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1人工智能裝備在化學教育教學的運用的內涵

人工智能裝備與教育教學融合是國家未來的戰(zhàn)略發(fā)展方向，人工智能裝備的興盛要求教育教學的模式必須緊跟而上。也就是說，人工智能裝備在教育教學中的運用研究，是一個國家級的大戰(zhàn)略。國家未來發(fā)展，要從教育抓起。2017年，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展計劃》，提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”。

1.1人工智能裝備在教育教學的運用的認識

《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與機遇》報告提出，2017—2021年，人工智能市場將增長50%，這一領域很可能在未來10年呈指數增長。在這種情況下，促進人工智能和教育的深度融合成為迫在眉睫，提升中國未來教育競爭力的必要舉措。人工智能概念的火熱促進了不少行業(yè)的興起，比如域名，許多相關的.top域名已經被注冊。人工智能正在悄無聲息地對傳統(tǒng)的教育進行大改造，利用數據分析，精準的調整學習進度的難度，彌補了傳統(tǒng)教育中的很多弊端和不足。教師要學會人工智能裝備在化學教育教學運用這一高新技術，也要成為每一個在學生都可以掌握的基本技能。建設一批智能教室，有效整合新技術手段，建立以學習者為中心的智能教育環(huán)境；對教師進行智能教育素養(yǎng)培訓，幫助教師把握人工智能技術進展；采集教師教學、科研、管理等方面的信息，形成教師大數據，建立教師數字畫像，進行教師大數據挖掘改革開放以來，我國的基礎教育大多以高考為目的，以高考成績排學校的名次，高考人數影響學校的社會地位。導致教育者的思想觀念、管理者的體制，甚至教育的內容，都形成了體系、模式化、固式化，因此，要轉變教學思維、轉變教學手段。借助人工智能裝備，實現從封閉化學教育教學向開放式、創(chuàng)新式、探究式模式轉變。

1.2人工智能裝備在化學教育教學的運用的內涵

人工智能教育，簡稱：智能教育，是指人工智能多層次教育體系的全民智能教育，涵蓋在中小學階段設置人工智能相關課程。2017年，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”。2018年，教育部進一步明確，要“構建人工智能多層次教育體系，在中小學階段引入人工智能普及教育”。智能裝備包括移動電話、平板電腦、掌上電腦等硬件和對應的軟件設備，人工智能裝備集智能對話、在線教育教學、習慣培養(yǎng)、家長遠程陪伴等功能于一體，把人工智能裝備和教育教學的功能有機融合，可以提升教學的創(chuàng)新性和開放性。未來國與國的競爭是科技的競爭。當前，人工智能被譽為二十世紀三大尖端科技成就之一。有預言家說：誰掌握了人工智能，誰就能征服整個世界。為了抓住時代機遇，為了搶占先機，力爭2030年成為世界領先的人工智能裝備，人工智能裝備是化學教育教學創(chuàng)新的中心。在中國，人工智能裝備在化學教育教學中的運用研究剛剛起步，力爭在化學教創(chuàng)育教學中會用游戲化教學、圖形化編程、與人工智能裝備交互體驗等方式來提高化學知識接受度，讓抽象的內容形象化。人工智能裝備在化學教育教學的運用，學生可以自主的學習，不再局限于固定和遇到的地點。使得人工智能裝備在化學教育教學中運用具有開放性、設計性、綜合性、應用性,培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的能力。學生的主動性、積極性受到積極的發(fā)揚。自我發(fā)展意識得到了開發(fā)。創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力得到提升。

1.3發(fā)展歷程

2017年，國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育”。2018年，教育部進一步明確，要“構建人工智能多層次教育體系，在中小學階段引入人工智能普及教育”。2018年9月，“中小學人工智能教育項目”應運而生，在走訪調研部分中小學、高?？蒲性核?、相關企業(yè)之后，項目組聚集起包括院士、人工智能專家、教育專家、一線教師、技術人員等在內的力量，開始了人工智能教育項目的頂層設計和具體研發(fā)。2019年1月，在北京舉辦的中小學人工智能教育項目成果會，會上，中小學人工智能裝備、中小學人工智能教育裝備配備方案、中小學人工智能課程指南等3項成果同時。

2人工智能裝備在化學教育教學的運用原則

人工智能裝備為學提供創(chuàng)新式、開放式教學環(huán)境，一個開放的、寬松的優(yōu)化環(huán)境,可以培養(yǎng)學生的開放思維、設計思維、開拓意識、創(chuàng)新能力、科學素質、團結協(xié)作精神和創(chuàng)新能力，創(chuàng)新式、開放式教學有利于培養(yǎng)學生的綜合能力。應當是聚焦教與學瓶頸問題，借助“互聯網+”、大數據、虛擬仿真和人工智能等技術，構建集教學、管理、研培、家校溝通等方面于一體的聯動新教育體系，并按照新教育體系建立有效支撐環(huán)境，改進優(yōu)質師資教育智慧供給方式，實現知識深度理解、合作、體驗探究和個性化學習。

2.1漸進性原則

人工智能裝備在化學教育教學中運用過程必須按照人工智能裝備在化學教育教學中運用方案進行，保證人工智能裝備在化學教育教學中運用過程的有序性和漸進性。利用智能裝備自動批改作業(yè)，要講究針對性和時效性。

2.2結合性原則

利用人工智能拍照搜題的在線答疑，一定要結合學生的年齡特征、心理特點、學習能力相結合，與教育管理、教育服務過程中的融合應用。利用智能技術支撐人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新，支撐教學方法的改革，支撐教育治理能力的提升。充分利用人工智能裝備，在設備上設置好程序，并與教學內容、教學模式、課外活動內容實現有機結合，充分發(fā)揮人工智能裝備的優(yōu)勢。2.3自主性原則利用人工智能裝備，進行廣泛的學習，可以培養(yǎng)學生的自主性、主動性學習能力，進而培養(yǎng)終生終身學習能力。作為人工智能裝備在化學教育教學中運用的重要目標，注重學生的主體性、主動性和自主性的培育。

3實現人工智能裝備在化學教育教學的運用的模式

國務院近日印發(fā)《新一代人工智能裝備與化學教育教學發(fā)展規(guī)劃》，明確指出人工智能裝備與化學教育教學成為國際競爭的新焦點，應逐步開展教育叫教學的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與培育。在教學內容中設置人工智能裝備與教育教學相關課程、逐步推廣編程教育教學、建設人工智能裝備與化學教育教學學科，培養(yǎng)復合型人才，形成我國教學人才高地。專人工智能技術的發(fā)展，將使得未來教育發(fā)生重大的結構性變革，雖然具體變化形態(tài)是多樣的、無法預測，但以下五個發(fā)展方向則是確定的：利用人工智能技術全面介入到學生的課前測試、學習流程、課后測試、教學評價等整個教學過程中，進行可定義、可測量、可傳授的個性化教育，才能讓每個學生都成為學霸。

3.1課前測試

課前要針對學生的已有基礎知識、知識層次、學習方法潛在學習技能，利用智能裝備的軟件進行測試。學生有的放矢地進行學習，教師有的放矢地進行備課。

3.2學習流程

一是研究人工智能裝備與化學教育教學的融合，讓學生對人工智能裝備有更多的接觸機會和參與機會。二是研究課程的設計思路，把人工智能的基礎作為科學科普課，課程中要涉及算法、機器學習、深度學習、識別和語音合成等概念。人工智能是基于大數據的，很多問題他能比人更精準、更快速，但是就教育這件事而言，跟學生打交道，學生是個有靈魂的個體，僅僅是基于大數據根本無法解答，因為學生是十分具有創(chuàng)造性的。所以再設置學習流程時既要結合智能裝備的先進性又要結合學生的客體性。

3.3課后檢測

無論什么的教學手段，使學生在知識與技能、過程與方法和情感態(tài)度與價值觀上得到提升，是一節(jié)課的出發(fā)點和歸宿。比如化學課中要讓學生掌握基礎的化學知識、培育學生的科學學習方法、提升化學的學習興趣是化學課的基本宗旨。3.4教學評價人工智能裝備在化學教育教學的運用教學要進行評價，評價的過程中要強調發(fā)展性評價、過程性評價與終結性評價相結合。人工智能裝備在化學教育教學的運用的教學評價內容通常要涉及以下幾方面：一是學生參與學習活動的態(tài)度活躍度。它可以通過學生在人工智能裝備在化學教育教學的運用活動中的許多外顯行為表現出來。二是學生在人工智能裝備在化學教育教學的運用學習中所獲得的體驗情況，通過學生的自我陳述加以反映，也在一定程度上通過其行為表現和學習的結果反映出來。這樣才能使學生學有所得，學有所獲，使得智能裝備有效的落實到教育教學的實處。

4人工智能裝備在化學教育教學中保障體系

以“智能裝備”引領為主,教師指導為輔的人工智能裝備在化學教育教學中運用教學模式化學教育教學實行開放管理后,學生可以在8小時外、根據自己的時間安排自己的學習計劃,當學生在人工智能裝備在化學教育教學中運用過程中遇到問題,可以借助于人工智能裝備在化學教育教學中運用教學課件來解決。

4.1建立教學網站

使化學教育教學建設與人工智能裝備在化學教育教學的運用，人工智能裝備在化學教育教學中運用教學,通過多媒體技術了解人工智能裝備在化學教育教學中運用原理、操作步驟,并在一定程度上模擬人工智能裝備在化學教育教學中運用過程和結果,避免了親自操作的危害性。

4.2“有償”的管理方式

開放學?；瘜W教育教學,人工智能裝備在化學教育教學中運用耗材的使用等費用,還涉及指導教師的報酬問題。設立教育人工智能裝備在化學教育教學中的運用專項基金,添置開放人工智能裝備在化學教育教學中運用所必需的智能裝備設備,適時投入經費對陳舊落后的設備進行更新,完善化學教育教學的功能。

4.3建立教學智能平臺

智能裝備在化學教育教學中運用功能與水平的重要工作。軟件資源建設的任務是根據人工智能裝備在化學教育教學中運用教學和科學研究的需要,收集、配備、更新和開發(fā)各類人工智能裝備在化學教育教學中運用智能平臺,這個平臺是學生解決經濟管理類專業(yè)實習難的根本途徑。總之，人工智能、大數據，還可以作為教師的有力助手，教師可以利用技術優(yōu)勢，幫助學生實現個性化學習，設計科學的、合適的學習方案。大數據可以幫助教師隨時了解學生的學習情況，幫助他們解決困難，幫助教師批改作業(yè)，替代教師一些機械式的勞動，減輕教師的負擔，使教師有更多的時間和學生接觸溝通。“人工智能+教育bai”最主要的是要改變教學方式，從教師的教轉變到學生的學，從以教師為中心的課堂轉變?yōu)橐詫W生為中心的課堂，從單向傳授知識的方式轉變?yōu)殡p向互動的學習方式。學生通過人工智能學習系統(tǒng)的學習，可以憑借學習系統(tǒng)發(fā)現問題、提出問題，自己去探索、解決、提升?！叭斯ぶ悄?教育”正在使教育發(fā)生重大的、可以說是革命性的變革。但是教育的本質不會變，教育傳承文化、創(chuàng)造知識、培養(yǎng)人才的本質不會變，立德樹人的根本目的不會變。

參考文獻

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作者:孫躍枝 馮進智 單位:焦作師范高等?？茖W校 焦作教育技術裝備管理中心