AI赋能下初中物理实验教学的实践研究

引言：初中物理实验教学是培养学生科学思维与实践能力的重要途径，能让学生直观理解物理概念掌握实验技能。然而目前的实验教学中面临着如部分实验因设备昂贵或操作危险难以开展的问题，[1]随着AI技术的崛起其强大的数据处理模拟仿真与智能交互能力为初中物理实验教学带来新的生机，借助AI技术可以突破传统实验教学的时空限制，丰富教学资源，实现个性化教学。因此，探索AI赋能下初中物理实验教学的实践策略具有重要的现实意义与时代价值。

一、整合AI教学资源，丰富实验教学

传统物理实验教学资源获取渠道单一内容形式有限，难以充分满足学生多样化的学习需求。AI技术凭借其强大的信息整合与筛选能力，可以从海量的网络资源中精准收集与初中物理实验紧密相关且优质的教学素材，为实验教学注入新的活力。这不仅可以丰富教学内容，让抽象的物理知识变得生动具体，还能以多样化的方式激发学生的学习兴趣，提升他们的学习积极性和主动性。而且教师还可以借助AI整合资源让学生接触到最新的物理研究成果和应用案例拓宽学生的视野，培养学生的科学思维和创新能力。

例如，教师在进行“探究重力与质量的关系”这一物理实验教学时，就可以借助AI技术充分整合教学资源，丰富实验教学。教师可以在课前准备阶段利用AI搜索引擎和专业的教育资源平台，收集大量关于该实验的优质视频资源，借助视频详细展示实验所需的器材，并逐步讲解实验步骤，而且还可以通过视频对实验原理进行深入剖析，以生动形象的动画演示重力产生的原因以及重力与质量的关系公式推导过程，帮助学生提前构建知识框架。教师在课堂上先播放精心挑选的视频，让学生直观感受实验操作流程和原理，随后组织学生进行小组讨论提出疑问和见解。随后教师可以通过AI资源库筛选相关的科普文章和实际案例，通过科普文章解释重力在生活中的广泛应用，如为什么苹果会落地、运动员跳远时要助跑等，并通过实际案例介绍重力测量在航天、地质勘探等领域的重要作用，引导学生课后自主阅读学习拓宽知识面。教师通过这种方式可以促使学生主动整合所学内容，加深对知识的理解和记忆，同时培养学生的综合运用能力和创新思维，让“探究重力与质量的关系”这一实验教学更加丰富深入有效。

二、构建AI模拟实验，突破条件限制

初中物理实验教学常常受到实验器材短缺、实验环境复杂、实验危险性高等条件的限制，导致一些关键实验难以有效开展，而AI模拟实验凭借其强大的虚拟仿真技术能够打破这些现实条件的束缚，为学生创造一个安全便捷可重复操作的实验环境。它还能呈现特殊情境下的物理过程，让学生全方位多角度地感知物理现象，深化对物理概念和规律的理解。而且学生还可以根据自己的学习进度和需求，自主调整实验参数进行探索性实验，从而培养学生的科学探究能力和创新思维，提升物理学习的效果和质量。

例如，教师在进行“探究串联电路和并联电路中电流的特点”这一物理实验教学时，就可以巧妙运用AI技术构建模拟实验突破条件限制。教师可以借助AI模拟实验平台，平台上搭建串联电路和并联电路的虚拟模型，布置电源、开关、灯泡、电流表等元件，然后学生可以通过鼠标拖动元件自由连接电路，避免了因操作不当损坏实物元件的风险。学生在实验过程中能够实时观察电流表的示数变化，学生可以尝试改变电源电压或更换不同规格的灯泡等参数，观察串联电路和并联电路中电流的特点，AI模拟实验平台会以直观的图表形式呈现电流数据，让学生清晰地看到串联电路中各处电流相等，并联电路中干路电流等于各支路电流之和的规律，平台还能对实验过程进行回放和慢放，帮助学生深入分析电流的流动路径和变化情况。教师通过这样的AI模拟实验，可以让学生不受实验条件和器材的限制反复操作深入探究，更好地感知和理解串联电路和并联电路中电流的特点，有效提升学习效果。

三、利用AI智能分析，开展个性指导

由于班级学生数量较多，教师无法细致入微地发现每个学生在实验知识理解、实验操作技能以及科学思维发展等方面的独特问题和潜在优势。[2]而AI智能分析凭借其强大的数据处理和算法能力，能够快速准确地收集和分析学生在实验学习过程中的各类数据，基于这些详细的数据分析，教师可以深入了解每个学生的学习特点和需求，为每个学生提供个性化的指导，真正实现因材施教。

例如，教师在进行“探究影响电磁铁磁性强弱的因素”这一物理实验教学后，就可以充分利用AI智能分析开展个性指导。学生在实验过程中通过AI辅助的实验操作平台上进行实验，平台实时记录学生的操作步骤、实验数据以及实验中出现的问题。AI系统对这些数据进行智能分析生成每个学生的实验学习报告。教师在实验后根据AI分析报告，了解每个学生在实验中的表现。教师对于操作不规范的学生要进行一对一的操作示范和指导，强调实验步骤的准确性和规范性；教师对于数据记录和处理有困难的学生。要引导他们分析数据，找出错误原因，并传授正确的数据处理方法；教师通过这种基于AI智能分析的个性指导，可以让每个学生都能在自己的最近发展区内得到提升，更好地掌握实验知识，提高物理实验学习能力。

结语：AI赋能初中物理实验教学的实践探索中，可以深刻感受到AI带来的变革与机遇。通过文中策略实施可以丰富实验教学内容得，突破条件限制让抽象物理现象直观呈现，并实现因材施教，助力学生个性化成长。教师在未来的教学中需持续探索创新，让AI与物理实验教学深度融合，发挥更大效能，激发学生对物理的热爱，培养其科学思维与实践能力，为物理教育发展注入新动力。

参考文献

[1]曾昭成. 人工智能辅助下的初中物理实验教学策略研究[C]// 中国通俗文艺研究会,中国通俗文艺研究会教育文化理论专业委员会. “传承中华文化，融合创新育人专题研讨会”暨2025 年教育理论与管理学术年会论文集（一）. 四川省南充市高坪中学;, 2025:11-14.

[2]贾丽浈. 数字化赋能初中物理实验教学的创新实践 [J]. 现代基础教育研究,2025, 59 (03): 218-222.