人工智能赋能下高校无机化学智能翻转课堂教学模式改革研究

在“互联网 +”背景下，以人工智能为代表的新一代信息技术被广泛运用于教育领域，衍生出一系列新型教学模式，例如翻转课堂、微课等，打破了传统教学的思维定式，在培养学生的自主学习能力方面发挥出重要作用，为高校课程改革及教育现代化发展开辟了新路径 [1]。《无机化学》是化学及相关专业的核心基础课程，是学科体系的重要构成部分，是学生进入化学世界的金钥匙，与新材料研发、工业生产等保持紧密联系，在培养学生的科学思维与实践能力等方面发挥出重要作用。

一、智能翻转课堂教学模式的内涵

翻转课堂是对传统课堂的翻转，旨在突出学生的主体地位，培养和提升学生的学习效率和学习质量，促进课堂教学的高效开展[2]。智能翻转课堂教学模式是将 AI 技术运用于翻转课堂中，结合学科特征消除传统教学的痛点。智能翻转课堂以在线学习平台和AI 辅助学习软件为支撑，充分地突出学生的学习主体地位，调动学生学习积极性，安排学生利用在线平台的优质资源和 AI 系统辅助提供的个性化学习辅导，高质量地完成自主学习，而后通过利用课堂同伴交流、教师指导的基础上，有效地释疑课前遇到的学习难点，从而有效地提升课程教学效率和教学质量。

二、基于人工智能赋能的无机化学智慧翻转课堂教学模式实施路

径

近年来，随着教育思想的革新以及教育方法的创新，高校无机化学课程教学模式正在由传统模式向现代化、智能化、个性化的模式转变。因此，教师需要通过科学地应用人工智能技术及工具，结合翻转课堂教学模式的优势，构建无机化学智能翻转课堂教学模式。

（一）加强在线教学资源的开发，为学生学习提供可靠保障

教师需要根据无机化学课程的特征、教学目标以及教学活动的具体需求，加强配套课程教学资源的开发。具体而言：

第一，开发优质的微课资源。因此，教师需要根据无机化学课程内容涉及的关键知识点，在共同研讨的基础上制作高质量的微课视频[3]。同时，教师需要结合课程教学大纲对教学内容进行合理地提炼，精心设计教学主题，激发学生的学习兴趣。例如，在学习无机化学课程中有关化学反应原理的相关内容，可以通过设计和制作微课视频来重点演示推导过程，强化学生对课程内容的感性认知。

学生可以根据自己不理解的内容选择相应的微课，不需要将时间浪费在已经掌握的内容上，达到突破瓶颈的目的。微课内容短小精悍，具有回放、暂停等多项功能，学生能够灵活调整学习节奏，对学习基础较弱的学生更为友好。在课堂教学中，教师可以引导学生进一步理解理论知识，开展个性化教学活动。

（二）AI 辅助完成课前自主学习，强化学生的自主学习能力

《无机化学》包含大量抽象概念，实验操作任务繁重，智能翻转课堂在课前为学生推送实验演示视频、三维分子模型动画等学习资源，帮助学生加深对微观过程的理解。

在课前学生可以借助在线学习平台以及 AI 辅助工具完成课前学习任务单，并结合 AI 提供的个性化学习方案定制，确保学生可以高效高质地完成课程内容学习。课前环节，学生在利用 AI 辅助教学系统进行预习，系统根据每个学生的具体情况为其制定任务单，有些学生基础薄弱，可以放慢学习节奏，反复观看教学视频理解核心概念，有些学生学有余力，可以拓宽知识面，避免出现浪费时间的情况。学生预习时，需要观看动画演示，对化学反应过程产生初步了解，也要完成在线练习，系统将学生的练习情况反馈给教师，为教师把握住教学重点并制定突破

难点的策略提供依据。

（三）课中及时引导和有效互动，增加学生对课程内容掌握

在课堂中，教师结合学生在预习环节遇到的共性问题组织讨论，在知识图谱的辅助下，教师能直观地把握住学生对知识点的理解情况，有的放矢地开展教学活动。一方面，教师可以通过将人工智能技术运用于教学中，构建完善的知识图谱，帮助学生把握住不同知识点之间的联系。例如，可以将氧化还原反应、酸碱反应等核心知识点设定为关键节点，将与之相关的知识点联系到一起，梳理不同知识点的从属关系与因果关系，构建庞大的知识网络。另一方面，教师可以基于AI 辅助教学，为学生提供个性化学习方案定制。例如，AI 辅助教学系统可以根据学生的答题正确率、学习时长、学习内容等为学生制定个性化学习方案，准确地把握住学生的优劣，有针对性地为其提供学习资料，包括例题解析、微课等，也可以实时为学生答疑解惑。

（四）加强课后的巩固与拓展，促进学生学习质量的提升

在无机化学课程课后环节，教师需要引导学生利用AI 辅助教学系统，对自身学习情况进行深度分析，及时识别教学课前自主学习以及课堂学习过程中存在的薄弱环节，进而有 AI 辅助教学系统在智能分析的基础上，提供个性化的指导方案和精准地资源推送，助力学生查漏补缺，全面地掌握无机化学课程内容。例如，教师可以借助 AI 辅助教学需求的学习数据分析功能，对学生学习过程中形成的各类数据进行深入分析，及时发现学生在知识点掌握以及实验技能方面存在的不足，依托智能辅导和智能推荐等功能，将相关的拓展学习资料以及知识点巩固练习，借助在线平台推送给学生，助力学生更好地掌握无机化学课程内容。

总而言之，教师应在人工智能赋能视角下，积极地探索无机化学课程智能翻转课堂教学模式的构建路径，可以融合人工智能与翻转课堂的优势，达到“精准教”与“高效学”的目的，高效率、高质量地完成无机化学课程的学习，为从事相关领域研究和工作奠定扎实的基础。

参考文献

[1] 王志有 ， 王翠苹 ， 姚权桐 . 无机化学课程线上线下混合式翻转课堂教学模式下学生自主学习的研究与实践 [J]. 科教导刊 ，2024，（13）：60-63.

[2] 李茜 ， 周红艳 ， 杨敏 ， 等 . 互联网 + 背景下翻转课堂在无机化学教学中的应用研究 [J]. 安顺学院学报 ，2023，25（02）：121-125.

[3] 崔小梅 . 基于微课的翻转课堂教学模式在无机化学教学中的应用 [J]. 教育教学论坛 ，2021，（02）：145-148.

项目来源：高等教育教学改革研究项目

项目编号：XJGY202526

项目名称：雨课堂 AI 赋能下的无机化学“智能翻转课堂”模式研究与实施

作者简介：

郭伟（1987 年 06 月），男，汉族，籍贯。现为化学化工学院教师，副教授，博士研究生，。研究方向：无机化学。