人工智能对化学教育的赋能与挑战

陈兰芳

(深圳市展华实验学校深圳大学，广东  深圳 518000)

摘 要：人工智能在化学教育教学中的运用应当结合化学教育教学理念,从课程内容体系与教学模式,化学教育教学的相互兼顾性,以及学生的创新能力等出发,逐一体现其价值。对教学评价的3个要素针对性分析,结合化学核心素养的5个维度，体现人工智能在培养学生核心素养层面及教师教育教学方面二者合二为一的“赋能"作用。

关键词：人工智能；化学教育；核心素养

0 引言

自2017年中华人民共和国教育部普通高中化学课程标准中,首次提出化学学科核心素养这一概念,伴随着社会的进步,人工智能逐渐应用于人类生活的方方面面,时时刻刻改变着学生与教师的生活方式和思维方式,特别是在协助教师教学、丰富课堂形式与内容、辅助学生个性化学习方面,发挥着其独特的作用，人工智能对化学教育的赋能与挑战,是当前世界化学教育领域一个具有前沿性科学性的议题。在我国2024年3月16日“AI善治论坛人工智能法律治理前瞻”专题研讨会发布了《中华人民共和国人工智能法(学者建议稿)》。2024年5月9日,国务院办公厅印发的《国务院 2024 年度立法工作计划》中，“人工智能法草案”再次被列入预备提请全国人大常委会审议项目，在人工智能与化学教育理念相融合的当下,研究如何更好地将人工智能与教育教学相结合,辩证地看待教育理论与实践是必须面对的新挑战。

1 人工智能融入化学教育的教学理念

1.1 构建多维的课程内容体系与教学模式

在新时代多元文化的冲击下,传统教育单一性带来的局限愈发明显,多维的课程内容体系与教学模式有利于打破传统教育的边界,开拓化学教育新思路。美国心理学家霍华德·加德纳(Howard Gardner)提出的“多元智能理论”认为人类存在多种不同的智能表现形式,多维的课程内容体系与教学模式可以根据学生的不同智能特点,采用多种教学方法与手段,促使教育者更加注重学生智能的多样性和个体差异性,采用更加多元化的教育方式和评价体系。

在构建的过程中,学生从“传授-接受”过渡到“发现-学习”,或两者相结合的教学模式。多维的课程内容体系更有利于学生全面发展,满足学生在当下对知识的需求。学生从课堂上局限地观察教师演示、被动接受知识到逐渐主动参与课堂,动手实验,养成动手实践,善于观察,勤于思考的习惯,成为课堂的主人。不得不承认,“以人为本"作为生成式人工智能的核心理念,人工智能对构建多维的化学课程内容体系与化学教学模式产生着重大影响,如利用数据分析进行组内异质、组间同质分组,进行小组合作探究化学实验，以及利用手持技术、投屏技术等,学生能从微观上理解化学变化的本质等。

1.2 人工智能基础在化学教育中的应用

国务院印发《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,应逐步开展教育教学的创新能力的培养与培育。要兼顾人工智能的基础以及化学教育的特点,就要遵循渐进性原则、结合性原则、自主性原则3个原则。只有结合这3个原则,化学教育在人工智能的浪潮中才不会偏离主线。

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