[基金项目] 江苏省研究生教育改革2022年度课题编号：JGKT22_C090；2022江苏省教育科学规划课题：B/2022/01/129，通讯作者：梁旭，博士、教授

摘要：随着人工智能技术的迅速发展，其在化学领域的应用日益广泛和深入。本文探讨了在这一背景下，本研一体化学类专业人才培养的新模式和新要求。通过分析人工智能对化学学科的影响，阐述了如何优化课程体系、创新教学方法、加强实践教学以及提升教师素质，以培养适应时代需求的高素质化学类专业人才。

关键词：人工智能；本研一体；化学类专业；人才培养

一、为什么化学需要人工智能

人工智能（Artificial Intelligence， AI）作为引领新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力，正在深刻改变着各个领域的发展模式。化学作为一门基础学科，也受到了人工智能的显著影响。在这样的背景下，化学类专业人才的培养面临着新的机遇和挑战。本研一体的培养模式旨在为学生提供连贯的学术培养路径，使他们能够在本科和研究生阶段实现无缝对接，更好地培养创新能力和科研素养。因此，探讨人工智能背景下本研一体化学类专业人才的培养具有重要的现实意义。

二、人工智能对化学学科的影响

首先，人工智能可有效加速化学研究进程，这是因为人工智能技术能够快速处理和分析大量的化学数据，如化合物的性质、反应条件等，从而帮助研究人员更快地发现规律、优化实验设计，大大缩短了研究周期。其次，人工智能高效推动化学研究方法创新，利用机器学习算法可以预测化学反应的结果、筛选催化剂等，为化学研究提供了新的思路和方法。其次，人工智能的应用有效促进了化学与其他学科交叉融合，使得化学与计算机科学、数学、物理学等学科的交叉更加紧密，催生了新的研究方向和领域。

三、“本研一体”化学类专业如何培养人？

从培养目标的角度看，“本研一体”化学类专业将培养具有扎实的化学基础理论知识、熟练的实验技能、较强的创新能力和科研素养，能够熟练运用人工智能技术解决化学领域问题的高素质人才。从知识结构看，我们要求学生应掌握化学学科的核心知识，包括无机化学、有机化学、物理化学、分析化学等，同时了解人工智能的基本原理和方法，如机器学习、深度学习等。从能力培养看，我们育人的目标是培养具备独立开展科研工作的能力，包括文献调研、实验设计、数据分析和结果讨论等；能够运用人工智能工具进行化学数据的处理和分析；具有良好的团队协作和沟通能力。

四、人工智能赋能下课程体系优化

为了更好的满足人工智能赋能下的“本研一体”化学类专业人才培养的要求，我们有必要针对课程的设置方式，内容构成等问题进行深入的分析与探讨。从基础课程角度看，人工智能对于理工类基础课程有更高的要求，因而有必要加强数学、物理等基础课程的教学，为学生学习人工智能技术打下坚实的基础。其次，优化化学专业课程的设置，注重课程内容的前沿性和实用性，将人工智能在化学中的应用案例融入教学，同时注重“本研一体”背景下的知识融合，做到“本科课程有拓展，硕士课程有回顾”。此外，哪些课程是本体系下需要开展的先导课程呢？从人工智能相关内容的知识需求看，我们需要开设人工智能基础、机器学习、数据挖掘等课程，使学生系统掌握人工智能的知识和技能。在此基础上，我们可以设置化学与人工智能交叉的课程，如计算化学、化学信息学等，培养学生的跨学科思维，为人工智能赋能下的“本研一体”化学类专业人才培养贡献力量。

五、“人工智能”赋能下教学方法创新

“人工智能”是时代的产物，因而通过单一的传统教学方法，很难满足新时代教师的教学要求和学生的学习要求。因而，教学方法的创新势在必行。基于我校教学实践，有如下方法可供参考。首先，我们可使用项目驱动教学法，即以实际科研项目为载体，让学生在项目中学习和应用知识，培养解决实际问题的能力。其次，教学中利用线上线下混合教学，充分发挥在线课程资源和教学平台的促进作用，实现线上自主学习与线下课堂教学的有机结合。其次，教学实践可以借助虚拟实验技术，让学生在虚拟环境中进行实验操作，提高实验技能和创新能力，同时突破了教学对于时间和空间的限制。同时，我们亦可使用案例教学的创新方法，通过分析人工智能在化学领域的成功应用案例，激发学生的学习兴趣和创新思维，以实例促基础，以基础析实例。

六、“人工智能”赋能实践教学提速

在“人工智能”赋能下，理论课程的教学迎来了更多新的机遇，而实践教学的发展则迎来了更大的“红利”。首先，实验教学拥有了更加丰富的手段、媒介和环境来开展实验课程体系的优化，增加综合性和设计性实验的比例，培养学生的实验操作能力和创新意识。其次，伴随“人工智能”赋能下的教学效率的提高，我们也鼓励学生尽早参与科研项目，在导师的指导下开展科研工作，提高科研素养。同时，我们与企业合作建立实习实训基地，让学生了解化学行业的实际需求和发展动态，增强实践能力和就业竞争力，同时充分了解“人工智能”如何在实际的生产中开展应用。在此基础上，我们积极组织学生参加各类化学和人工智能相关的学科竞赛，锻炼学生的团队协作和创新能力。

七、“人工智能”赋能下教师队伍建设

虽然“人工智能”为新时代的教学工作注入了新的力量，但是教师作为教学工作的主体，亦应伴随时代的发展，不断的充实和提高自身实力，具体措施如下。首先，开展模式化的教师培训，定期组织教师参加人工智能技术培训，提高教师的专业水平和教学能力。其次，“教研”相容，相互促进，鼓励教师开展跨学科的科研合作，拓宽学术视野，提升科研创新能力。此外，现行的教学模式鼓励“团队式”授课，组建由化学专业教师和人工智能专业教师组成的教学团队，共同开展教学和研究工作，促进学科交叉融合，发挥每一位教师作为授课主题的长处。

八、“人工智能”赋能下的“三全育人”

“三全育人”的实质实质“全员、全过程、全方位育人”，在人工智能”赋能下的新时代，如何建立更有效的育人与考核模式呢？首先，我们应建立多元化的评价指标，即除了考试成绩外，还应综合考虑学生的实践能力、创新能力、团队协作能力等。其次，我们应加强教学过程监控，通过听课、教学检查等方式，及时发现和解决教学中存在的问题。同时，我们应拓展至建立毕业生跟踪反馈机制，了解毕业生的就业情况和职业发展，为人才培养方案的调整提供依据。

九、结论与展望

人工智能的发展为化学类专业人才培养带来了新的机遇和挑战。通过优化课程体系、创新教学方法、加强实践教学、提升教师素质和完善质量保障体系，能够培养出适应时代需求的本研一体化学类专业高素质人才。未来，随着人工智能技术的不断进步和化学学科的持续发展，化学类专业人才培养模式将不断创新和完善，为推动化学学科的发展和社会的进步做出更大的贡献。