一、問題的提出人工智能包括通用人工智能，以及生成式人工智能兩個(gè)分支。人工智能和教育的交融正向推進(jìn)教育創(chuàng)新，將加快發(fā)展平等面向每個(gè)人的教育、每個(gè)人一生的教育、適合每個(gè)人的教育、更加開放靈活的教育。在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中，生成式人工智能的具體應(yīng)用、對課堂教學(xué)質(zhì)量提升和評價(jià)等問題，是當(dāng)前化學(xué)教育研究的熱點(diǎn)。本文旨在探討生成式人工智能在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，并通過調(diào)查中學(xué)化學(xué)教師的態(tài)度，探討生成式人工智能與中學(xué)化學(xué)教學(xué)結(jié)合的潛在優(yōu)勢與挑戰(zhàn)。二、研究現(xiàn)狀1.人工智能+教育研究概述。筆者在中國知網(wǎng)以“生成式人工智能+教育教學(xué)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，共查閱得到期刊論文52篇，其中2023年發(fā)表19篇，2024年截至9月為止共計(jì)33篇，可以看出“人工智能+教育”的研究熱度正在逐步上升。從統(tǒng)計(jì)文獻(xiàn)的學(xué)科分布圖可以看出，目前生成式關(guān)于“人工智能+教育”的研究主要集中在教育理論、計(jì)算機(jī)教育和高等教育，三者共占比達(dá)70.97%。目前“人工智能+教育”的開發(fā)和應(yīng)用研究齊頭并進(jìn)，關(guān)于中學(xué)教育的理論和實(shí)踐應(yīng)用中還有待一線工作者和研究者的進(jìn)一步研究。2.生成式人工智能在中學(xué)化學(xué)的研究現(xiàn)狀。生成式人工智能與中學(xué)教育的融合，包括了個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能輔導(dǎo)、智能評價(jià)等多方面。在中國知網(wǎng)，以“人工智能、生成式人工智能、中學(xué)化學(xué)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行組合搜索，共查閱得到期刊文獻(xiàn)14篇，碩士論文3篇。2019年科技部前瞻性地概括了人工智能在教育的六大場景中的應(yīng)用?！皞洹钡膽?yīng)用場景共涉及4篇文獻(xiàn)，黃郁郁、王后雄探討了人工智能在個(gè)性化資源分享、多維化評價(jià)和特色化實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等方面的融合應(yīng)用，并提出了在數(shù)據(jù)資源和隱私保護(hù)方面的局限性。馬明蘭提出了提升素養(yǎng)、分型施策、塑造共識三條路徑來實(shí)現(xiàn)智慧課堂教學(xué)實(shí)踐，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)和評價(jià)。王玉鳳提出通過多樣化教學(xué)、明確教學(xué)目的和合理安排教學(xué)時(shí)間來構(gòu)建智慧課堂。楊云芳提出了信息化預(yù)習(xí)激發(fā)興趣、信息化導(dǎo)入延伸知識、信息化互動(dòng)趣味交流、信息化實(shí)驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)以及信息化評價(jià)科學(xué)育人等發(fā)展策略。“教”的應(yīng)用場景共涉及6篇文獻(xiàn)，其中比較有代表性的如邢蓓蓓以二氧化碳的性質(zhì)和對生活環(huán)境的影響為課例，利用生成式人工智能提高教學(xué)互動(dòng)性和學(xué)生的探究能力，討論了生成式人工智能在初中化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略。王珊珊通過“車身骨架材料的選擇”案例，討論了如何利用人工智能提高學(xué)生的跨學(xué)科問題解決能力。李俊峰以鐵及其化合物的教學(xué)為例，使用人工智能進(jìn)行學(xué)情反饋，設(shè)計(jì)基于人工智能的教學(xué)活動(dòng)。“評”的應(yīng)用場景僅查閱到1篇文獻(xiàn)，高文蓓、王新福等開發(fā)了一款化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象評價(jià)與反饋系統(tǒng)，進(jìn)行智能分析，提供及時(shí)的評價(jià)和反饋，具有評價(jià)及時(shí)化、結(jié)果精準(zhǔn)化、反饋個(gè)性化等優(yōu)勢，有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果?！肮堋钡膽?yīng)用場景涉及3篇文獻(xiàn)，其中戴力，徐迪通過實(shí)施跨學(xué)科合作平臺(tái)、鼓勵(lì)學(xué)科交叉培訓(xùn)和教育、加強(qiáng)學(xué)科之間交流和合作，以及實(shí)施具體教學(xué)措施來培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合人才，并提出了實(shí)施思路和具體措施。桑德文則分析初中化學(xué)智慧課堂教學(xué)的策略，強(qiáng)調(diào)利用線上平臺(tái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)資源、提高學(xué)生智慧課堂認(rèn)同感、科學(xué)規(guī)劃智慧課堂教學(xué)時(shí)間、合理創(chuàng)設(shè)化學(xué)智慧教學(xué)情境和采用多元化的教學(xué)評價(jià)方式。三、中學(xué)化學(xué)教師對生成式人工智能的態(tài)度調(diào)查1.量表設(shè)計(jì)與收集。為了調(diào)查中學(xué)化學(xué)教師對人工智能的態(tài)度，本研究參考尹睿關(guān)于中小學(xué)教師人工智能課程教學(xué)準(zhǔn)備度量表，編制中學(xué)化學(xué)教師關(guān)于生成式人工智能的態(tài)度量表，采用李克特五點(diǎn)量表（完全不符合=1，不太符合=2，一般=3，基本符合=4，完全符合=5）形式進(jìn)行評分，量表經(jīng)過5位專家評估修改，內(nèi)容效度達(dá)標(biāo)。向深圳市合計(jì)8所兄弟學(xué)校共128位中學(xué)化學(xué)教師（含初中學(xué)段45位和高中學(xué)段83位）發(fā)放問卷，回收問卷128份，有效問卷109份，有效率為85.1%，量表總體的Cronbach’sα值為0.81，內(nèi)部一致性良好。2.數(shù)據(jù)分析?？傮w態(tài)度的均值為3.58，表面目前中學(xué)化學(xué)教師對生成式人工智能融合中學(xué)化學(xué)課程的態(tài)度總體處于意向期（Mlt;4.00），教師們普遍對生成式人工智能有初步的認(rèn)識，期待其積極影響，同時(shí)缺乏相關(guān)的專業(yè)知識和教學(xué)能力，對實(shí)際操作和普及應(yīng)用缺乏信心。從各維度的均分表現(xiàn)來看，教師們的認(rèn)知（M=3.92）和心理維度（M=3.51）處于“一般”水平（3.5≤M＜4），知識（M=3.40）和能力（M=3.48）維度處于“不足”水平（Mlt;3.5）。結(jié)合訪談發(fā)現(xiàn)，在認(rèn)知維度上，教師們能夠辯證看待生成式人工智能對中學(xué)化學(xué)教學(xué)的影響，關(guān)注其相關(guān)發(fā)展資訊，但是由于工作時(shí)長，工作年限等原因，比較少教師主動(dòng)去系統(tǒng)學(xué)習(xí)生成式人工智能的課程，掌握其使用技巧。在心理維度上，教師們認(rèn)可生成式人工智能輔助中學(xué)化學(xué)課程的價(jià)值，也意識到開展人工智能的學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)科思維，但由于缺乏指導(dǎo)和實(shí)踐經(jīng)歷，對開展生成式人工智能的課堂表現(xiàn)出信心的缺失。在知識的維度上，技術(shù)層面和實(shí)操層面是教師們目前最大的困難。在能力維度，教師們基本可以結(jié)合生成式人工智能完成教學(xué)設(shè)計(jì)，但普遍表現(xiàn)出較低的能力水平，這與長期的教學(xué)行為有關(guān)，更重要的是在當(dāng)前的生成式人工智能的發(fā)展階段，考慮到學(xué)生的接受程度和學(xué)校的硬件支持，教師們沒有足夠的實(shí)踐經(jīng)歷，因此能力自然得不到相應(yīng)的發(fā)展。3.差異性比較。根據(jù)量表收集的教師信息，結(jié)合獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)不同的性別，學(xué)段，教齡的中學(xué)化學(xué)教師對生成式人工智能的態(tài)度也存在差異，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，男性教師在知識維度上存在著顯著性差異（p=0.035lt;0.05），表面男性中學(xué)化學(xué)教師關(guān)于生成式人工智能的知識儲(chǔ)備會(huì)略優(yōu)于女性教師，其他的維度差異不顯著。相比起高中學(xué)段的化學(xué)教師，初中學(xué)段的化學(xué)教師在認(rèn)知（p=0.021lt;0.05）和能力（p=0.032lt;0.05）維度上更優(yōu)于高中教師，通過訪談，發(fā)現(xiàn)可能與中學(xué)階段化學(xué)學(xué)科在中考和高考中的占比相關(guān)，初中教師更有時(shí)間和精力去投入研究和實(shí)踐當(dāng)中。另外新手教師在知識（p=0.042lt;0.05）和能力（p=0.011lt;0.05）維度上與熟手教師存在顯著性差異，新手教師關(guān)于生成式人工智能的知識儲(chǔ)備更加突出，但是結(jié)合到具體課程的實(shí)踐能力則略低于熟手教師。四、研究結(jié)論及展望1.進(jìn)一步開展結(jié)合生成式人工智能的中學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐。生成式人工智能在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用處于探索和嘗試的階段，實(shí)際應(yīng)用和研究主要集中在理論層面和個(gè)別案例上，主要集中在“備”和“教”兩個(gè)應(yīng)用場景，如利用生成式人工智能進(jìn)行特色化的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，進(jìn)行跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，缺乏系統(tǒng)性和普及性。2.針對性開展教師培訓(xùn)。中學(xué)化學(xué)教師對生成式人工智能的態(tài)度是積極的，但是在應(yīng)用的實(shí)際操作和普及上缺乏信心。教師的認(rèn)知水平相對較高，能夠理解生成式人工智能在教育中的作用，但在心理、知識和能力維度上普遍準(zhǔn)備不足，需要更多的支持和培訓(xùn)。此外，性別、學(xué)段和教齡等因素也影響了教師對生成式人工智能的態(tài)度，需要針對不同教師群體提供定制化的培訓(xùn)和資源，以提高他們的信心和能力。3.借助生成式人工智能，賦能中學(xué)化學(xué)教學(xué)。基于研究分析和當(dāng)前教育技術(shù)的發(fā)展，本研究就如何融合人工智能和中學(xué)化學(xué)教學(xué)的建議如下：（1）建立跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)：