AI赋能高中物理课堂互动的情境创设研究

引言：高中物理作为一门逻辑严密抽象性强的学科，AI技术的兴起为教育领域带来了新的变革契机。AI具有强大的数据处理模拟仿真和智能交互能力，能够为高中物理课堂互动情境创设提供有力支持。[1]教师通过AI技术可以构建逼真的物理场景设计个性化的学习路径开展互动性强的实验活动，从而激发学生的学习兴趣，增强他们对物理知识的理解和应用能力。因此，研究AI赋能高中物理课堂互动的情境创设具有重要的现实意义和实践价值。

、借助AI模拟，开展沉浸教学

高中物理中许多抽象概念单靠语言讲解难以让学生形成直观认知，传统实验又受限于设备条件或观察角度，难以完整呈现物理过程。AI模拟技术能通过动态可视化模型，将微观粒子运动、光路变化等不可见现象转化为可交互的虚拟场景，配合VR设备还能营造多感官沉浸体验。这种教学方式既能突破时空限制让学生自由调节参数观察现象变化，又能通过即时反馈激发探究兴趣帮助学生在做中学，有效提升对物理规律的理解深度。

例如，教师在进行“光现象”的教学时可以先用AI生成虚拟暗室场景：学生戴上VR眼镜后，能“亲手”将蜡烛摆放在不同位置，移动过程中观察墙壁上影子的大小以及形状变化。当学生调整光源高度时，AI系统立即可以在虚拟空间中生成彩色光路图，用红色箭头清晰标注入射光线方向，并在角落弹出动态数据框，实时显示入射角数值变化，帮助学生直观建立“光沿直线传播”的认知模型。当教师在讲解光的折射时可以启动AI模拟的水槽实验，让学生通过滑动滑块改变入射角，然后系统可以立即显示折射光线偏转方向并弹出动态提示。教师为了巩固知识还可以调出AI生成的“海市蜃楼”动态模型，让学生拖动温度梯度滑块观察光线弯曲路径，理解折射现象在自然中的实际应用。这种虚实结合的沉浸式教学，让书本上的光路图"活"起来，学生在反复操作验证中自然掌握了光的传播规律。

二、运用AI智能，开展个性学习

学生个体在知识基础学习能力学习风格和兴趣爱好等方面存在显著差异，传统的教学模式难以满足每个学生的独特需求，运用AI智能开展个性学习至关重要。AI能够通过对学生学习数据的深度分析，精准把握每个学生的学习状况，为其量身定制个性化的学习方案，提供针对性的学习资源和指导，使每个学生都能在适合自己的节奏和方式下学习，在有效提升学习效率和成绩的同时增强学习的自信心和成就感。

例如，教师在进行“浮力”这一单元教学时可以在开始教学前可借助AI学习系统收集学生在之前力学知识学习中的作业、测试等数据，分析学生对力的概念、二力平衡等知识的掌握程度，以此为依据初步了解学生的学习情况，教师在教学中可以利用如智能平板等AI智能交互设备，为学生推送不同难度的浮力相关视频和动画。教师对于基础薄弱的学生，可以推送直观展示物体在液体中受浮力现象及简单实验操作的视频；对于学习能力较强的学生，则推送深入探究浮力产生原因阿基米德原理推导过程的动画。教师在讲解浮力计算公式时，AI系统根据学生实时答题情况调整教学节奏，若学生多次答错相关题目系统会提供更多实例和详细讲解，如通过展示不同体积物体在同种液体中受到浮力大小的对比实验，帮助学生理解公式中各物理量的含义和关系。教师通过运用AI开展个性化学习能满足不同学生的学习需求，让每个学生都能在学会知识的同时提升综合素养。

三、依托AI 技术，进行综合评价

传统高中物理教学评价难以全面客观地反映学生的真实学习状况和综合素养，AI技术平台可以实时动态地收集学生在课堂学习、[2]实验操作以及课后作业等多场景下的数据，从知识掌握技能运用以及学习态度等多个维度对学生进行全面精准的评价，为学生提供更具针对性的学习建议，帮助教师优化教学策略实现教学相长，提升物理教学质量。

例如教师在进行“欧姆定律”这一单元教学时可以借助智能教学系统，利用 AI 技术平台的语音识别和图像识别功能，记录学生的发言情况同时捕捉学生在课堂练习中的解题思路和答题速度，然后让AI 系统根据这些表现为学生课堂表现打分。教师可以在课后作业和测试方面依托AI 技术平台根据学生答题情况，在给出正确答案的同时分析学生的错误类型，了解学生是概念理解不清公式运用错误还是计算失误等，随后可以进行综合评价，AI 技术平台生成详细的学生综合评价报告，教师依据报告了解每个学生的优势与不足，为学习困难的学生提供一对一辅导，为学有余力的学生推荐拓展学习资源，如探究性实验项目，促进全体学生共同进步，实现个性化教学。

结语：AI赋能高中物理课堂互动的情境创设研究，为物理教学带来了全新的思路与方法。这种方式打破了传统教学的局限，让抽象的物理知识变得生动直观，满足了学生多样化的学习需求，实现了教学评价的全面精准。这不仅激发了学生对物理学科的学习兴趣与探索热情，提升了课堂互动效果和学习质量，还培养了学生的创新思维与实践能力。教师应继续探索其在物理教学中的应用，进一步优化教学情境，为高中物理教育的高质量发展注入源源不断的动力。

参考文献

[1]刘志强. AI技术在高中物理教学中的应用策略 [J]. 数理天地(高中版), 2025, (04):167-169.

[2]姚佳运. 新一代 AI 在高中物理教学中的应用[D]. 哈尔滨师范大学, 2023.