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226教育EDUCATION浅谈人工智能科普与初中物理教学的融合李焱鹏（成都师范学院物理与工程技术学院，四川 成都 611130）摘 要随着现代信息技术的发展，人工智能已经成为人们生活中经常使用信息技术之一。人工智能的发展离不开人才支撑，而教学中要想培养出更多高端人才，转变传统教学方式，重视教学方式创新十分重要。初中物理教学中，教师可以将人工智能融入到课堂教学创新中，应用创新转变课堂氛围，提升教学有效性，这样既可以使人才得到全面培养，对现代化人才储备与需求满足也有利。基于此，本文主要对人工智能与物理教学中融合方式进行研究。关键词 人工智能；初中物理；教学融合人工智能与教学的有效融合，对教学改革发展起有明显推动作用。初中物理作为学生学习基础科目之一，教学中教师必须要以学生为主创新课堂活动，这样才可以让课堂教学符合新课改基本需求。但长期应试教学影响下，初中物理教师教学中已经习惯以自己为中心进行教学，而要想改变这一现状，应明确现阶段教学中存在问题，应用人工智能有效融合，激发学生学习兴趣，促使学生主动探究物理知识，会为物理教学发展带来较多新机遇。一、人工智能人工智能的英文名称为 Artificial Intelligence，英文缩写为AI，所以人们也经常称人工智能为 AI 智能。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能最早出现在 19 世纪中旬，属于计算机技术的一个分支。随着人工智能研究的不断深入，现阶段人工智能已经成为人们生活中不可缺少重要组成部分。比如，根据一项调查显示，在 2018 年人们使用微信情况有如下几个特点，第一，用户活跃度有明显提升，每个月有 1,082,500,000 位用户保持活跃；第二，55 岁人群使用微信时间增长，其中已经达到 63,000,000 位用户保持活跃；第三，消息发送成功数明显增加，其中每天有 45,000,000,000 次信息发送出去；第四，视频呼叫成功数增加，其中每天有 410,000,000次音视频呼叫成功，详细调查如表 1。从这一调查结果中可明显看出，人工智能对人们日常生活影响有多大。而将人工智能与初中物理教学融合，相信也会有意想不到的效果1。表 1 2018 年人们微信使用情况调查年限项目时间使用人数2018 年用户整体活跃度7 月-9 月1,082,500,0002018 年55 岁以上人群应用微信活跃度9 月63,000,0002018 年消息发送成功24 小时45,000,000,0002018 年视频消息发送24 小时410,000,000二、人工智能与初中物理融合优势人工智能优势十分明显，而在与初中物理教学融合后，优势展示也并未受到影响，这一结果可以从表 2 调查结果中得知。根据笔者对现阶段初中物理教学与人工智能融合优势展示调查发现，在接受调查的 23 名初中物理教师中，其中有 17 名教师表示，应用人工智能后，教学资源丰富性明显提升。其中有 19 名物理教师表示，人工智能在物理教学中应用，让知识传递更为方便2。其中，也有 15名教师表示，人工智能可以较好的反应教学情况，详细调查如表 2。由此可见，初中物理教学中应用人工智能并不是坏事，所以初中物理教师有必要积极研究人工智能使用方式，借助人工智能创新物理课堂教学活动，促进教学质量与效率不断提升同时，推动素质教学目标顺利实现3。表 2 初中物理教学中人工智能融合有优势展示调查主要优势体现调查教师总数影响人数占比数教学资源更为丰富231982.61%知识传递更为方便与有效231773.91%可以随时反应教学情况231565.22%三、初中物理教师应用人工智能教学现状人工智能的出现，初中物理教师观念与方式转变产生一定影响，为教学质量提升提供较多新机遇，这也是广大教师在教学中积极研究人工智能技术使用原因这一4。但受到一些因素限制，现阶段人工智能在初中物理教学中应用还有一些问题需要解决。根据笔者对现阶段初中物理教学与人工智能融合结果调查发现，存在明显问题有两个。本次调查主要选择方式为线上问卷调查，参与调查的人数有 313 名教师，其中都是初中物理教师。具体问题表现如下：第一，初中物理教师人工智能应用能力需要提升，其中有 281 名教师表现出人工智能应用能力不足问题；第二，人工智能应用中师生、生生缺少有效互动，其中有 264 名教师存在这一问题，详细调查如表 3。表 3 初中物理教师应用人工智能技术教学中出现问题调查主要出现问题参与调查人数问题人数占比数初中物理教师人工智能应用能力需提升332884.88%教学活动设计中生生、师生互动少332472.73%（一）物理教师人工智能应用能力不足人工智能在教学中实际应用方式有多种，教师可以根据学生学习特点、兴趣爱好等选择能够吸引学生注意力，激发学生学习兴趣的方式进行教学，而要做到这些的前提条件是教师需具备较好人工智能应用能力5。但从表 3 调查结果中可以发现，现阶段有 84.88%的初中物理教师存在人工智能教学应用能力不足问题。比如，在初中物理教师借助人工智能进行课堂教学时，教师经常会将人工智能作为丰富教学内容的一个途径，并在实际教学中将丰富内容直接用23.3月排版文件-230320（改版）.indd 22623.3月排版文件-230320（改版）.indd 2262023/3/29 15:30:032023/3/29 15:30:03打 开 数 据 之 门227人工智能技术展示给学生看。虽然这一教学活动中，教师有充分应用人工智能技术，但都比较简单，这不仅无法较好的激发学生学习兴趣，对教学质量提升也有影响。所以，人工智能在物理教学中应用，教师一定要重视自身应用能力提升，而后借助人工智能进行多样化教学，让教学内容与方式得到同时丰富，这样才可以使教学质量得到有效提升6。（二）教学中缺少有效互动互动是课堂教学中一个重要环节，既可以对学生学习积极性产生影响，让学生有更多机会表达自己的想法，提出疑问等，也可以帮助教师更好了解学生学习需求，而后设计出更加科学与有效的物理课堂活动7。人工智能的应用实际上可以为初中物理教师创造较多与学生互动机会，比如教师可以应用人工智能创设物理问题情境，而后在情境中与学生自然互动，也可以借助人工智能进行趣味教学，创造生生与师生互动机会。但在表三调查结果中显示，接受调查教师中有 84.36%的初中物理教师都在教学中都未进行互动，这不仅无形中对教学创新产生影响，对教学氛围优化也有限制。四、人工智能在初中物理教学中应用方式（一）创设问题情境，培养学生探究能力初中生探究能力如何对其学习质量与效率有一定影响，比如学生问题探究能力强，其在学习中进行深入探究的几率也就越大，这对其物理知识体系形成有重要作用。但反之，如果学生问题探究能力不强，学生在遇到问题时，可能会直接选择放弃，这对其学习成绩提升、能力提升等都会产生不良影响。所以，初中物理教学中，教师可以借助人工智能，创设问题情境，对学生问题探究能力进行培养，促进学生综合能力提升。课堂教学活动设计时，初中物理教师需根据教学内容设计问题情境，这样可以引导学生直接进入到相关问题探究中。例如，初中物理教师为学生讲解运动的快慢时，教师可应用微课技术构建生活问题情境。情境内容可以是家长与孩子比赛赛跑回家的场面，而家长的速度明显要比小孩快。情境创设后，教师可以询问学生是否熟悉这一场景，是否想过为什么家长的速度要比小朋友到家的速度快。在提出问题后，学生会根据生活中常识进行回答，而学生作答后初中物理教师可以直接告诉学生这便是本节课需要学习内容。其次，教师可以要求学生打开教材，看一看自己对问题的表示与物理解释是否相同，哪里不同等，这样学生会主动对教材内知识进行学习，而教师也可以在学生学习中不断引导学生，促使主动进行深入探究中，对学生问题探究能力进行培养。（二）开展物理实践，激发学生学习兴趣实践教学属于物理知识体系中一部分，对学生实践探究、动手能力、问题分析与解决等能力培养有较好帮助作用。传统教学中，初中物理教师很少开展实验教学，一方面是因为教学资源有限，另一方面与教师教学思维有关。比如，以往教学中，初中物理教师认为无论是否开展实验教学结果都一样，都是进行知识传授与提升学生考试成绩，所以通常会选择直接为学生讲解实践知识。新课改影响下，教师教学观念有明显转变，对初中物理实践教学重视度也有明显提升。在实践教学创新中，教师可以通过人工智能的使用，激发学生学习兴趣，让学生进入到自主探究中。例如，在初中物理教师为学生讲解机械能及其转化时，首先教师要为学生准备好相关教学工具，为实践教学做准备。其次，学生实践前，需要为学生讲解基础知识，特别是实践中需注意问题与观察问题等。为保证初中生实践结果与提升实践安全性，学生在为学生讲解实践相关问题后，可以将实践过程与要求等用多媒体技术播放出来，但切忌不能为学生播放实践结果，以免对学生好奇心产生影响。最后，学生根据提示顺利完成实践活动，既有成就感，其对物理知识学习兴趣也会增加。（三）设计智能树形图，构建物理知识体系初中物理教学中，教师创新课堂教学活动既要以学生为中心，还需要有明确的教学目的。人工智能在初中物理教学使用中，教师可以从学生实际情况出发，通过物理知识体系构建，加强学生对知识的印象，明确各个知识点之间关联，这样可以让物理学习变得更加简单。在教学活动设计时，教师可以使用人工智能构建智能树形图，而后让学生根据自己的想法将树形图中内容补充完整，这样可以让学生更好的记住与了解物理知识。例如，在初中物理教师讲解声音的产生与传播时，首先初中物理教师可以应用人工智能了解学生实际学习情况。比如，教师可以在预习环节中为学生出一些基础问题，而后利用线上功能将问题发送给学生，等待学生做完后，借助人工智能数据分析功能了解学生自主预习情况，而后设计教学活动。其次，教学活动设计中，教师可以使用人工智能讲解，也可以适当丰富知识内容，这样可以增加学生知识积累量。在知识讲解中，要重视生生与师生互动，以此活跃课堂氛围。最后，物理知识讲解结束，教师可以将智能树形图展示给学生看，让学生通过知识回忆进行内容填写，这样既可以加深学生对知识印象，也可以让学生主动思考，明确自己的不足，而后进行针对性学习。结语总而言之，初中物理教学中，教师将人工智能作为教学工具进行课堂活动创新，既要明确人工智能在初中物理教学中应用积极作用，还要有主动提升自身人工智能应用能力，而后通过问题情境创设、实践教学设计与智能知识树形图填写，激发学生学习兴趣，培养学生综合能力，促进学生全面发展。参考文献：1 张广丽.浅谈“人工智能+大数据”在初中物理教学中的应用方法 J.南北桥,2021(11):32.2 商旻.运用人工智能在初中物理教学中培养学生的创造性思维 J.科学咨询,2020(31):184-185.3 姚佳运,赵振宇,张强.核心素养视角下将人工智能应用于高中物理教学的研究 J.物理通报,2022(6):2-5.4 吴燕,周颖华,秦松.人工智能在中学物理实验教学中的应用探究以 PWM 智能调光灯验证欧姆定律为例 J.物理教学探讨,2020,38(2):70-72.5 刘家文,芦颖.利用人工智能推动优质教育资源均衡发展以佳木斯地区初中物理教学为例 J.中国高新区,2019(2):3,186.6 范婷婷.人工智能与初中物理实验教学的有效融合 J.新教育时代电子杂志（学生版）,2021(39):118-119.7 周荣华.“互联网+”背景下信息技术与初中物理教学融合初探 J.中国新通信,2022,24(17):200-202.23.3月排版文件-230320（改版）.indd 22723.3月排版文件-230320（改版）.indd 2272023/3/29 15:30:032023/3/29 15:30:03