师大新闻网讯 7月23日，群众新闻网以“陕西师范大学：以智能技术打造实验育人新范式”为题，报道我校依托大型仪器共享平台，将人工智能技术深度融入本科实验教学，打造“AI+智慧实验”育人新范式。
报道链接：https://www.sxdaily.com.cn/2026-07/23/content_20062335.html
全文如下：
做过实验的你，一定有过这些崩溃瞬间：滴定差了半滴，半天功夫全部白费；守着反应瓶熬了好几天，合成的纳米粒子却次次不一样、没法重复。这些实验痛点，不仅让学生叫苦不迭，也制约着本科实验质量的提升。如何打破传统实验教学的局限？如何让科研仪器真正下沉到本科课堂，成为育人的利器？
近年来，陕西师范大学依托大型仪器共享平台，将人工智能技术深度融入本科实验教学，打造了一系列“AI+智慧实验”特色教学项目。今天，我们走进三个最具代表性的改革案例，看AI如何为实验教学注入全新活力。
AI赋能滴定分析：从人眼判色到智能精准识别
滴定分析实验是我校化学、生物、地理、食品等专业本科生分析化学课程的基础教学内容。传统的滴定分析实验采用手工滴定、人眼判断终点的模式，易受个人色觉差异、视觉疲劳、环境光照等因素影响导致判读结果偏差，且在多样品批量检测时，实验效率与结果一致性均会明显下降。
该校化学化工学院开展人工智能滴定分析实验教学改革，对传统滴定分析系统进行AI智能化改造，搭建了相机标准化视觉采集环境，借助终点判定机器视觉算法，用图像识别和阈值判断替代人工肉眼判色，实现了从图像采集、色彩分析、阈值判断到自动停滴的全流程自动化操作。利用该人工智能滴定分析平台，已完成酸碱滴定测定食醋中醋酸含量、氧化还原滴定测定维生素C含量等多个基础教学实验。
结果显示，相较于人工手动滴定，AI滴定在测定精密度与准确度上均有明显提升，且缩短了批量样品测定时间，多样品并行测定效率大大提高。
这一改革打破了传统定量分析实验的教学局限，将学生从机械重复的操作中解放出来，使其能够聚焦于反应原理理解、误差分析与数据逻辑构建，有效夯实了学生的科学思维能力。同时建立了标准化的实验流程和可溯源的教学数据体系，为师范生掌握规范的实验教学方法、建立科学的实验评价体系提供了直观参照。
AI解锁银纳米高效制备新方法
银纳米粒子合成及表征是该校化学专业本科生的仪器分析实验教学内容。传统的化学还原法制备银纳米粒子依赖人工操作，存在反应条件控制精度低、结果重复性差、多参数筛选效率低下等问题，难以系统探究还原剂用量、反应温度等关键因素对银纳米粒子粒径、形貌、分散性的影响规律，无法实现高质量银纳米粒子的可控、可重复制备。同时，单次实验课程时间有限，也制约了学生对多参数交互影响的系统探究。
该校大型仪器共享平台新引入人工智能合成化学系统，搭载自动化高通量合成设备。该设备包含常规合成、光反应合成及电反应模块，单次可完成12-96通道平行反应。本学期中级分析化学实验依托该设备开展全自动银纳米粒子合成实验，由学生自主设计实验流程，通过程序化控制机械臂精准完成试剂称量、配制与定量加样，同步调控多组反应体系的全部关键参数，系统定时考察不同实验条件对银纳米粒子理化性质的影响规律。
采用该平台开展实验后，单次实验课程最多可完成24组平行实验，能够快速筛选出单分散性良好、稳定性高的银纳米粒子的最佳反应条件，建立起可重复制备工艺，为纳米材料的自动化筛选与规模化应用提供了技术参考，同时学生能够完整参与从实验设计、参数调控到结果分析的全流程科学探究过程。该实验模式的升级，有效助力本科分析化学课程从“技能训练型”实验向“探究设计型”实验的教学改革转型，也为师范生数字化教学提供了技术支撑。
AI赋能纳米膜制备：破解传感材料精准制备难题
薄膜荧光传感器因其超高灵敏度、优异可逆性和可靠检测准确率而拥有广阔发展前景，其核心性能取决于纳米敏感膜的制备质量与微观结构精度。
但纳米敏感膜制备长期存在技术瓶颈。由于界面成膜多参数强耦合特性，传统人工制备依赖经验调控，批次重复性不足60%，实验失败率与物料损耗居高不下，难以实现微观结构与性能的精准调控，严重制约了薄膜荧光传感器的技术迭代与产业化应用。
针对这一难题，该校大型仪器共享平台新引入人工智能纳米膜制备系统，深度融合机器学习算法与微米级精密自动化控制，实现纳米薄膜制备全流程智能化升级。系统集成高精度移液、精准称重、恒温振荡、视觉定位识别等功能模块，搭配可编程控制软件，可全自动完成投料、混匀、界面成膜全工序，批次一致性误差控制在1%以内，标准化制备水平显著提升。
该系统彻底规避人工操作偏差，大幅提升实验数据稳定性与可信度；开放全套代码与标准化技术文档，实验复现率可达98%以上，便于科研成果沉淀共享，同步培养科研人员综合研发能力。同时搭载AI大模型实现纳米材料快速前置筛选与性能预判，将传统数十次试错实验大幅缩减，精准优化薄膜光学、力学性能。
该平台为纳米材料高效智能化制备提供了有力支撑，推动了传感材料领域向数字化、精准化、智能化方向转型升级。
从滴定告别“人眼判色”误差，到纳米合成从“反复试错”走向“系统探究”，再到纳米膜制备破解“经验依赖”难题，这场技术革新，既提升了实验精准度、效率与稳定性，更重塑了实验教学的底层逻辑。
对师范生而言，这场变革意义尤为特殊。他们收获的不只是实验技能，更是标准化教学范式与科学育人理念。未来他们将奔赴基础教育一线，把严谨的科学态度与前沿教学模式带进课堂，让更多孩子感受科学探究的魅力。
科研重器，从来不是陈列的展品，而是育人的沃土。未来，陕西师范大学将持续深化智慧实验改革，推动更多科研仪器转化为育人资源。
