AI 赋能天然药物学培育复合型的专业人才研究

一、AI 赋能天然药物学学习的内在机理

在传统教学中，职业院校学生学习天然药物时常面临学习枯燥、理论与实践脱节、知识理解难等问题。而 AI 能设计真实有趣的教学方式，还原天然药物生长环境，打造沉浸式学习场景，不仅激发学生兴趣，还能培养其创新思维与问题解决能力。

AI 可智能分析学生需求，实时监测学习进度与成效，找出学习重难点，助力教师及时调整教学，为学生提供学习建议，帮助学生更好掌握知识，保障教学的科学性与准确性。同时，AI 能随时解答学生学习中的问题，减轻教师教学压力，为学生提供精准答案。本研究针对天然药物学科，尝试利用AI 构建了内在学习框架，该结构由三部分构成，具体如表 1 所示。

表 1 在天然药物学中的内在机理

二、AI 赋能天然药物学习的价值意蕴

AI 在教师和学生学习中发挥着重要作用，包括准备、实施、评估三阶段，分析 AI 在各个方面起着辅助功能。

表 2 AI 在天然药物学中的价值意蕴

（一）在教师教学中的辅助功能

AI 在《天然药物学》教学的准备、实施、评估三个阶段均能提供针对性支持，其作用贯穿教学全流程，核心是提升教学效率、优化教学体验并实现精准教学反馈。

1.教学准备阶段：高效备课与资源优化

此阶段 AI 帮助教师快速完成教学内容设计、资源整合与方案规划，减少重复工作。一是智能资源整合与更新，整理成教学案例或文献摘要；二是个性化课件与习题生成，AI 自动生成 PPT 课件及配套课堂测验、课后作业；三是教学方案优化建议，基于过往同章节教学数据，为教师提供建议。

2.教学实施阶段：动态互动与沉浸式教学

AI 主要作用于课堂互动与实践教学，将抽象知识具象化，提升学生参与度与实践能力。一是理论教学可视化，通过 3D 模型动画演示有效成分分离及体内作用机制；二是虚拟仿真实践支持，提供AI 虚拟实验室，学生可模拟操作；三是实时课堂互动，同时 AI 助教师实时答疑，减轻教师重复答疑压力。

3.教学评估阶段：精准测评与数据反馈

AI 实现对学生学习效果的全方位评估，为教师提供教学改进依据。一是个性化智能测评，依据学生学习数据生成针对性题库，定位薄弱环节并推送专项练习；二是实践操作自动化评估，AI 通过图像识别判断操作规范性，生成成绩并标注错误；三是教学效果数据分析，整合学生课堂作业、考试等数据，生成多维度报告，助力教师调整教学策略；四是学习过程追踪反馈，追踪学习轨迹实现精准辅导。

（二）在学生学习过程中的辅助功能

AI 为学生提供个性化、沉浸式学习支持，贯穿学习全流程，助力高效预习、深度理解知识与精准定位薄弱环节。

1.学习准备阶段：精准预习与目标规划

AI 帮助学生明确预习重点，获取前置知识，为课堂学习打基础。一是生成个性化预习方案，根据课程大纲推送预习内容，标注重点；二是前置知识查漏补缺，通过 AI 测评检测知识漏洞，推送补学资源；三是智能检索学习资源，学生输入预习主题，AI 整合教材片段、药材图谱等，形成结构化预习资料。

2.学习实施阶段：沉浸式理解与主动探索

AI 通过可视化、互动化手段，帮助学生攻克难点，强化实践能力，提供即时支持。一是抽象知识可视化学习，3D 模型展示天然药物微观结构，动画演示作用机制；二是虚拟仿真实践训练，学生在 AI 虚拟实验室模拟实验操作，系统实时提示错误；三是实时互动答疑与引导，AI 助教解答疑问，引导学生思考复杂问题。

3.学习评估阶段：精准自测与针对性提升

AI 帮助学生全面评估学习效果，定位薄弱环节，提供个性化提升方案。一是个性化自测与诊断，依据学习轨迹生成针对性题库，明确未掌握内容；二是学习过程与结果双重评估，结合测验成绩与学习过程数据判断掌握程度；三是定制化提升资源推送，针对薄弱环节推送学习资源；四是学习进度与效果反馈，生成个人学习报告，帮助学生调整学习策略。

三、AI 赋能天然药物学习的实践策略

在学生学习人参药材相关知识时，AI 可在准备、实施、评估等阶段发挥重要作用，以下是从准备、实施、评估三阶段的实施路径。如图是以“人参”为例，详细阐述 AI 赋能天然药物学学习的实践途径。

（一）AI 赋能项目准备阶段

以“人参”为例，首先教师借助 AI 工具,比如：豆包、deepceek 等，搜索人参以及和人参外形相似的图片，以提问式“同学们猜一猜下面哪一中药是人参”让学生识别人参为开启课程；学生通过AI 工具识别桌面上所放药材，同时利用 AI，学生可以对人参药材进行初步认识。

（二）AI 赋能项目实施阶段

教学中，教师起引领作用，学生为主导，AI 作辅助。教师讲解人参功效时，利用 3D 动画展示人参皂苷作用于人体细胞的过程，如人参皂苷 Rg1 与 TrkB 受体结合，激活 BDNF - TrkB 通路促进神经突生长，帮助学生理解人参益智原理。同时，借助 AI 互动工具发起抢答，如 “人参主要产于我国哪些地区？”，实时统计答题情况，AI 根据答题时间和准确率分析学生对知识的熟悉度，为教师调整教学节奏提供参考。学生遇问题可随时向 AI 提问，如 “人参的主要有效成分有哪些？它们是如何发挥作用的？”，AI 详细解答并引导思考，如 “这些成分的结构特点与功效有什么关联？”，AI 还可设置 “人参知识抢答” 等互动环节，提升学生学习积极性。

（三）AI 赋能项目评估阶段

表 4 人参课程的评估表

五、结论

AI 技术为天然药物学发展带来机遇与变革，也对专业人才培养提出新挑战。通过构建跨学科课程体系、强化实践教学、加强师资建设、培养学生创新能力等策略，可有效培育适应 AI 赋能天然药物学发展需求的复合型人才。这类人才将在未来科研、产业领域发挥重要作用，推动天然药物学在 AI助力下创新发展，为人类健康事业贡献力量。

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