化学是一门以实验为基础、以微观机制为主要内容的自然科学，高中阶段的教学一直存在知识抽象难以直观展示、个体学习差异难以兼顾、实验条件受限等诸多问题。生成式AI用于优化知识传递的方式，生成内容的呈现方式不同于传统教学方法，在用户指定条件下可以快速生成文本、图片、模拟动画以及实验方案等多种形式的内容，具备较强的灵活性以及即时性。
　  一、对话式探究：以智能交互重建化学学习的认知过程
　　传统问答式教学中，学生提出问题之后，教师给出答案，认知链条一般会在接受环节结束，学生的思维没有得到充分激发，对知识的掌握也只是停留在记忆层面。生成式AI进入课堂之后，问答的结构逻辑就会发生变化，生成式AI用追问、反例、类比来代替直接陈述，促使学生自己推理得出结论，形成苏格拉底式的对话。以元素周期律的学习为例，当学生问到钠的金属性比镁强的原因时，AI不会直接给出“有效核电荷数更小”的答案，而是先问学生“相同周期中，原子序数增大时，原子半径怎样变化”，再问学生“失去电子的难易程度和哪些因素有关”，让学生借助逻辑推理得出结论，而不是背诵已有的答案。教师可以在事先为AI设置好的引导策略，以及知识边界之内，保证对话始终服务于教学目的，不会出现偏离学科核心概念的情况。
　  二、虚实融合的实验教学：突破物理边界的探究空间
　　实验是化学学科的重要工具，但是由于安全风险、设备条件、课时安排等原因，部分高中实验在课堂上难以充分开展，生成式AI与虚拟实验平台的结合，为实验教学创造了可以突破物理边界的空间。学生可以借助AI创建的虚拟实验室自主制订实验方案，调节变量，观察现象，记录数据，整个过程基本没有安全风险，而且可以反复重置，操作逻辑接近真实实验室。AI可以对学生的操作数据进行实时分析，发现操作失误或者设计上的问题，用文字形式立即给予提示，辅助教师对每一个学生进行单独辅导。虚拟实验并不是取代真实的实验，而是预探究、延伸探究的补充环节，使学生在进入实体实验室之前建立起完整的实验逻辑，让有限的实验课时，集中在真正需要动手验证的关键步骤上。
　　生成式AI赋能高中化学智慧型课堂，不是技术工具的简单叠加，而是教学设计逻辑的根本性重构，教师角色也由原来的单一知识传递者，变成人机协同的课堂设计者。从多模态知识呈现、对话式探究引导、个性化学习路径、虚实融合实验延伸四个方面来说，任何一条路径想要真正发挥作用，都需要教师对技术工具有深刻的理解并加以主动掌握——教师要把学科知识结构变成AI可以识别的规则逻辑，把教学目的变成可执行的人机协作计划。
　　作者单位：重庆市大足田家炳中学校