AI+学习平台赋能医学留学生“基础化学”课程的教学效果研究

Study on the Teaching Effectiveness of "Basic Chemistry" Course for International Medical Students Empowered by AI+ Learning Platform

摘要

针对来华医学留学生“基础化学”课程中存在的语言障碍、知识基础差异显著及学习被动等问题，依托2024年度上海高校市级重点课程建设立项“基础化学”建设的AI+学习平台，在留学生“基础化学”课程中构建“课前导学—课中讲授—课后巩固”全链条AI+教学模式，通过多语言术语翻译、个性化例题生成、医学案例智能检索及实时教学反馈等功能，实现精准化与差异化教学。与传统教学班级相比，采用AI+学习平台的留学生形成性考试平均分明显提高，期末考核优秀人数占比显著提高，无不及格情况，显著增强了留学生课堂参与感，教师教学效率与针对性大幅提升。AI+学习平台通过全链条适配与多维度赋能，有效解决了留学生“基础化学”教学的核心痛点，为留学生“基础化学”教学改革提供新的思路和参考。

Abstract

To address challenges in the “Basic Chemistry” course for international medical students in China, including language barriers, significant differences in knowledge bases, and passive learning habits, this study constructs a full-chain AI+ teaching mode of “pre-class guidance, in-class teaching, and post-class consolidation” in the “Basic Chemistry” course for international medical students in China based on the AI+ learning platform built under the Shanghai Municipal Key Course Construction Project for “Basic Chemistry” in 2024. This teaching mode enables precision and differentiated instruction through features such as terminology translation, personalized example generation, intelligent medical case retrieval, and real-time feedback. Compared with the traditional teaching class, the international students using the AI+ learning platform have significantly higher average scores on formative assessments, a notably increased proportion of outstanding students and no failures in the final assessment. Their class participation is significantly enhanced, and teachers’ teaching efficiency and pertinence are greatly improved. By providing comprehensive adaptation and multi-dimensional empowerment, the AI+ learning platform effectively resolved core challenges in international students’ basic chemistry education, offering novel perspectives and a valuable reference framework for future reform of basic chemistry courses for international students.

Graphical abstract

关键词

人工智能工具 / 留学生教学 / 基础化学 / 个性化教学 / 教学改革

Key words

Artificial intelligence tools / International student teaching / Basic Chemistry / Personalized teaching / Teaching reform

随着中国医学教育国际化战略的深入实施，来华医学留学生规模持续扩大^［1-5］。“基础化学”作为海军军医大学（以下简称我校）临床医学留学生入学第二年必修的一门基础课程，承担着在汉语语境下构建化学知识体系的任务，培养其掌握专业术语的准确运用及逻辑思维能力，为后续生理学以及药理学等专业课程学习奠定基础^［6-7］。

传统“基础化学”课程教学模式难以适配留学生的特殊需求，存在着明显的局限性。语言障碍制约了留学生的知识接收效率，留学生汉语水平普遍处于初级阶段，对课程中密集的化学专业术语理解困难^［8-12］。基础差异导致传统教学模式教学效果受限，留学生来源国教育资源差异较大，导致留学生的化学知识基础有着明显差别，传统教学模式易使基础较好的学生产生学习倦怠，基础薄弱的学生出现学习断层^［13-16］。同时，文化适应压力加剧被动学习状态，留学生初到异国的环境适应压力与课后师生交流渠道匮乏等问题制约教学质量的提升^［17-18］。

在当前人工智能技术快速发展的背景下，生成式AI工具正快速应用于“基础化学”的课程教学过程中^［19-20］，但现有研究多聚焦单一教学环节，缺乏全链条教学的系统设计，且对留学生母语多样性适配、跨文化案例融合等需求关注不足。

因此，本研究以2024年度上海高校市级重点课程建设立项的“基础化学”AI+学习平台为契机，构建覆盖“课前—课中—课后”的AI+留学生“基础化学”教学模式，通过精准化、差异化、多维度的教学支持，破解传统教学痛点，其创新点集中体现在三个方面：一是构建“需求诊断—内容适配—反馈优化”的闭环教学体系，实现人工智能（Artificial Intelligence， AI）工具与教学全流程的深度融合；二是在学习平台上提供多语种翻译功能，结合AI翻译与高年级留学生校对，突破专业语言障碍；三是在AI工具辅助下建立动态分层教学机制，基于实时学情数据实现个性化内容推送。通过应用该教学模式的2023级留学生与传统教学模式的2022级留学生进行纵向对比，验证该教学模式在提升留学生学业表现与教师教学效率方面的显著优势，为同类院校提供可操作的实践框架。

1 来华医学留学生“基础化学”课程学习中的核心问题分析

为精准定位教学痛点，课程团队于2023级临床医学留学生（共25人，来自15个国家）“基础化学”课程开课前，通过AI+学习平台开展学情问卷调查，覆盖汉语水平、知识基础掌握、学习支持需求与课程学习期望4个维度，结合2022级教学反思，总结核心问题如表1。

1.1 语言障碍导致重难点知识接收效率低

我校留学生母语均非汉语，且80%的学生来华前未接受过系统汉语培训。“基础化学”课程开设于第二学年第一学期，采用汉语进行授课。此时绝大多数留学生汉语水平仅能满足日常交流，难以适配专业教学场景：对于重难点知识概念，学生反馈“能听懂单个字词，但无法理解整体概念”。同时，学生因对教师板书手写的复杂汉字识别能力不足，即使教师反复强调，仍有部分学生表示“无法快速记录重点或看懂板书讲解的例题”。语言障碍直接导致留学生课堂知识接收效率较低。

1.2 知识基础差异导致差异化教学缺失

我校2023级留学生来自15个国家，化学知识背景差异显著。根据问卷调查结果，3名留学生在本国已完成1~2年本科医学预科学习，19名留学生进行过3年系统性高中化学学习。而另有3名学生因教育条件限制，仅进行过1~2年的中学化学学习，且仅掌握零散知识点。传统课堂“统一例题讲解、统一作业布置”的模式，无法满足学生在课程学习时的差异化需求，整体教学质量受到影响。

1.3 环境适应与教学模式导致被动学习

留学生初到中国面临文化、生活与学习环境的三重适应压力，传统以教师为中心的教学模式进一步削弱了其学习主动性。2022级教学反思显示，课堂中主动举手提问率非常低，课后仅1~2名学生会主动提问。但2023级问卷调查显示，80%的留学生希望获得与教师的交流与辅导。其被动状态源于汉语不自信，因“害羞”而不愿直接面向教师提问。此外，传统教学模式中因教材配套习题集均附标准答案，教师无法通过作业完成情况判断真实掌握程度，造成教学反馈机制存在一定缺失，进一步影响课程教学质量。

2 AI+学习平台赋能“基础化学”课程教学探索

针对以上问题，课程团队依托2024年度上海高校市级重点课程建设立项，构建“课前—课中—课后”全链条教学模式，通过构建的AI+学习平台实现留学生课程授课的语言破壁及个性化、差异化教学，从而有效提升教学效果。

2.1 课前准备与导学：精准定位差异化需求

2.1.1 课前知识基础投票诊断

传统模式依赖教师经验判断学情，本研究则通过平台投票，利用AI工具生成数据报告，实现教学策略的量化调整。在课程结束后，教师通过学习平台发布下一次课程内容的知识点熟悉度投票，覆盖知识目标与能力目标两个层次（表2）。采用“完全熟悉—部分熟悉—完全不熟悉+开放补充”形式进行调查，平台自动生成数据报告。教师根据调查结果调整教学重点：对于“完全熟悉”的内容，在课堂中进行快速回顾；对“部分熟悉”的内容在课堂上聚焦易错点开展重难点强调；对“完全不熟悉”的内容则依托生成式AI工具设计预习资源，让留学生采用AI工具根据自己需求进行对应翻译预习，在课前建立基础认知。

2.1.2 双语术语与知识点翻译优化

结合课前知识点诊断投票结果，教师利用平台上的生成式AI工具对课程中核心知识点进行双语解析以辅助备课。针对较多留学生不熟悉的电极电势知识点，在利用AI工具生成双语解析时，不仅可以标注术语对应（“电极电势”对应“electrode potential”），还可以让生成式AI工具补充通俗类比，比如电极电势中可以生成如下双语类比：Like the water level difference that drives water flow， electrode potential is the “potential difference” that drives electron transfer between electrodes（如同水位差驱动水流，电极电势是驱动电极间电子转移的电势差。），并搭配简化示意图强化留学生对中文知识点的记忆。

针对部分学生熟悉的氧化还原中的氧化剂/还原剂判断：可以利用AI工具生成“双语易错对比表”，如“氧化剂（oxidizing agent）：氧化数降低，自身被还原（being oxidized）；还原剂（reducing agent）：氧化数升高，自身被氧化（being reduced）”，并结合具体反应列举其中的氧化剂与还原剂，帮助学生强化记忆。

针对少数学生不熟悉的内容，可以将这部分相关预习内容及详细的相关教学资源单独通过学习平台发送至特定的学生，让学生自主利用平台提供的生成式AI工具将内容翻译为母语，助力基础薄弱留学生实现知识点补位，缩小基础差距。

2.1.3 医学应用案例智能检索与整合

基于课前投票中基础较为扎实的留学生提出的拓展学习需求，教师可以通过生成式AI定向检索与知识点直接关联的临床医学应用案例，聚焦看得见、用得到的场景，鼓励他们进行课后自主探索，提升其课程自主学习兴趣。

教师向AI工具发起指令：“举例2个氧化还原反应和电极电势在临床检测或药物领域的应用案例，要求包含简化原理、关联知识点，且适合汉语初级水平留学生理解”。生成式AI工具生成的案例如下。案例1：血糖仪的工作原理。案例2：药物释放系统（图1）。教师验证临床真实性与知识点关联性，优先推送给投票中基础扎实的留学生，并设置思考问题引导其深度探索。同时，在课堂讲授完知识点后，将这些案例推送给其他留学生，帮助其深化对知识点医学应用的理解。

2.2 课程讲授：AI辅助差异化教学

在课堂讲授环节，针对留学生学习背景的差异及课堂参与度不足的问题，聚焦解决留学生差异化需求，通过学习平台实现AI工具与课堂教学的协同，有效提升课堂教学质量。

2.2.1 实施语言支持，突破理解障碍

课堂中，留学生若对汉语表述的知识点理解困难，可通过AI工具，对照教师在平台提供的课程内容大纲，实时生成母语解释以匹配授课进度，帮助留学生同步理解课堂内容，避免因语言滞后导致的知识遗漏。同时在讲解重难点定义与概念时，教师可预留时间让学生利用AI工具将定义与概念翻译为母语，避免因定义理解滞后导致的知识断层。

2.2.2 分层个性化例题互动，提升课堂参与

针对氧化还原方程式配平、电极电势判断反应进行方向等重难点的例题训练，教师不再采用传统课堂中统一例题讲解模式，构建“AI辅助建设—分层选择—即时反馈”的互动系统实现个性化教学。教师利用AI工具辅助建设5级难度例题库，留学生通过学习平台自主选择难度（图2）。完成例题后，平台及时进行批改，若正确，可继续完成进阶难度题目；若错误，AI工具帮助提供针对性讲解。教师根据平台生成的例题错误率，重点关注高频错误例题并开展集中讲解，同时邀请答题正确的留学生分享解答思路，提升课堂参与感。

2.3 课后巩固：AI个性化辅导

课后巩固环节聚焦解决留学生被动学习与反馈缺失两大核心问题，通过AI+学习平台构建个性化作业+实时答疑+数据反馈的闭环体系，具体应用如下。

2.3.1 个性化作业生成与批改

教师通过AI辅助建设的分层难度试题库进行作业布置。基础薄弱的学生，作业以简单与中等难度题目为主，AI批改时附加基础概念讲解，若完成情况优秀，可进一步选择完成高难度题目。基础较好的学生，作业以高难度题与探索性题目为主，AI提供相关文献摘要等拓展资料以深化学习。留学生完成作业后，平台即时生成批改报告，标注错误知识点，并推荐相关复习内容。教师通过学习平台后台查看全班数据，为后续教学调整提供数据支撑。

2.3.2 AI学伴与智能反馈闭环

针对留学生课后师生交流少的问题，留学生可利用学习平台随时向24小时AI智能学伴提交疑问，AI学伴可生成中文解答及留学生母语解答，并关联课堂学习知识点以强化知识衔接。若学生对AI学伴的回答不满意，可将问题转至教师，教师解答后公示答案供后续参考。同时留学生也可通过平台直接与教师交流课程相关问题。根据2023级临床医学留学生数据显示，平均每位学生在课程授课阶段向AI学伴提问20次以上，在提高复习效率的同时显著提升了课程参与度。

3 教学效果评估

为验证AI+学习平台对于留学生“基础化学”教学效果提升的有效性，从学习成绩、学生反馈及教师反馈三个维度对采用该平台的2023级留学生与传统教学模式下的2022级留学生进行对比分析。

3.1 学习成绩

2023级临床医学留学生课后作业完成情况较好，10名学生形成性考试总成绩均在90分以上，平均分为92.4分。相较之下，提交纸质作业的2022级同专业留学生作业完成度欠佳，20名学生中有10名学生形成性考试总成绩在90分以下，平均分为86.3分。通过与2023级留学生交流发现，个性化作业设计有效提高了作业完成意愿，同时在AI工具的辅助下，遇到作业中不懂的中文词汇可即时翻译，做错的题目可即时获得解答，形成学习正反馈，显著提升留学生完成课后作业的内在动力。

期末考核结果显示，基础较为薄弱的留学生对于基础知识点掌握牢固，没有人卷面成绩不及格，同时基础较好的留学生对于拓展性问题回答较为良好，90分以上2人，相较于2022级同专业留学生没有人卷面成绩在90分以上的情况，有着明显提升。这些考核结果表明，针对留学生设计的AI+教学平台辅助教学有效提高了留学生对课程知识的学习兴趣，在AI工具辅助下的个性化教学有效提升了教学效果。

3.2 学生反馈

期末时教师通过平台展开问卷调查，问题聚焦于学生对AI+学习平台的应用效果评价，并与开课前问卷结果进行比较，为后续平台建设与应用提供参考。调查结果显示，所有留学生均认为设计的课前导学环节可以有效帮助课堂中授课内容的学习与理解。96%的留学生认为采用人工智能工具辅助进行制作的课件内容吸引力强，能有效突破中文理解障碍。全部留学生认为在课堂引入分难度例题训练显著增强了课程互动性与参与感，推动基础薄弱学生积极参与课堂活动。92%的留学生认为学习平台上提供分层课后作业题对于提高知识掌握程度具有积极作用，2名留学生反馈希望课堂拓展探索内容能引入更多国外案例，增强文化交流。总体而言，留学生对“基础化学”课程采用AI+学习平台辅助全流程授课的满意度较高，该教学方式有助于提升留学生的课堂学习兴趣，为后续专业课学习奠定良好基础。

3.3 教师反馈

教师结课后教学反思发现：AI+学习平台的应用显著降低了留学生教学中关键内容与定义重复讲解的时间成本，教师反馈在传统教学中，因留学生对中文化学术语理解差异，核心概念需反复讲解多次，且语速较慢。而AI+平台通过课前导学提前帮助学生熟悉基础概念，课堂上仅需针对重点内容进行集中讲解。节省的时间被用于例题讲解等互动环节，有效提升了留学生对于重点知识的理解。通过平台数据精准定位教学痛点，实现靶向教学。此外，课后作业批改压力以及对作业内容的答疑压力显著减轻，留学生也更愿意与教师在平台上进行文字交流，教师更可聚焦于深度辅导，与留学生共同参与拓展性案例讨论，教学针对性显著提升。

4 讨论与反思

4.1 研究优势与创新价值

本研究的核心创新在于构建了适用于医学留学生的AI+教学模式，主要实现了以下三大突破。首先，突破单一环节应用局限，区别于现有部分研究仅将AI作为单一辅助工具用于课程建设。本研究将AI工具深度融入课前诊断、课中互动及课后反馈全流程，形成“课前需求调研—课堂具体实施—课后反馈优化”的闭环体系，解决了传统留学生教学中各环节脱节、师生互动不充分的问题。二是通过AI工具提供了多语言支持，通过多种语言翻译、通俗类比及简化示意图等组合方式，破解了留学生对化学专业语言理解的核心障碍。三是建立“基础—能力—拓展”三级分层教学模块，结合拓展医学案例定向推送，满足不同基础留学生的学习需求，提升留学生学习兴趣。

教学效果验证显示，该教学模式不仅显著提升了留学生的学业成绩，更重要的是改善了留学生的学习态度与课堂参与度，让留学生融入教学课堂。同时减轻了教师教学负担，提升了教学针对性。

4.2 现存问题与应对策略

4.2.1 AI生成内容的科学性与时效性把控

学习平台提供的AI智能学伴作为留学生适用较多的功能模块，其产出内容的科学性与时效性直接关系到留学生化学知识体系构建的准确性，是教学质量把控的关键环节。一方面，受限于AI工具的技术局限性，生成式AI偶尔会出现知识错误^［21-23］，由于留学生处于非母语教学环境，对中文授课的化学知识的甄别能力较弱，此类偏差若未及时修正，易导致其形成错误的知识认知，对后续课程的学习产生连锁负面影响。另一方面，除英语外，其他语言翻译的正确性难以由教师亲自验证。因此，教学团队计划邀请中文水平较好的高年级留学生协助开展核心知识点的翻译校对，确保翻译准确性。此外，AI帮助查找的部分医学应用案例时效性不足，未涵盖近3年的研究进展。因此，教师需对AI生成的内容进行双重校验（结合权威教材与最新文献），避免错误知识的传递。

4.2.2 部分学生过度依赖AI工具的风险防控

在日常作业批改中，教师发现部分留学生在拓展性作业中直接复制AI生成的答案，缺乏自主思考过程，降低教学效果。深究该现象的成因，一方面是留学生面对非母语环境下的化学知识时易产生畏难情绪，AI工具提供的即时答案降低了学习难度，使其形成路径依赖。另一方面，学生对AI工具的功能认知存在偏差，将其视为万能解题工具，大幅降低了课后作业对知识点的复习效果。对此，教师需采用多维教学干预策略：一方面，教师在课堂分难度例题练习时要求学生不使用AI工具。另一方面，要求留学生在课后作业的计算题中上传手写解题步骤图片等方式验证学生的真实掌握程度。同时，在课堂上强化对AI工具局限性认知教育，通过课堂案例对比，展示AI生成的错误答案，并让留学生指出AI错在了哪里，让留学生明确认识AI工具只是辅助教学工具的定位，不能替代自主思考与学习，引导学生合理使用AI工具。

4.2.3 学习平台的多语言操作

因学习平台界面为中文，部分留学生因汉语水平有限，对AI+学习平台的操作与部分功能使用不熟悉，导致平台部分功能未被充分利用。教师可在课前准备阶段开展AI学习平台操作培训，并制作简洁的多语言操作指南，确保所有留学生能顺利、完整地使用AI+学习平台的全部功能。

5 结语

本研究依托2024年度上海高校市级重点课程建设立项“基础化学”构建的AI+学习平台通过语言破壁、精准分层、智能反馈三重机制，有效破解了医学留学生“基础化学”教学的痛点，成绩数据与师生反馈均验证其显著优势。未来教学改革中，计划将从三个方面深化研究：一是优化AI内容审核机制，引入学科专家知识库，提升AI生成内容的精准度与专业性。二是扩充跨文化医学案例库，整合中外临床应用案例，增强课程的跨文化适配性。三是构建长效评估体系，跟踪留学生后续专业课学习效果，验证AI+教学模式的长期影响，为来华医学留学生的知识构建与职业发展奠定坚实基础。

参考文献

[1] 李雁，兰雪萍，孙怡华，等 ．新时代“一带一路”背景下来华医学留学生高质量本科培养模式的构建［J］．医学教育研究与实践，2023，31（6）：639-641．

[2] 崔渺，陈戈，曾妍蓓 ．“一带一路”背景下来华留学生医学本科教育探析［J］．继续医学教育，2024，38（8）：108-111．

[3] 李增霞，蒋维，王丽影，等 ．疫情期间医学留学生生物化学课程混合式教学的实践［J］．中国高等医学教育，2024（3）：21-23．

[4] 刘玲，伊娜，关亚群，等 ．信息化背景下印度留学生医学生物化学与分子生物学教学探索［J］．中国高等医学教育，2023（4）：66-68．

[5] 曹朝晖，李俐娟，王五洲，等 ．基于PBL教学法在医学留学生“生物化学”教学实践中的应用探索［J］．广东化工，2021，48（13）：236-237．

[6] 景秀丽，张鹏，孙立平，等 ．医药高校基础化学实验教学改革研究［J］．大学，2024（14）：125-128．

[7] 尉艳，陈结霞，王慧，等 ．基于基础化学教学的医学生批判性思维培养［J］．基础医学教育，2023，25（11）：937-942．

[8] 何莹，严厉 ．来华医学留学生汉语听力焦虑研究与对策探析［J］．海外英语，2024（17）：213-216．

[9] 潘浩，张凤丽 ．医学留学生汉语课程教学效果评估［J］．中国高等医学教育，2024（8）：94-95．

[10] 李文娟，靳祎，张悦，等 ．线上和线下教学在医学留学生生物化学与分子生物学全英文教学中的探索与实践［J］．齐齐哈尔医学院学报，2021，42（17）：1546-1551．

[11] 李冰冰，王超.来华留学生学习体验及其影响因素研究：基于共建“一带一路”国家来华留学生样本的实证分析［J］．教育评论，2025，（11）：30-44．

[12] 马素芳，卞伟，李波，等 ．医学专业留学生有机化学教学实践浅析［J］．广州化工，2020，48（15）：203-204．

[13] 李慧敏 ．高校来华留学生本科教育现状分析及优化路径探索［J］．大学，2025（22）：115-118．

[14] 郑科，杨得娟，谭金祥 ．临床本科留学生外科学教学思考与探索［J］．中国继续医学教育，2023，15（11）：195-198．

[15] 陈铁寓，李福森，徐佳佳，等 ．MOOC+PBL在医学留学生有机化学教学中的探索与实践［J］．广东化工，2020，47（8）：179．

[16] 刘敏，冯清 ．以实验为契机的来华留学生医学 “基础化学” 个性化教学实效研究［J］．医学教育研究与实践，2020，28（2）：324-326．

[17] 苗宸瑞，时晶瑶 ．来华留学生跨文化适应与主观幸福感关系研究［J］．汉字文化，2025（10）：80-82．

[18] 苏晴，裴正薇，高天颖，等 ．“一带一路”共建国家来宁留学生跨文化适应现状及影响因素研究［J］．文化创新比较研究，2025，9（8）：163-167．

[19] 王希君，刘红云，郭艺，等 ．基于人工智能的来华留学生医学教学创新融合途径研究［J］．未来与发展，2024，48（12）：108-112．

[20] 孙兆吉，任占军，靳爽，等 ．DeepSeek人工智能在留学生医学汉语理论教学中的实践与成效［J］．信息与电脑，2025，37（20）：197-199．

[21] 韩媛媛 ．生成式人工智能背景下大学生批判性思维培养：价值、挑战与策略［J］．高等继续教育学报，2025，38（3）：29-38．

[22] 任宇东 ．生成式人工智能赋能高等教育的风险治理［J］．高教发展与评估，2025，41（5）：33-44．

[23] 杨云霞 ．人工智能赋能思想政治教育中的幻觉生成及其消弭［J］．马克思主义理论教学与研究，2025，5（3）：80-90．

基金资助

海军军医大学教学成果培育项目(JPY2024B08)