在当代教育领域，人工智能（AI）技术正以其独特的优势革新传统的教学模式。特别是在元素无机化学这一基础化学学科中，AI的应用为解决教学中的个性化需求、提升学习效率和促进学生理清繁杂的元素性质提供了新的途径。然而，AI技术在化学教学中的应用仍处于起步阶段，其潜力尚未得到充分挖掘。本文旨在探讨AI技术在元素无机化学教学中的应用现状，分析存在的挑战，并对未来的发展方向进行展望，以期为元素化学教育的创新提供参考和启示[1, 2]。
一、构建智能评价系统
智能评测系统是AI技术在教育领域的一项创新应用，尤其在元素无机化学教学中发挥着重要作用。智能评测系统能及时反馈教学效果，帮助教师优化教学策略。这种智能化的评估方法，有效克服了传统教学评价的主观性和滞后性，为实现精确化教学监控提供了新途径。
二、在线开放课程（MOOC）
在线开放课程（MOOC）平台通过开放和共享的教育资源，打破了传统课堂的局限，使得优质的化学教学内容能够触及更广泛的学习者群体。基于MOOC平台开设元素无机化学线上课程，结合AI技术，为学生提供了个性化的学习路径和实时的学习反馈。通过智能推荐系统，平台能够根据学生的学习行为和掌握情况，推荐适合的学习资源和练习题目，从而提升学习效率。
三、辅助构建知识图谱等数字化资料
数字化教材和知识图谱是AI技术在化学教学中的另一项重要应用。通过构建知识图谱，学生能够将化学知识点、概念和理论以图形化的方式相互关联，形成一个全面、系统的元素化学知识网络。这种图谱不仅帮助学生更直观地理解复杂的化学概念，而且通过智能分析学生的学习行为，提供个性化的学习建议和资源。
四、个性化学习体验
个性化学习体验是AI技术在教育领域应用的核心优势之一。在元素无机化学教学中，AI技术可以根据学生的学习习惯、认知水平和兴趣点定制个性化的学习计划，从而提高学习效率和教学效果。AI系统能够根据学生的学习进度和反馈，智能调整教学内容和难度，实现真正的一对一教学。此外，AI系统能够根据学生的学习成果，推荐合适的学习资源和后续学习路径，帮助学生巩固知识点，提高学习深度。这种个性化的学习方式，不仅能够激发学生的学习兴趣，还能够促进学生批判性思维和创新能力的发展。
五、信息化教学资源
通过整合和利用数字技术、网络技术和多媒体技术，为学生提供了丰富多样的学习材料和实验模拟。在多维度信息化元素无机化学实验资源的构建中，AI技术发挥着至关重要的作用。例如，通过AI辅助的虚拟实验室，学生可以在没有实际化学试剂和设备的情况下，进行各种化学实验的模拟操作。此外，信息化教学资源还包括在线习题库、互动讨论区和远程协作工具等，这些资源和工具的整合，为学生提供了一个互动性强、反馈及时的学习环境。信息化教学资源的构建，不仅提高了教学资源的利用效率，也使得化学教学更加灵活和多样化[3]。
六、教学模式创新
教学模式创新是AI技术在无机化学教学中应用的关键方向，它通过融合传统教学方法与现代技术手段，创造出更加高效和互动的教学环境。在这一过程中，AI技术不仅提升了教学的科技含量，也使教学内容和形式更加多样化和生动。例如，将传统文化与化学教学相结合，可以利用AI辅助教学模型来讲解中国古代的化学实践，如炼丹术和陶瓷制作等，从而提高教学的文化深度和趣味性。此外，AI技术还可以辅助教师进行课堂管理，如自动记录学生的出勤情况、学习行为和成绩表现等，从而减轻教师的负担，让他们有更多时间专注于教学内容的创新和学生能力的培养。
七、面临的挑战
首先，技术成本是一个重要因素，高质量的AI系统和虚拟现实设备需要较大的初期投资。此外，要对教师进行AI技术的系统培训，以提升他们运用新技术的能力。学生之间的数字鸿沟也是一个不容忽视的问题，不同背景的学生对AI技术的接受度和熟悉程度存在差异，这可能会加剧学习效果的不平等。最后，如何评估AI教学系统的有效性、如何整合AI技术与传统教学内容、以及如何适应不同教学环境和学生需求，都是推广AI教学应用时需要解决的问题。
综上所述，AI技术在元素无机化学教学中的应用正逐渐展现出其独特的价值和潜力。通过智能评测系统、个性化学习体验、信息化教学资源等创新手段，AI技术不仅提升了教学的互动性和个性化水平，还提高了学生的学习兴趣和教学效果。然而，技术成本、教师培训、数据隐私等挑战也不容忽视。展望未来，随着技术的不断进步和教育理念的创新，AI技术有望在无机化学教学中发挥更加重要的作用，为培养新时代的化学人才提供强有力的支持。
参考文献
[1] 连超群, 黄桦, 张强, 张静, 唐王刚, 人工智能在生物化学与分子生物学教学中的运用及探讨, 河北北方学院学报, 2024,40, 51.
[2] 教育部. 高等学校课程思政建设指导纲要[S]. 北京：教育部，2022.
[3] 马宁, 基于AI技术改进课堂教学方法的尝试, 新课程研究, 6, 77-79.
作者简介：刘广宁，男，1984年4月生，汉族，山东滕州人，理学博士，济南大学副教授，研究方向：无机-有机杂化材料
