造知识、培养人才的本质不会变，立德树人的根本目的不会变。

参考文献

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[3]王红梅,李宏伟.经济类实验室建设问题研究[J].实验技术与管理,2011(07).

作者:孙跃枝 冯进智 单位:焦作师范高等专科学校 焦作教育技术装备管理中心