陳華

摘要：以高三化學(xué)“純堿工業(yè)”的復(fù)習(xí)課為例，利用人工智能和現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)助力現(xiàn)代化學(xué)課堂，解決教學(xué)難點，轉(zhuǎn)型

教學(xué)方式，提升課堂效益，從而培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：人工智能;純堿工業(yè);增強現(xiàn)實（AR）;虛擬現(xiàn)實（VR）;5G

文章編號：1008-0546（2022）05-0029-06中圖分類號：G632.41文獻標(biāo)識碼： B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.05.006

利用人工智能技術(shù)助力現(xiàn)代化學(xué)課堂，不僅能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，也是培養(yǎng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力的需要。在教育技術(shù)不斷發(fā)展的今天，讓技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)，轉(zhuǎn)型教學(xué)方式，解決教學(xué)難點，提升課堂效益，需要我們積極做出嘗試。

一、教學(xué)主題內(nèi)容及教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)主題內(nèi)容

純堿具有廣泛的用途，是重要的化工原料之一。上海高三拓展型課程教材第五單元第三節(jié)化工生產(chǎn)章節(jié)里有純堿工業(yè)的相關(guān)內(nèi)容。在《上海市高中化學(xué)學(xué)科教學(xué)基本要求（試驗本）》中，對純堿工業(yè)的學(xué)習(xí)水平定為C級，即運用水平。對純堿工業(yè)的具體要求細分為歸納氨堿法和侯氏制堿法的原理，了解簡單流程，并對方法進行評價。筆者開設(shè)的本節(jié)課，是一節(jié)解決學(xué)生問題的復(fù)習(xí)課。

2.教學(xué)現(xiàn)狀分析

化工生產(chǎn)專題是多年來教與學(xué)的一個難點。對于老師來說，整個生產(chǎn)原理和生產(chǎn)流程主要是從教材和教參上來理解，但是對實際的化工生產(chǎn)中具體的操作工藝不是很清楚。而對于學(xué)生來說，化工生產(chǎn)知識涉及的面較廣，如化學(xué)反應(yīng)原理、原料選擇、能源消耗、設(shè)備結(jié)構(gòu)、工藝流程、環(huán)境保護以及綜合經(jīng)濟效益等，綜合性大，能力要求高。因為沒有實地參觀化工廠的經(jīng)歷，因而感覺書本的知識較死板，更多的時候是被動地接受所有的高考知識點，提不起學(xué)生學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)的興趣。對于“純堿工業(yè)”這一主題，生產(chǎn)流程相對比較復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)的難點在于無法建構(gòu)起整個生產(chǎn)工藝，對于索氏和侯氏兩條生產(chǎn)線的異同比較從抽象理論去理解比較困難。

查閱相關(guān)文獻，很多老師致力于通過模擬工業(yè)制純堿的實驗設(shè)計，來彌補中學(xué)教材中無相關(guān)實驗的缺陷。例如：陸麗潔等設(shè)計了三個模擬工業(yè)制備純堿和一個模擬聯(lián)合制堿法母液處理的實驗方案，旨在為純堿工業(yè)的實驗教學(xué)提供可選擇的參考素材和方法[1]。張志明應(yīng)用化學(xué)平衡移動原理、溶解度差異等，通過控制化學(xué)反應(yīng)條件，模擬優(yōu)化了聯(lián)合制堿法制備純堿的實驗，加深學(xué)生對兩種工業(yè)制純堿方法原理的認識[2]。此外，其他老師也提出了相似的教學(xué)設(shè)計。這些教學(xué)設(shè)計還是以傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式為主。

二、教學(xué)思想與創(chuàng)新點

在教育技術(shù)不斷發(fā)展的今天，讓技術(shù)賦能化學(xué)教學(xué)，轉(zhuǎn)型教學(xué)方式，解決教學(xué)難點，提升課堂效益，需要我們積極做出嘗試。

課前通過智學(xué)網(wǎng)的檢測，診斷出學(xué)生問題來開展教學(xué)。通過自行設(shè)計的成本核算小程序，從數(shù)據(jù)幫助學(xué)生理解化學(xué)原理和生產(chǎn)工藝有區(qū)別?；赩R技術(shù)的現(xiàn)場實驗，讓學(xué)生沉浸式體驗危險系數(shù)高、可視范圍有限的實驗，深刻理解NH3和CO2的通入順序，加深對工業(yè)制純堿原理的理解，體會“宏觀辨識和微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。通過5G實景課堂突破時空限制，與專家面對面交流，體驗化學(xué)原理和化工生產(chǎn)有聯(lián)系也有區(qū)別，解決老師和學(xué)生的困惑。再通過智學(xué)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的反饋，檢測本堂課的學(xué)習(xí)效果。布置基于AR技術(shù)的學(xué)習(xí)資料包，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)，實現(xiàn)線上和線下混合式學(xué)習(xí)。

三、教學(xué)目標(biāo)

從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)現(xiàn)狀分析，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)為：

（1）通過成本核算的計算機算法和演算，理解索氏和侯氏生產(chǎn)工藝的異同點。

（2）通過理論計算和VR實驗，理解NH3和CO2的通入順序，體會“宏觀辨識和微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)。

（3）通過5G實景連線，搭建化學(xué)理論和化工生產(chǎn)的橋梁，體會理論和實際既有聯(lián)系也有區(qū)別。

（4）形成化工生產(chǎn)全局觀：根據(jù)國情和市場需求進行調(diào)控，才能達到利潤最大化。

（5）通過AR軟件，實現(xiàn)線上和線下混合式學(xué)習(xí)。

四、教學(xué)流程

五、教程實錄

1.問題診斷

【教師】課前，通過智學(xué)網(wǎng)的作業(yè)檢測，診斷出同學(xué)們對純堿工業(yè)生產(chǎn)原理的理解上還有些欠缺?？偣膊贾玫?道題目，只有少數(shù)題目的正確率超過了一半（見圖2）。例如：第二題，對于氨氣和二氧化碳的通入順序，正確率為100%，但是對于其理由的闡述卻不是很到位，正確率只有37.5%，說明大部分同學(xué)們沒有真正理解其原理。其實化工生產(chǎn)專題多年來就是教與學(xué)的一個難點。所以今天這節(jié)課，我們借助技術(shù)嘗試來突破這些難點，幫助大家更好理解這一工業(yè)。

2.問題突破

【問題一】為什么索氏和侯氏制堿法在制堿原理

上是相同的，但是在生產(chǎn)工藝上是不同的？

【教師講解】索氏和侯氏制堿法的相同點在于制

堿方程式相同，都用 NaCl、NH3、CO2的反應(yīng)來制備純堿，NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl

2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O

工藝的改進就是為了盈利，接下來我們從原料成本上再來重新認識這個反應(yīng)?，F(xiàn)在我要得到1mol Na2CO3產(chǎn)品，根據(jù)制堿原理分別需要多少原料？

【學(xué)生回答】2 mol NaCl、2 mol NH3、2 mol CO2

【教師計算】我用計算機算法來快速模擬計算一下這個反應(yīng)的盈虧值（見圖3）。

【教師自答】通過計算結(jié)果，我們看到它是虧錢的。因此實際的工藝流程中還需要想方設(shè)法采取其他措施來讓它轉(zhuǎn)虧為盈。

【教師提問】索爾維采取哪些措施讓它轉(zhuǎn)虧為盈？展示各種原料的價格表[3]（見表1）。

【學(xué)生回答】（學(xué)生回憶索爾維制堿法的流程，結(jié)合原料價格表，通過小組討論梳理盈利措施。）NH3的 成本價是最高的，因此索爾維想到要循環(huán)使用NH3來降低成本。碳酸氫鈉受熱分解也會產(chǎn)生CO2，因此也可以循環(huán)使用，來降低原料成本。

【教師追問】循環(huán)的NH3哪里來？ NH4Cl如何變成 NH3？加什么堿，成本最低？ Ca（OH）2哪里來？因此索爾維制堿法的原料是什么？

【學(xué)生回答】通過溶液中的 NH4Cl 轉(zhuǎn)變而來。加堿，加 Ca（OH）2，成本最低。石灰石煅燒。因此索爾維制堿法的原料是NaCl和CaCO3。

【教師提問】所以，索爾維制堿法的原料為碳酸鈣和氯化鈉。要得到1 mol Na2CO3，從元素守恒的角度來說，分別需要多少原料？

【學(xué)生回答】2 mol NaCl、1 mol CaCO3

【教師提問】侯氏制堿法是如何改進工藝來盈利的呢？請進行小組討論。

【學(xué)生回答】當(dāng)時特定的歷史背景，堿廠內(nèi)遷，導(dǎo)致 NaCl 的價格上升。碳酸氫鈉受熱分解也會產(chǎn)生 CO2，所以循環(huán)使用NaCl 和CO2，來降低原料成本。當(dāng)時我國對化肥的需求量激增，所以侯德榜將溶液中的 NH4Cl轉(zhuǎn)變?yōu)榛十a(chǎn)品售出，來增加盈利。

【教師提問】根據(jù)方程式，侯氏制堿法得到1 mol Na2CO3產(chǎn)品的同時，同時還能得到多少mol的NH4Cl產(chǎn)品？

【學(xué)生回答】2 mol NH4Cl

【教師提問】同樣根據(jù)元素守恒，分別需要原料多少mol？

【學(xué)生回答】2 mol NaCl、2mol NH3、1 mol CO2

【教師講解】請同學(xué)們在PAD上快速計算一下改進后的兩種工藝盈虧值。

【學(xué)生操作】見圖4

【教師補充】改進工藝后，工廠都賺錢了。索氏和侯氏制堿法工藝不同，是因為當(dāng)時的國情所決定的。當(dāng)然實際的化工生產(chǎn)中，我們不單單要考慮經(jīng)濟成本，其實還要考慮環(huán)境成本和設(shè)備成本等因素，這也是我們現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的方向。

每種工藝也都有各自的優(yōu)缺點。根據(jù)當(dāng)時的國情和市場需求來進行調(diào)控，才能達到利潤最大化。例如：我們作業(yè)中的N.A法就是根據(jù)市場需求兩條生產(chǎn)線的聯(lián)合使用。

【學(xué)生訂正】根據(jù)我的講解，對作業(yè)中的第四題，我們一起來進行訂正。

【問題二】為什么先通NH3，再通CO2，能得到大量的NaHCO3固體？

【教師提問1】為什么要生成NaHCO3，不直接生成產(chǎn)品Na2CO3呢？

【學(xué)生回答】相同條件下，NaHCO3是所有物質(zhì)中溶解度最小的，最容易析出。

【教師提問2】怎樣得到大量的NaHCO3固體呢？

【學(xué)生回答】提高溶液中Na+和HCO-3的濃度，使溶解平衡朝結(jié)晶方向移動。

【教師提問3】怎樣得到較高濃度的Na+和HCO-3？

【學(xué)生回答】水溶液中加NaCl 固體至飽和，就能得到高濃度的Na+。盡可能讓CO2溶解于溶液中，才能得到高濃度的HCO-3。

【教師提問4】怎樣的溶液環(huán)境可以溶解盡可能多的CO2？

【學(xué)生回答】堿性環(huán)境

【教師講解】所以我們通常是讓CO2和NH3先生成 NH4HCO3的方式來增加 HCO-3的濃度，那就意味著我們還需要通入 NH3作為原料。那么先通 NH3還是先通 CO2，本質(zhì)區(qū)別在于可能會影響生成的NH4HCO3的 量。展示CO2和NH3在水中溶解性信息（見表2）。

【教師計算】根據(jù)溶解度信息，我們來進行一個粗略計算。假設(shè)用10 mL水來溶解NaCl 固體到飽和，先通NH3，大約可以溶解7000 mL 的NH3，假設(shè)是標(biāo)準(zhǔn)狀況下，可以溶解0.3125 mol 的 NH3，再通 CO2，能得到 NH4HCO3為24.688 g。如果先通 CO2，只能溶解10 mL CO2，最終得到NH4HCO3為0.035 g。

【教師提問】這是我們粗略的計算，通過什么方法可以來驗證？

【學(xué)生回答】實驗

【教師說明】考慮到實驗用量、經(jīng)濟環(huán)保和現(xiàn)象明顯等原則，我們最終以計算值的五分之一進行實驗，通過實驗來驗證到底哪種方式可以得到大量的碳酸氫鈉固體？因為碳酸氫銨有強烈的刺激性氣味，不便于在我們今天的教室里實驗演示。請同學(xué)們戴上VR 眼鏡，讓我們從六樓穿越到十二樓的化學(xué)實驗室，由在實驗室的朱老師為我們完成這個實驗（見圖5）。

【教師實驗】

1號試管：含有10 mL水的飽和食鹽水加4.938 g 碳酸氫銨固體

2號試管：含有10 mL水的飽和食鹽水加0.007 g 碳酸氫銨固體。

3號試管：10 mL水加4.938 g碳酸氫銨固體

【教師提問】通過實驗現(xiàn)象，你能得到什么結(jié)論？

【學(xué)生回答】1號和2號試管對比得知，只有先通 NH3，再通 CO2，才能得到大量的 NH4HCO3固體。1號和 3號試管對比得知，1號試管產(chǎn)生的大量白色固體晶型和3號試管不同，證明1號試管里產(chǎn)生的白色固體不是過飽和的NH4HCO3。

【問題三】實際的純堿生產(chǎn)中，具體操作工藝是如何的呢？

【教師講解】同學(xué)們也有很多問題想問，讓我們運用5G技術(shù)來連線中鹽昆山有限公司的工程師，請他來為我們解答。（圖6）

【工程師回答】（簡要介紹其工廠聯(lián)合制堿法的原理，帶著學(xué)生一起觀看工廠各步驟需要的設(shè)備。）

在我的右手邊這個是我們的聯(lián)堿裝置主反應(yīng)器碳化塔，它主要作用就是用通入的二氧化碳氣體跟氨母液II（吸氨后的鹽水）反應(yīng)產(chǎn)生碳酸氫鈉結(jié)晶，最后再固液分離去煅燒制出合格的純堿。

這邊是母Ⅰ吸氨器，母Ⅰ吸氨器是我們Ⅰ過程帶濾機固液分離之后的母液Ⅰ ，經(jīng)過母Ⅰ泵送上來之后，吸收氨氣制成合格的氨母液I，送入II過程制造合格的氯化銨。

這邊細條就是我們的原料鹽的皮帶，經(jīng)過皮帶輸送到我們的鹽析結(jié)晶器，經(jīng)過同離子效應(yīng)析出氯化銨稠厚液，送入冷析結(jié)晶器和氨母液Ⅰ一起通過降溫結(jié)晶析出氯化銨，送入我們的離心機。我們的離心機下來的氯化銨經(jīng)過這根皮帶一部分到干銨車間，一部分直接到包裝，那邊一條是干銨車間出來的成品經(jīng)過皮帶輸送到干銨包裝機。

這邊是我們的母Ⅱ（Ⅱ過程產(chǎn)生的經(jīng)過冷析和鹽析處理的母液）吸氨器，它主要是母Ⅱ泵打上來的母液Ⅱ，在我們的吸氨器里邊吸氨，提高我們母液Ⅱ中的游離氨來變成我們制堿需要的氨母液Ⅱ。

【學(xué)生提問】如今化工廠是否也與時俱進，能夠“無人運作”？當(dāng)今化工廠工人的主要工作是什么？

【工程師回答】介紹了一些其工廠先進的技術(shù)。但是純堿工業(yè)仍舊是基礎(chǔ)工業(yè)，包含很多步驟，比如過濾、結(jié)晶等，都需要通過巡檢來現(xiàn)場處理。但是相信隨著技術(shù)的發(fā)展，這方面會越來越改觀。

【教師總結(jié)】謝謝工程師的精彩講解。在總的發(fā)展過程中，純堿工業(yè)的基本原理是沒有改變的，但是工藝在不斷優(yōu)化，裝備在不斷升級。

3.教學(xué)反饋

【教師講解】現(xiàn)在請同學(xué)們登陸自己智學(xué)網(wǎng)的賬號，完成我剛發(fā)布的題目，檢測一下今天的學(xué)習(xí)效果。

【學(xué)生作答】利用 PAD 登錄賬號，作答。課的最后當(dāng)堂反饋（見圖7）?？梢姳葓D1 的正確率有很大提高。

4.視野拓展

【教師講解】今天雖然我們沒辦法實地去化工廠考察，但是利用AR技術(shù)，我們可以在PAD上觀看整個純堿工業(yè)的生產(chǎn)工藝。

【教師投屏】AR技術(shù)展示純堿工業(yè)

【布置作業(yè)】請同學(xué)們將AR軟件作為課后學(xué)習(xí)資料包并完成軟件中的思考題（見圖8）。

【教師總結(jié)】本節(jié)課通過問題的解答和作業(yè)的反饋結(jié)果，說明技術(shù)賦能課堂，促進教與學(xué)的轉(zhuǎn)型還是有成效的。對于作業(yè)中的其他問題，我們下節(jié)課繼續(xù)討論。

六、教學(xué)技術(shù)說明和教學(xué)反思

1.利用大數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)化教學(xué)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式，老師通過手閱作業(yè)，憑自己的經(jīng)驗和印象，講評學(xué)生錯誤率高的題目。其實這是比較模糊的做法，沒有客觀數(shù)據(jù)的支持，無法科學(xué)準(zhǔn)確判斷出學(xué)生的學(xué)習(xí)問題。有了大數(shù)據(jù)技術(shù)，只要采集學(xué)習(xí)過程中常態(tài)化的海量數(shù)據(jù)，教師就能了解每一位學(xué)生，進行客觀理性的學(xué)情分析和學(xué)業(yè)水平評估，從而更好地指導(dǎo)教學(xué)、開展活動。

智學(xué)網(wǎng)是科大訊飛面向?qū)W校日常作業(yè)、考試及發(fā)展性教與學(xué)評價需求推出的大數(shù)據(jù)個性化教學(xué)系統(tǒng)，旨在為用戶提供更加簡單易用的系統(tǒng)操作和全面完善的資源服務(wù)，通過大數(shù)據(jù)分析充分挖掘考試價值，通過基于云服務(wù)的PC及移動終端為老師和學(xué)生提供針對性教和個性化學(xué)的信息化環(huán)境與服務(wù)[4]。

利用課前智學(xué)網(wǎng)布置作業(yè)，通過AI大數(shù)據(jù)分析，找到學(xué)生具體的問題，及時進行精準(zhǔn)化教學(xué)——設(shè)計出本堂課需要解決的三個問題。利用智學(xué)網(wǎng)平臺檢測學(xué)習(xí)效果，及時了解學(xué)生的學(xué)情，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與進度?！敖?、學(xué)、評”的一致性完全可以在大數(shù)據(jù)下進行，所有的評價都可以基于數(shù)據(jù)的診斷，幫助我們的老師和學(xué)生及時了解自己的得和失，完善自己的教和學(xué)生的學(xué)。

2.利用計算機算法和演算，幫助理解兩種生產(chǎn)工藝的異同

索氏和侯氏兩條制堿生產(chǎn)線的異同，一直是學(xué)生理解的難點。傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師通過化學(xué)原理等的講解和提問，得出兩種制堿工藝流程圖，最后讓學(xué)生對兩種制堿工藝進行異同點的對比和優(yōu)劣評價。檢測教學(xué)效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對有關(guān)內(nèi)容掌握程度較差，對異同點的把握還是停留在老師傳授的知識點上，沒有主動探索思考實踐的過程，知識就不容易內(nèi)化成為思維品質(zhì)和創(chuàng)新能力。筆者思考，能不能選擇一個簡單明晰的角度來解讀復(fù)雜的化工生產(chǎn)呢？化工生產(chǎn)首要考慮經(jīng)濟問題，只有對生產(chǎn)成本進行嚴格的核算，才能控制成本，進而提高產(chǎn)品的市場競爭力和經(jīng)濟效益。筆者將原來教師講授為主變?yōu)閷W(xué)生探究為主，學(xué)生通過分組交流討論，對兩種方案的原料、循環(huán)物質(zhì)、產(chǎn)品進行了對比，在平板上通過成本核算的計算機算法和演算小程序，對比化學(xué)原理制堿法和工業(yè)實踐制堿法的計算結(jié)果，直觀生動地傳遞出這樣一個認識：化學(xué)原理要轉(zhuǎn)化為大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，還必須考慮投入產(chǎn)出性價比。

3.利用VR技術(shù)沉浸式體驗，突破時空限制

虛擬現(xiàn)實（VR）是以計算機技術(shù)為核心，結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)，生成與一定范圍真實環(huán)境在視、聽、觸感等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備與數(shù)字化環(huán)境中的對象進行交互作用、相互影響，可以產(chǎn)生親臨對應(yīng)真實環(huán)境的感受和體驗[5]。

先通 NH3還是先通 CO2，是具體的生產(chǎn)工藝問題。這個問題是大部分學(xué)生的理解難點。傳統(tǒng)的授課方式，直接對比NH3和CO2的溶解度信息，由學(xué)生運用兩種氣體的性質(zhì)來定性地判斷氣體的通入順序?qū)Ξa(chǎn)品產(chǎn)量的影響。但是通過作業(yè)的批改，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對于其反應(yīng)的本質(zhì)原因，沒有真正理解。于是筆者將這個問題拆解成四個小問題，與學(xué)生進行討論，運用化學(xué)平衡理論的分析，最終學(xué)生明白其本質(zhì)，氣體的通入先后順序直接影響了碳酸氫銨的生成量，最終影響產(chǎn)品碳酸鈉產(chǎn)量。為了讓學(xué)生有更直觀的感受，筆者利用 NH3和 CO2的溶解度信息進行了粗略的理論計算，然后通過實驗驗證，最終得到結(jié)論。也體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科“宏觀辨識和微觀探析”的核心素養(yǎng)。因為碳酸氫銨固體有強烈的刺激性氣味，不便于在教室里進行實驗。另外，試管實驗受學(xué)生座位的影響，可能后排學(xué)生看不到明顯的實驗現(xiàn)象，因此用VR 眼鏡沉浸式地體驗，可以更好地幫助學(xué)生觀察到反應(yīng)后的兩支試管中白色固體晶型不同，從而理解反應(yīng)的本質(zhì)。借助VR技術(shù)，也突破了時空限制，讓在實驗室的老師現(xiàn)場完成這個實驗，增加實驗的真實性和可靠性。

4.利用5G 實景課堂，搭建書本知識和化工實際的橋梁

因為學(xué)生沒有實地參觀化工廠的經(jīng)歷，因而感覺書本的知識較死板，更多的時候是被動地接受高考知識點，提不起學(xué)生學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)的興趣，達不到好的學(xué)習(xí)效果。而教師對于化工實際操作工藝不是很清楚，學(xué)生在學(xué)習(xí)完化工生產(chǎn)的理論知識后，也不能很好地和化工生產(chǎn)實際相結(jié)合。借助5G 實景課堂，讓更專業(yè)的化工廠工程師解答學(xué)生的困惑和疑問，使書本知識鮮活了起來，拉近了化工生產(chǎn)與學(xué)生學(xué)習(xí)的距離，幫助學(xué)生搭建起書本知識和實際生產(chǎn)的橋梁，讓學(xué)生深刻體驗理論和實踐既有聯(lián)系又有區(qū)別。通過現(xiàn)場連線，教師也開拓了視野。低延遲的5G 網(wǎng)絡(luò)能夠讓學(xué)習(xí)者進行遠程超控，大大提高遠程教學(xué)的臨場感。我們的課堂也從單師課堂走向雙師課堂甚至多師課堂，使我們的教學(xué)更專業(yè)更富有魅力。

5.利用AR技術(shù)，幫助學(xué)生實現(xiàn)混合式學(xué)習(xí)

增強現(xiàn)實（AR）是以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展的新興技術(shù)，與虛擬現(xiàn)實技術(shù)模仿現(xiàn)實世界創(chuàng)設(shè)的虛擬環(huán)境不同，它通過利用計算機的現(xiàn)實與交互、網(wǎng)絡(luò)的跟蹤和定位等技術(shù)，將虛擬信息呈現(xiàn)到真實世界，讓虛擬的物體與真實環(huán)境實時疊加，對現(xiàn)實世界進行補充，在虛實結(jié)合的交互中增強對現(xiàn)實世界畫面或空間的視覺、聽覺、觸覺等方面的體驗[6]。

以往化工生產(chǎn)專題的文本資料，除了教材內(nèi)容就是習(xí)題作業(yè)。學(xué)生課后的學(xué)習(xí)鞏固形式較單一。利用AR軟件模擬整個純堿工業(yè)，可以幫助學(xué)生回看整個工業(yè)生產(chǎn)細節(jié)。為學(xué)生提供了純堿工業(yè)課后學(xué)習(xí)資料包，實現(xiàn)線上線下混合式學(xué)習(xí)，可以達到更好的學(xué)習(xí)效果。

本次利用技術(shù)對教學(xué)進行革新，令我對人才的培育也產(chǎn)生了新的想法。我們可以重構(gòu)學(xué)生的學(xué)習(xí)組織和教學(xué)流程，學(xué)生的學(xué)習(xí)已經(jīng)不限于教室的四十分鐘，時間上可以向前或向后延伸，空間上甚至可以拓展到全宇宙??！不同的學(xué)生完全可以選擇不同的節(jié)點進行個性化的學(xué)習(xí)。這種突破時空限制的智慧課堂有助于推動整個育人方式的改革，促進人的主動發(fā)展，激發(fā)人的內(nèi)驅(qū)力。

七、結(jié)語

這一次技術(shù)賦能化學(xué)學(xué)科教學(xué)的實踐嘗試，拓寬了教師的視野、豐富了教學(xué)方式、有利于教學(xué)重難點的突破。從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度看，人工智能技術(shù)既有助于課堂學(xué)習(xí)，也有益于課后的補充學(xué)習(xí)。它能夠為學(xué)生建構(gòu)虛擬學(xué)習(xí)情境、多方位地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，增強學(xué)習(xí)的趣味性，使其不僅僅作為展示、觀察和體驗工具，而是能夠幫助學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容有更深入理解與建構(gòu)。從教師教學(xué)的角度看，教學(xué)內(nèi)容的確定有了可資參考的數(shù)據(jù)，更加實時化、精準(zhǔn)化;教學(xué)方式的選擇有了更多的可能性，更加多元化、情境化;教學(xué)評價的根據(jù)有了更多的渠道，更加多元化、交互化。這些都說明人工智能技術(shù)在教育中應(yīng)用的范圍寬泛，潛力巨大。我們要構(gòu)建立體豐富的智能平臺，推進真實與虛擬的課堂融合，實現(xiàn)線上預(yù)學(xué)、課堂即時交互、實時反饋，線上線下延學(xué)的自由切換式的學(xué)習(xí)。今后，我們也會在不同的化學(xué)專題版塊嘗試利用新技術(shù)進行教學(xué)重難點的突破，以技術(shù)推動教與學(xué)方式的改變，將學(xué)習(xí)由被動接受的過程，轉(zhuǎn)化為主動探尋的過程，在提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的同時，培養(yǎng)學(xué)生終身發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力。

參考文獻

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[3]徐凱里.基于成本核算的化工生產(chǎn)教學(xué)一以“純堿工業(yè)”為例[J].化學(xué)教育，2017，38（15）：62—65.

[4]https：//baike.baidu.com/item/%E6%99%BA%E5%AD% A6%E7%BD%91.

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[6]王辭曉，李賀，尚俊杰.基于虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的教育游戲應(yīng)用及發(fā)展前景[J].中國電化教育，2017（367）：99—107.