人工智能赋能物理课堂教学创新的实践研究

前言

由于长期受应试教育思想的影响，大部分高中物理教学中仍然以提高学生学习成绩为主，一般采取灌输式教学，虽然可以保证课堂纪律与教学进度，但是却难以激发学生学习兴趣与参与热情，导致课堂教学效率难以提高。而在人工智能技术的融合背景下，高中物理教师就需要借助信息处理、个性化推送等优势，增添物理课堂活力，为学生营造动态、轻松的学习环境，从而促进学生物理核心素养的发展。

一、物理课堂教学创新的重要性

（一）促进学生物理核心素养发展

在新时代教育背景下，高中物理教学不仅需要注重理论知识讲解，更需要全面提升学生学科素养。核心素养是目前课程教育改革的关键，在物理学科主要体现在科学观念、逻辑思维等方面。在传统高中物理教学中，大部分教师都以提高学生学业成绩为主，忽略了对学生学习自主性意识与能力的培养，很难提高学生对物理知识的理解与应用能力。而物理课堂的创新，尤其是人工智能技术的融合，可以优化教学内容的呈现方式、强化学生学习过程的参与性，从而增强学生对物理知识学习的认知与记忆，从而更好的推动学生综合发展。

（二）打破传统教学限制

高中物理学科不仅具备较强的实践性还具有高度抽象性，在传统物理课堂教学中无论是知识呈现还是实践操作都存在一定的局限。一方面，受时间、空间、设备的限制，许多物理实验难以开展，学生只能通过教师示范与观看视频进行学习；另一方面，在教学时一般以教师讲授为主，学生很难参与到知识探究中，难以促进学生思维发展。而通过教学创新，可以通过引入多媒体手段，让物理知识更加具象化，增强教学的可操作性。同时，课堂教学创新更加注重多元互动，不仅能够增强学生学习的主体意识，还为学生提供了更具有支持性的学习环境，让学生从被动学习转变为主动探究。

（三）适应信息化时代教育变革的趋势

随着信息技术的快速发展，教育正面临由传统模式向数字化、智能化深度转型的趋势。在这一背景下，物理教学创新不仅是教学内容与方法的更新，更是教育理念与育人方式的重构。在数字网络背景下，学生获取知识的途径更加多样化，这就要求物理教学突出学生在学习过程中的主体性，加强信息技术融合与过程优化。教学创新通过融入人工智能、大数据网格等方式，为学生精准推送学习内容，打破空间上的限制，让学生可以更好的进行物理知识探究。同时，高中物理顺应数字化转型趋势，可以真正落实教育质量提高与育人目标。

二、人工智能赋能物理课堂教学创新的实践策略

（一）运用AI 辅助内容呈现

在高中物理教学中应用人工智能，可以降低学生对理论知识的理解难度，让抽象概念更加直观化与具象化，增强学生认知水平与学习体验感。人工智能技术酷贝图像识别、动态模拟等功能，教师可以更加精准的进行物理知识讲解，打破传统教学在语言描述与板书表达方面的局限性，让课堂更加生动。例如，在进行《位置变化快慢的描述——速度》内容教学时，教师就需要利用 AI 平台建立动态化教学情境，通过模拟速度变化让学生感受“快”“慢”之间的区别。在教学时，教师可以利用 AI 展示自行车、绿皮火车、高铁、飞机等不同物体在同一时间段内的运动状态对比。然后，教师引导学生观察运动轨迹呈现，分析物体速度大小和变化趋势。在这一过程中，系统可以自动捕捉学生学习行为，并进行合理引导，让学生更好地发现图像变化，更好地理解速度计算公式与现实意义。通过这种方式展开教学，可以帮助学生更好的理解与掌握物理核心知识，还可以实现从被动接受到主动探究的学习态度转变，充分体现了课堂教学内容的创新性。

（二）利用AI 分析学习数据

在信息化教育背景下，利用人工智能进行学生学习数据分析，可以保证课堂教学的针对性与高效性。在传统物理教学中，教师很难实时了解学生学习行为，导致难以及时根据学生状态调整教学方案。而AI 技术可以通过对学生在学习平台中的操作行为、测试数据、答题路径和实验表现进行数据采集与深度分析，生成学生学习画像，便于教师更加精准掌握学生学习能力，从而动态调整教学内容。例如，在《实验：探究平抛运动的特点》教学中，教师就可以利用 AI 分析学生在实验过程中的数据，让教学从结果导向逐渐转变为过程导向。在教学时，教师就可以组织学生利用 AI 进行实验模拟，系统会自动记录实验数据，判断学生对实验原理的掌握程度。在汇报环节，教师就可以根据系统所生成的报告进行有针对性的讲解与总结，进一步深化学生（上转15 页）