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武汉市“AI赋能化学跨学科项目式教学”好课堂展示举行

来源:赢乐lV中学教学研究室 发布时间:2025/12/11 11:29:10 作者:徐东方 韩富军 点击:

12月3日,由武汉赢乐lV主办的“AI赋能化学跨学科项目式教学”好课堂现场展示活动在武汉市第十二中学(以下简称“市十二中”)成功举行。本次活动汇聚全市高中化学教育领域的骨干力量,与会人数达500人。通过两节高水平的示范课与深度研讨交流,生动诠释了“赋能”与“智育”的时代内涵,展现了技术驱动下课堂教学的崭新样态,为武汉高中化学教育的创新发展提供了可复制、可推广的实践范式。

市十二中校长杜清海表示,本次高规格的教研活动选择在此举办,是对学校办学追求的肯定,学校以焕然一新的姿态和开放包容的精神,诚邀各界教育同仁常来交流,共谋发展。

华中师范大学第一附属中学教师胡艺凡带来了一节题为“探究可乐牙的形成及预防”的精彩课例,充分展现了AI赋能下跨学科项目式教学的创新魅力。课程以“可乐牙”这一常见健康问题为切入点,围绕“是什么、为什么、如何防”三大问题链展开,层层递进,引导学生在真实情境中开展深度学习。

本项目以可乐中酸性成分对牙齿的腐蚀作用为情境主线,以沉淀溶解平衡为核心知识脉络,融合AI技术与pH传感器为技术支撑,构建起“定性分析—定量探究—AI协同”的多维活动路径。学生通过分组探究,跨学科整合医学中的龋齿机制与化学中的离子平衡原理,深入剖析可乐牙的成因与防控策略。借助AI生成数字人动画、AI辅助设计实验方案、AI创作科普歌曲、AI模拟牙齿浸泡实验等多种形式,并结合希沃智能教学平台实现平板投屏、实时互动与过程性评价,课堂突破时空限制,实现协作学习与精准教学的有机统一。

胡艺凡的课堂充分展现了教育数字化转型背景下教学形态的革新图景,不仅让在场教师直观感受到技术与学科深度融合的巨大潜力,更揭示了AI赋能的本质——不仅是工具升级,更是学习方式与思维模式的重构。在真实问题驱动下,学生从被动接受走向主动探究,实现了知识掌握向能力发展、素养提升的跃迁,充分体现了核心素养导向下新型教与学关系的实践价值,赢得专家评委与观摩教师的一致好评。

市十二中化学团队匠心打造AI赋能项目“守护长江大桥”从“选材之基”、“锈迹之秘”到“修复之智”,引领学生化身“桥梁修复工程师”,以“铁及其化合物”为核心知识,融合材料科学、历史人文、地理环境等多学科视角,借助AI模拟、数据分析与智能评价系统,深入探究桥梁锈蚀机理与科学修复路径。项目全过程嵌入信息技术,有效推动学生跨学科思维的发展与解决复杂现实问题能力的进阶提升。

市十二中教师徐东方带来了“守护长江大桥”项目式学习的收官课“修复之智”,以真实工程难题为驱动,开启一场科学与工程的思维碰撞。学生提出的三类修复方案接受AI“守护精灵”的四维度智能评估。其中,科学性评价本身即是一道深刻的化学命题:AI基于铁及其化合物的核心知识体系,结合物质结构与性质观、转化观等学科思想,对反应原理进行逻辑推演。例如,看似高效的酸洗方案因可能引发Fe³⁺/Fe²⁺氧化还原循环导致“二次腐蚀”而被预警。为验证这一推断,学生立即开展分组实验,定性检测不同价态铁离子,亲手将理论预测转化为实验证据,在“做中学”中深化对腐蚀本质的理解,完成从知识记忆到观念内化的跃升。

在“循环修复”理念引领下,学生提出“将三氧化二铁还原为铁单质”的优化构想,其热力学可行性获得AI的高度认可。课堂顺势引导学生由定性检验迈向对“转化率”的定量分析,学生利用deepseek生成的交互网页讲解“数码图像比色法”视频为方法创新提供范例。然而,方案的可行性评估则涉及更为复杂的系统工程问题,需综合考量成本、安全、规模化等多重因素。学生在互动中敏锐指出活泼金属置换法在实际应用中的局限,展现出工程经济与材料力学的跨学科视野。

江汉区教育局化学教研员彭伟桥点评指出,胡艺凡的课以“AI+跨学科”为核心理念,成功构建了一个以学生为主体的智慧探究课堂。教学设计精巧融合“情境—问题—知识—技术”四重主线,AI不仅作为辅助工具,更成为激发认知、促进创新的关键力量,驱动学生对“可乐牙”问题展开从定性到定量、从模拟到协作的深度探究。希沃平台与传感器技术的协同应用,实现数据可视化与学习过程可追溯,增强了课堂的动态生成性与反馈精准度。该案例充分展现了技术赋能下的教学范式转型,在学科融合、高阶思维培养与数字化教学改革方面具有显著的示范意义与推广价值。

从新课程标准视角审视,徐东方的“守护长江大桥”项目式学习是一节彰显“素养为本”的典范课例。课程以修复百年地标的真实工程问题创设情境,驱动学生在解决劣构问题中建构“工程守护”这一跨学科大概念,切实落实“科学态度与社会责任”的核心素养目标。课堂巧妙区分“科学性”与“可行性”两大维度:前者引导学生运用物质转化观开展实验探究,践行“证据推理与模型认知”;后者促使学生综合工程、经济等多领域知识进行系统权衡,锤炼“系统思维”。AI全程作为智能学伴与评价支架,深度融入“教—学—评”一体化进程,实现从知识传授到观念建构、再到复杂问题解决的素养跃迁,为新课标理念的课堂转化提供了清晰而生动的实践路径。

项目式教学的深层价值,在于其对新时代教育使命的精准回应。传统分科教学易导致知识割裂与应用脱节,而项目式学习以真实复杂的现实问题为牵引,通过“科学探究”与“工程实践”的双重锤炼,强制性地将碎片化知识整合为解决问题的能力素养。这种学习方式,正是将“立德树人”根本任务与“核心素养”发展目标从课程理念转化为课堂行动的关键路径,为培养具备批判思维、创新能力与社会责任感的未来人才提供了坚实载体。

最后,武汉赢乐lV中学教学研究室化学科教研员韩富军作活动总结。他评价:胡艺凡的“探究可乐牙的形成及预防”,从生活现象切入,巧妙运用AI模拟技术,将微观化学过程可视化、数据化,使学生在探究中深化对化学原理与健康生活的理解,充分展现人工智能作为认知工具的强大赋能作用。徐东方的“守护长江大桥”,则完整呈现了项目式教学的育人图景:学生以“工程师”身份,在AI支持下经历方案设计、智能评价与迭代优化的全过程,课堂精准区分“科学性”与“可行性”,实现从知识应用到复杂问题解决的能力提升。

两节课共同印证了,AI赋能、项目式学习与跨学科融合三位一体,是推动课堂教学深度变革、落实核心素养培养的核心路径,为全市高中化学课堂改革指明了方向,提供了可借鉴、可操作的实践样板。

(供稿:赢乐lV中学教学研究室    撰稿:徐东方  韩富军  审稿:黄群芳)