生成式人工智能辅助下初中物理多维交互教学的生成和构建

随着教育信息化进程不断加速，生成式人工智能于中学教育领域的应用变得日益广泛，初中物理学科包含不少抽象概念以及复杂原理，传统教学方式很难契合学生对于深度理解以及实践应用的需求，借助生成式人工智能技术来构建多维交互教学模式，可为学生给予沉浸式学习体验，此模式依靠智能化教学资源生成、个性化学习指导以及实时反馈评估，激发学生学习兴趣，提高教学效果。北师大版九年级物理教材里的电磁学、能量转化等知识点，融合生成式人工智能技术，可开发出丰富的交互式教学场景，帮助学生建立物理思维模型。

一、生成式人工智能在初中物理教学中的应用价值

生成式人工智能技术给初中物理教学给予了全新的角度，它突破了传统教学模式的限制，在物理学科教学里，把抽象概念具象化一直是教学的难点，而生成式人工智能正好在这方面呈现出独特的优势，像 deepseek 等智能教学助手可迅速生成物理情境，把复杂的物理现象转变成学生容易理解的动态模型。物理教学中的力学、电学、磁学等知识点大多时候需要大量实验演示，智能化教学平台可依照教学需求，实时生成相应的实验场景，使学生在虚拟环境中进行剖析性学习，智能系统可以记录并分析学生的学习轨迹，精准识别学生对知识的掌握程度，为教师调整教学策略提供数据方面的支持。生成式人工智能还可以根据学生的个体差异，自动调整学习内容的难度，达成因材施教，在实际教学应用中，这种智能辅助模式大幅提高了课堂教学效率，激发了学生的学习兴趣，培养了物理学科的核心素养[1]。

二、多维交互教学模式的构建方法

（一）虚拟实验环境的开发与应用

虚拟实验环境作为物理教学的关键载体，要进行精心的设计与开发，借助生成式人工智能技术构建的虚拟实验平台，可完整呈现物理实验过程，以《北师大版九年级物理》里“剖析物质的比热容”实验来说，虚拟实验环境模拟出了包含温度计、加热器、实验材料等的完整实验装置，学生可以在该平台上调节加热功率、观察温度变化并记录实验数据。智能系统还可自动生成实验数据曲线，可学生直观理解比热容概念，虚拟实验环境突破了实验室场地以及设备的限制，而且能保障实验安全，让学生可反复开展实验剖析，在实验过程中，智能系统会对学生操作进行实时指导，纠正错误操作，保证实验结果的准确性，这种交互式实验环境提升了实验教学效果，培养了学生的实验技能 [2]。

（二）智能问答系统的设计与实现154

智能问答系统能给物理教学给予个性化学习支持，该系统运用自然语言处理技术，可精准理解学生所提问题并给出针对性解答，在电学知识点学习方面，学生常碰到电路分析难题，智能问答系统能依据学生描述的问题，生成详尽的电路分析步骤，帮助学生梳理清楚思路，系统还可依照学生答题状况，自动辨别知识盲点，推送相应的练习题。在实际应用里，智能问答系统支持多种问答方式，像文字问答、语音交互等，可契合不同学习场景的需求，系统会构建学生个人知识图谱，记录学习进度，适时给出复习建议，这种智能化辅导模式能减轻教师负担，又可为学生提供及时帮助，提升学习效率。

三、基于北师大版教材的教学实践案例

电磁学属于物理学科里颇为关键的部分，其抽象程度较高，使得学生理解起来存在险阻，针对《北师大版九年级物理》里磁场与电磁感应等相关知识点，设计了一系列交互式教学场景，生成式人工智能技术可动态呈现磁力线的分布状况，还可展示电流周围磁场的变化情形，学生借助调节电流大小以及改变导线位置，可直观地观察到磁场强度的变化。在电磁感应实验中，智能系统模拟出闭合电路中磁通量的变化情况，可学生理解感应电流产生的条件，教学设计里融入了对磁悬浮列车工作原理的分析，把理论知识和实际应用结合在一起，激发学生的学习兴趣[3]。

四、结语

生成式人工智能帮助下的初中物理多维交互教学模式，打破了传统教学的限制，为学生打造了丰富多样的学习场景，借助虚拟实验环境以及智能问答系统，把抽象的物理概念转变为直观且能感知的学习内容，切实提高了学生的学习积极性，以北师大版九年级物理教材作为例子，在电磁学以及能量转化等单元的实践运用里，该教学模式呈现出良好效果。随着生成式人工智能技术不断发展，多维交互教学会优化改进，为初中物理教学开拓全新路径。

参考文献

[1] 周晓慧 . 基于人工智能的初中物理跨学科实践教学设计——以“搭建风力发电结构系统”为例 [J]. 物理教师 ,2024,45(10):32-36+40.

[2] 崔月琴 . 教育数字化与人工智能化在初中物理教学中的实践探索 [J]. 视周刊 ,2025,(10):16-16.

[3] 姚克亮. 生成式AI 在初中物理教学中的应用探究[J]. 实验教学与仪器 ,2025,42(04):134-135.