生成式人工智能赋能初中化学教学的创新探索.pdfVIP

生成式人工智能赋能初中化学教学的创新探

索

在当今数字化时代，科技的迅猛发展为教育领域带来了前所未有的

变革。生成式人工智能作为一项前沿技术，正逐渐渗透到初中化学教

学中，为教学方法的创新和学生学习体验的提升注入了强大的动力。

初中化学作为一门基础科学课程，对于培养学生的科学思维和实践

能力具有重要意义。然而，传统的教学模式往往存在一些局限性，如

教学内容的呈现方式较为单一、学生的参与度不够高、个性化学习需

求难以满足等。生成式人工智能的出现，为解决这些问题提供了新的

思路和途径。

一、生成式人工智能在化学教学资源生成方面的应用

1、个性化教案的制定

教师可以利用生成式人工智能工具，根据学生的学习水平、兴趣爱

好和教学目标，快速生成个性化的教案。这些教案不仅能够涵盖课程

标准要求的知识点，还能结合实际生活中的化学现象，激发学生的学

习兴趣。例如，对于学习能力较强的学生，可以生成一些具有挑战性

的实验设计和问题解决任务；对于基础薄弱的学生，则侧重于基础知

识的巩固和简单应用。

2、教学课件的制作

传统的教学课件制作需要教师花费大量的时间和精力收集素材、设

计布局。而借助生成式人工智能，教师只需输入相关的教学主题和要

点，就能自动生成包含文字、图片、动画甚至视频的教学课件。这些

课件不仅内容丰富、形式多样，而且能够根据教师的需求进行实时修

改和调整，大大提高了教学效率。

3、习题和测试题的生成

生成式人工智能可以根据课程知识点和教学目标，自动生成各种类

型的习题和测试题，包括选择题、填空题、简答题和计算题等。同时，

还能根据学生的答题情况，智能分析学生的知识掌握程度，为教师提

供有针对性的教学反馈，以便调整教学策略。

二、生成式人工智能在课堂互动中的创新

1、智能问答系统

在课堂上，学生常常会提出各种各样的问题。利用生成式人工智能

技术开发的智能问答系统，能够快速准确地回答学生的问题，为学生

提供及时的帮助。这不仅能够增强学生的学习自信心，还能提高课堂

教学的流畅性和效率。

2、虚拟实验助手

化学实验是初中化学教学的重要组成部分，但由于实验条件的限制，

有些实验无法在课堂上进行实际操作。通过生成式人工智能创建的虚

拟实验助手，学生可以在虚拟环境中进行实验操作，观察实验现象，

得出实验结论。这种虚拟实验不仅能够弥补实际实验的不足，还能让

学生在安全的环境中反复练习，提高实验技能。

3、互动式教学游戏

将生成式人工智能应用于互动式教学游戏的开发，能够让学生在游

戏中学习化学知识。例如，设计一款化学元素拼图游戏，系统根据学

生的拼图进度和正确性，给予相应的提示和奖励，激发学生的竞争意

识和学习积极性。

三、生成式人工智能在个性化学习中的支持

1、学习路径规划

每个学生的学习进度和方式都有所不同。生成式人工智能可以根据

学生的学习历史和表现，为其规划个性化的学习路径。比如，对于某

个知识点掌握较好的学生，可以推荐更深入的拓展学习内容；对于存

在学习困难的学生，则提供更多的基础练习和辅导资源。

2、自适应学习系统

自适应学习系统能够根据学生的实时学习情况，动态调整学习内容

和难度。如果学生在某个知识点上频繁出错，系统会自动推送相关的

讲解和练习，帮助学生及时弥补知识漏洞。这种个性化的学习支持能

够提高学生的学习效率，让每个学生都能在自己的节奏中取得进步。

四、生成式人工智能在培养学生创新能力方面的作用

1、创意项目生成

鼓励学生利用生成式人工智能工具，提出自己的化学研究项目或创

新实验设计。系统可以根据学生的初步想法，提供相关的参考资料和

技术支持，帮助学生将创意转化为可行的研究方案。

2、科学论文辅助写作

对于有能力撰写科学论文的学生，生成式人工智能可以提供论文结

构的建议、相关文献的推荐以及语言表达的指导，培养学生的科学写

作能力和创新思维。

然而，尽管生成式人工智能为初中化学教学带来了诸多创新和机遇，

但在实际应用中也面临一些挑战。

首先，技术的可靠性和准确性需要得到保障。生成式人工智能生成

的教学资源和回答可能存在错误，如果教师和学生不能及时发现和纠

正，可能会对教学效果产生负面影响。

其次，教师的角色和作用需要重新定位。虽然人工智能能够提供丰

富的教学支持，但教