AI 赋能科学课堂，培养学生创新思维

引言

AI 技术凭借强大的数据处理、智能分析和模拟仿真能力，为破解高中物理教学困境带来了新契机。将 AI 融入高中物理课堂，不仅能革新教学方式，优化学习体验，更能为学生创新思维的培养提供有力支撑。创新思维是学生突破知识边界、解决复杂问题的关键能力，对学生未来在科学研究、技术创新等领域的发展至关重要。因此，深入探索 AI 赋能高中物理课堂培养学生创新思维的路径，具有重要的理论价值和实践意义，有助于推动高中物理教学向智能化、创新化方向迈进，为社会培养更多具备创新能力的优秀人才。

一、AI 赋能高中物理课堂的优势

（一）提供个性化学习体验

AI 技术能够根据学生的学习情况、知识掌握程度和学习习惯，系统的对每一位学生的高中物理学习情况进行深入的分析，从而制定出适合他们自身的学习计划，通过教师在智能的学习平台上上传学生的日常作业以及测试中的答题数据系统，就可以自动的对学生所存在的薄弱环节进行了解和掌握。比如，在上传了一系列的答题数据以后，发现有一部分学生在综合运用上的题目错误率较高，那么系统就可以自动到有针对性的为学生选择一些相关的知识点，讲解视频以及习题，练习资料等，帮助学生更好的查找自身的缺点，从而不断的进行改正，可以满足班级中不同学生的不同需要。

（二）增强知识可视化效果

在高中阶段的物理学习过程中，往往会存在着很多抽象的知识和内容，需要学生去理解和掌握。但是，这些抽象的内容学生理解起来有一定的困难，因而教师就可以通过 AI 手段或让学生配备各种各样的专业设备，让学生投身于物理实验的具体场景之中，感受物理知识形成和发展的整个过程，从而使得抽象的知识变得更加具体生动。这样不仅提高了学生的理解能力和记忆效果，同时还能够激发他对于物理学科探索的热情以及学习的兴趣，培养了他们各方面的能力，也提升了他们物理学科素养。

二、AI 赋能高中物理课堂培养学生创新思维的具体策略

（一）利用AI 创设创新情境

以往的物理课堂大多以教师讲解知识点为主要的教学方式，整个物理课堂是枯燥乏味的，而当下的教师可以利用 AI 技术为学生创设虚拟的情境，让学生感同身受的在情境中进行学习，这种方式可以更好的帮助他们理解所学习的内容和各种抽象的知识。比如，在带领学生学习“万有引力与航天”章节内容的时候，教师可以借助 AI 技术创设虚拟的太空探索情境。教师可以利用 VR 技术构建一个虚拟的宇宙空间，学生可以操控虚拟飞船，模拟在不同星球表面着陆、发射卫星等活动。这些活动可能是班级中某些学生的梦想之一，能够让学生的好奇心变得更加强烈。他们在这一过程中需要运用所学习的万有引力定律和圆周运动的知识，分析飞船的轨道运动和受力情况，教师即使不用过多的去讲解，学生也愿意主动的投入时间进行思考和探究，不仅仅使得他们能够主动的思考，尝试，利用所学习的知识，解决实际的问题，进而培养他们的创新思维能力，同时还能够让他们感受物理学习的价值和意义所在，从而对高中阶段的物理转变以往的学习态度，有助于日后物理知识的学习。

（二）借助AI 开展探究性学习

AI 可以为学生的探究性学习提供丰富的资源和强大的支持。传统的以往学生在进行探究时活动的时候，往往采用小组合作交流的方式，对某些抽象的概念进行分析。但是，由于这些内容距离学生的日常生活较远，有些内容学生也无法进行真正的操作，使得学生对学生在探究学习的过程中存在着各种各样的障碍。那么，教师就可以利用 AI 工具辅助自己的学习，对各种各样的数据进行收集或整理以及分析从而更好的理解知识。比如，教师在带领学生学习“传感器”相关内容时，就可以指导学生利用 AI 搜索大量的传感器应用案例，如智能家居中的温度传感器、交通系统中的压力传感器等。然后，借助 AI 数据分析工具，对这些案例中的数据进行收集、整理和分析，探究传感器的工作原理和性能特点，这样的方法更能够充分发挥学生的主观能动性，培养创新思维和实践能力。

（三）通过 AI 进行创新成果展示与交流

AI 技术为学生创新成果的展示和交流提供了便捷的平台。学生在完成物理创新实验或项目后，可以利用 AI 视频编辑工具，制作精美的成果展示视频，将实验过程、数据分析和创新点清晰地呈现出来。然后，通过在线学习平台或社交网络，与同学、教师甚至其他学校的学生进行分享和交流。 在交流过程中，AI 可以辅助分析他人的反馈意见，提取关键建议，帮助学生进一步完善创新成果。例如，学生在展示自己设计的“简易发电机”作品后，AI 可以对其他学生和教师的评论进行语义分析，整理出关于作品改进的方向，如提高发电效率、优化结构设计等，促进学生不断创新和进步。

总结：

赋能高中物理课堂为培养学生的创新思维提供了新的途径和方法。通过提供个性化学习体验、增强知识可视化效果等优势，利用创设创新情境、开展探究性学习、进行创新成果展示与交流等具体策略，能够有效激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维和实践能力。尽管在应用过程中面临一些挑战，但通过学校、教师和学生的共同努力，一定能够充分发挥 AI 在高中物理教学中的作用，培养出更多具有创新精神和创新能力的高素质人才，推动高中物理教育教学质量的不断提升。

参考文献：

[1] 周榆林 , 吴建宝 , 高 雅 .AI 赋能与课程思政融合的创新实践—以”固体物理导论”为例 [J].Creative Education Studies, 2025, 13.DOI:10.12677/ces.2025.134246.

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[3] 陈思萦 .AI 赋能科学课堂 培养学生创新思维 [J]. 2025.