在“AI+HI”框架的指导下，上海交通大学的《有机化学》AI+课程，紧紧围绕人才培养这一核心使命，将AI与HI深度融合，开启了一场有机化学教学的创新变革。目前，该课程已在我校10个班级上线，422名同学已率先开启全新学习体验！这一创新模式重塑了学生的学习体验，助力学生深入思考，旨在将学生塑造成为精通AI应用的高素质化学专业人才。

有机化学课程建设团队力量雄厚，由9名教授、3名青千和2名副教授组成。他们凭借深厚的学术造诣、丰富的教学科研经验以及对创新的不懈追求，为课程的高质量发展提供了有力保障。

课程团队

课程剖析：锚定方向，细梳痛点

有机化学是在分子水平上研究含碳化合物分子结构与性质的基础科学，它是面向化学、生物、药学、医学、农学、环境、材料和海洋等学科的支撑学科，随着学科交叉的日益深入，其重要性愈发凸显。掌握这门课程的知识，将为学生在科学研究和工业应用中提供坚实的理论和实践基础。

交叉学科

传统课堂存在诸多痛点，严重影响教学质量与学生学习效果。

(1) 教学资源碎片化。教学资源（如教材、课件和习题）分散，学生无法系统性地构建有机化学知识框架，学习效率低下。

(2) 学生参与度低。课堂内容繁多，知识体系庞大复杂，学生容易被动接受知识，难以积极参与到知识的深层次讨论和探究中。

(3) 个性化教学不足。教师课外时间有限，很难兼顾所有学生的学习进度和理解能力。

(4) 学习情况难以量化。以往传统教学过程中，学生的学习情况难以量化，教师无法通过数据调整教学内容和策略。

创新模式：四翼协同模式下AI核心技术在教学中的创新应用

针对以上痛点问题，课程团队以AI赋能的智慧课程建设为基石，基于“AI+HI”框架，全面推动课程改革和创新，构建以课堂教学、实验教学、网络教学和教授课题组为支撑的四翼教学模式，教师作为“HI”的角色让学生动起来，让知识用起来，让实践活起来，利用“AI技术”优化教学流程，引导学生批判评估AI工具的结果，着重培养学生的创造力与批判性思维，在“AI”助力下培养具备扎实有机化学基础、创新思维和科学素养的青年人才。

四翼教学模式

1.智慧课堂：个性定制，AI智适应学习系统优化

以智慧课堂为载体，利用AI赋能教育教学，实现知识图谱构建、学习路径个性化设计及实时互动反馈，打造动态化、全景化的教学体验。学生知识点掌握速度较传统教学提升约30%，教学效率显著提升。

教师智慧课堂

2.实验教学：虚实融合，AI仿真赋能实验实践创新

强化实践环节，通过虚拟实验平台和创新实验设计，让学生在动手操作中深化对含碳化合物的分子结构、相互转换机理、产物及其分离以及鉴定和应用知识，有效提升科研技能。

实践环节

3.网络教学：互动共生，AI智推优学生态构建

提供开放式学习资源，实现学习的灵活性和广泛性。同时借助在线答疑和学习社群，加强师生互动，营造活跃的学习氛围。

4.教授课题组：创新育才，AI赋能科教融合革新

将教学与科研相结合，为学生提供参与教授课题研究的机会，培养其团队合作能力、科研能力和创新精神，为未来发展打下坚实基础。

实施路径：智能驱动，构建高精度AI知识库体系

1.知识与智能双轮驱动，建设课程增强模型

课程团队对教学资源进行系统梳理与整合，上传至学堂在线AI工作台，构建了包含327个文件在内的“有机化学”智慧课程专属知识库。该知识库涵盖了教材、课件、视频、前沿研究资料等多种类型，解析字符超410万字，音视频时长超60小时，包含8.78万个知识切片，为构建知识和智能双轮驱动的课程增强模型提供了丰富的资源，有效提高AI生成内容的准确性。自投入班级使用以来，学生使用知识库进行复习，回答课后问题正确率显著提升。

课程知识库

课程资源地图

2.搭建知识与能力图谱，引导学生脉络化学习

课程团队通过知识萃取搭建起智能知识库，创建了包含313个知识点的六级课程知识图谱。学生可根据自身情况自主学习有机波谱等基础知识，为课堂学习做好知识储备。

课程知识图谱

同时，在搭建基础知识图谱的基础上，课程团队根据课程内容与内容间的逻辑结构、层次关系等构建能力图谱，将课程内容分解为核心知识点和学习单元，如有机化合物的结构与性质、有机化学反应等，并通过可视化方式展现知识点之间的逻辑关系和层次结构，帮助学生快速掌握课程的知识体系，并基于学生学习情况，动态调整学习路径。同时，记录学生在关键知识点上的学习轨迹和表现，为教师提供全面的教学反馈数据。教师可以据此评估教学效果，调整课程内容安排，以更好满足学生需求。

课程能力图谱

3.搭建智能备课系统，协助教师高效备课

智能备课助手为教师提供了丰富的备课素材，如经典案例、讨论题目、思政元素设计、教学计划建议等。这减轻了教师的备课负担，使教师能够将更多的精力投入提升教学品质和师生互动中，使课堂教学更具针对性和学术深度。此外，智能备课助手可直接嵌入到PPT中，方便教师制作课件。

教师备课助手

4.班级24h学伴，提供全天候辅助

借助AI工具为学生提供全天候的辅助，打造陪伴学习和合作学习，构建了以学生为中心的人机关系。学生可以随时呼出学伴窗口，进行自主式、互动式和探索式学习，如知识点答疑、学习经典有机化学反应等。24小时的AI学伴还能根据学生的学习进度和知识点掌握情况，为学生提供定制化的练习和建议，强化学生的薄弱环节。

学生使用24H学伴

同时，借助检索增强生成（RAG技术），成功攻克了有机化学分子式图片呈现难题。学生们借助AI，只要输入相关知识点，就能迅速获取与之匹配的精准图片和机理。这一突破让学生通过AI更好理解有机化学知识，有效提升知识吸收效果。

青霉素的结构式

视频：羟醛缩合反应

5.AI学习空间，精准定位知识讲解

学生拥有独立的AI学习空间，可以点击任意知识点详情和教材进行习题练习。学习视频支持时间线知识导引，方便学生精准定位知识点讲解，提高学习效率。

学生应用AI空间学习

6.资源检索与推荐，助力学生个性化学习

课程的资源检索模块可以为学生聚合视频、论文、教材、案例、论坛等学习资源，学生可以在学习过程中进行自主检索。学生自主检索时，AI会对问题进行分析并智能搜索，整理答案，例如呈现问题的基本原理、合成方法与技术等模块。通过这些功能，学生可以根据自己的个性化需求，更有效地掌握复杂的概念，并在学习过程中获得即时反馈，从而提高学习效率和效果。

学习资源智能检索与推荐

7.训练课程专属数字人，辅助讲解课程知识点

课程运用数字人技术，制作数字人教学视频，有效对课程前期录制慕课的查漏补缺，实现《有机化学》教学内容与方法的双重优化，打造更有吸引力的智慧课程体系。

课程专属数字人

在生成式人工智能技术的强力支撑下，上海交通大学《有机化学》课程团队与学堂在线通力合作，探索传统课堂向智能化新形态教学转型，为师生提供更加智能高效的教学环境，为教育教学质量的持续提升注入新动能。

未来，团队将深入践行“AI+HI”的教学模式，持续推动有机化学与多学科的交叉与融合，进一步拓展人工智能在课程中的应用领域，提升AI对有机化合物分子结构式的识别能力，激发学生的创新思维，为教育教学质量的持续提升注入新的动力。