摘要：随着科技的飞速发展，初中化学作为培养学生科学思维和实践能力的重要学科，其作业设计模式的优化对于提升教学效果至关重要。本文旨在探讨基于人工智能赋能下的初中化学“有效作业”设计模式，以期为初中化学作业设计的改革提供有益的参考。

关键词：人工智能；初中化学；“有效作业”

前言

近年来，智慧作业和人工智能技术在教育领域的应用日益广泛，利用人工智能技术的智能化、高效化和个性化特点，我们可以对传统作业模式进行改进和创新，使其更加符合现代教育的需求。本文将深入分析人工智能技术在初中化学作业设计中的应用，并探讨其如何促进作业的有效性和学生的全面发展。

一、个性化作业设计

人工智能技术能够根据学生的学习情况和能力水平，个性化地设计化学作业，通过智能分析学生的学习数据，人工智能可以精准定位学生的知识薄弱点和兴趣点，从而生成符合学生个性化需求的作业内容[1]。

例如：在教学《化学方程式》这部分知识时，教师可以通过人工智能技术收集并分析学生在学习《化学方程式》过程中的数据，包括课堂表现、作业完成情况以及测试成绩等。这些数据能够反映学生对化学方程式基本概念、书写规则以及配平方法的掌握程度，精准定位每个学生的知识薄弱点和兴趣点。例如，有的学生可能在化学方程式的配平方面存在困难，而有的学生则可能对化学方程式的读法和含义理解不够深入。接下来，教师可以根据人工智能的分析结果，为每个学生生成个性化的作业内容。对于配平化学方程式有困难的学生，作业中可以包含更多涉及配平方法的练习题，如通过最小公倍数法或观察法进行配平的题目，并附上详细的解题步骤和解释，帮助他们逐步掌握配平技巧。

比如，针对配平化学方程式有困难的学生，作业中包含了几个典型的化学反应方程式，要求学生根据给出的反应物和生成物，使用最小公倍数法或观察法进行配平。为了降低难度，作业中还提供了配平的步骤提示和参考答案，供学生参考和对照，学生可以逐步掌握配平化学方程式的方法，提高他们的解题能力。

又如，针对化学方程式读法和含义理解不够深入的学生，作业中给出了一些化学方程式，要求学生根据方程式读出反应物和生成物的名称，并解释方程式的含义，作业中还包含了一些涉及质量守恒定律应用的题目，要求学生根据给定的反应物和生成物的质量关系，计算出反应后各物质的质量，学生可以加深对化学方程式读法和含义的理解，同时掌握质量守恒定律的应用。

二、智能化作业生成与评估

利用人工智能技术，我们可以实现作业的智能化生成与评估，智慧作业平台可以根据教学大纲和学生的学习进度，自动生成符合要求的化学作业题目，大大提高了作业设计的效率。

例如：在教学《二氧化碳的实验室制取》这部分知识时，在智慧作业平台上，教师可以根据这些教学目标和教学大纲，设置作业生成的参数，如题目类型、难度等级、知识点覆盖等。人工智能技术将基于这些参数，自动生成一套符合要求的化学作业题目。这些题目可以涵盖理论知识的理解和应用，如通过选择题、填空题等形式考察学生对二氧化碳制取原理的掌握；也可以包含实验操作的描述和分析，如让学生根据给定的实验装置图，描述制取二氧化碳的步骤并预测实验结果。

例如：在作业中，人工智能生成了一道关于二氧化碳制取原理的选择题，要求学生从给定的反应原理中选择出正确的实验室制取二氧化碳的方法，还生成了一道实验设计题，要求学生根据给定的实验器材和药品，设计一套制取二氧化碳的实验装置，并详细描述实验步骤和注意事项。

在学生提交作业后，人工智能将自动对作业进行批改和评估，给出每道题目的正确答案和解析，同时还会生成一份详细的学习报告，展示学生在各个知识点上的掌握情况。教师可以通过查看这些报告，了解学生的学习状态，发现他们在学习过程中的薄弱环节，从而有针对性地调整教学策略，在后续教学中帮助学生弥补学习中的不足。

三、互动式学习资源与虚拟实验

人工智能技术还可以为初中化学教学提供丰富的互动式学习资源和虚拟实验环境。通过互动课件、动画和虚拟实验室等工具，学生可以更加直观地理解化学概念和原理，增强学习的趣味性和互动性[2]。

例如：在教学《实验活动：氧气的实验室制取与性质》这部分知识时，教师可以设计一项综合性的作业任务，要求学生结合互动课件、动画和虚拟实验室等资源，完成氧气的实验室制取与性质探究的全过程。作业可以包含以下几个环节：首先，学生通过观看互动课件和动画，了解氧气的实验室制取原理、所需的实验器材和药品、实验步骤以及安全注意事项等内容。这些资源通过直观、生动的展示方式，帮助学生形成对氧气制取过程的初步认识。接下来，学生进入虚拟实验室，按照互动课件中提供的实验步骤，亲手操作虚拟实验器材，进行氧气的实验室制取。在虚拟实验室中，学生可以观察到实验过程中产生的各种现象，如药品的溶解、气体的产生和收集等，同时还可以通过调整实验条件，观察不同条件下实验结果的变化，让学生掌握氧气的实验室制取方法和性质，提高他们的实践能力和科学素养。

总结

基于人工智能赋能下的初中化学“有效作业”设计模式探究，旨在通过利用AI技术的智能化、高效化和个性化特点，对传统作业模式进行改进和创新。通过个性化作业设计、智能化作业生成与评估以及互动式学习资源与虚拟实验等策略的实施，有效提高作业设计的质量和效率，促进学生个性化学习和全面发展。

参考文献：

[1]赵丛鹃.“双减”背景下的初中化学作业分层设计[J].甘肃教育，202 4，（19）：113-116.

[2]骆印.初中化学教学中有效作业设计的策略[J].新教育，2020，（35）： 50.