胡彩甜

摘 要：21世紀(jì)的學(xué)習(xí)運(yùn)動(dòng)正在慶祝它的20周年。由于社會(huì)需求的巨大變化，對(duì)人力資源開(kāi)發(fā)的需求也在發(fā)生變化。當(dāng)今世界各國(guó)都十分重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。許多教育工作者愿意幫助學(xué)習(xí)者解決復(fù)雜的問(wèn)題，并在現(xiàn)實(shí)世界中迅速發(fā)展。我在尋找一種新的教學(xué)方式，新的變化。項(xiàng)目研究作為一種建立在建構(gòu)主義理論基礎(chǔ)上的教學(xué)方法，為課程改革開(kāi)辟了一條新的途徑。根據(jù)《中學(xué)物理綜合課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，“項(xiàng)目研究和綜合學(xué)習(xí)等提出的方法都是基于STSE理念，并根據(jù)實(shí)際情況和跨學(xué)科的問(wèn)題解決能力，促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能;微型項(xiàng)目式學(xué)習(xí);中學(xué)物理;STSE教育

引言：長(zhǎng)期以來(lái)，我們一直提倡以學(xué)生為中心的個(gè)性化學(xué)習(xí)，要求教師根據(jù)自己的能力來(lái)教學(xué)生，但大多數(shù)學(xué)校的教育都是以教師為中心，以教材為基礎(chǔ)的，大部分的人才培養(yǎng)都集中在課堂上練習(xí)。根據(jù)認(rèn)知水平和教師學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生的素質(zhì)制定個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃是困難的。然而，在傳統(tǒng)觀念與前沿技術(shù)發(fā)生沖突的情況下，初級(jí)中學(xué)物理教學(xué)STSE理念的出現(xiàn)為物理教學(xué)開(kāi)辟了新的機(jī)遇。

一、人工智能學(xué)習(xí)理念

人工智能這個(gè)詞1956年在達(dá)特茅斯首次出現(xiàn)。通過(guò)研究人類智能的規(guī)律，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)模擬這些智能行為，研究者發(fā)展了一套智能人工系統(tǒng)的基本理論、方法和技術(shù)。人工智能技術(shù)的獨(dú)特之處在于它可以應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。首先，人工智能具有通過(guò)模擬鼻子、耳朵和其他感官的傳感器與外界交換信息的能力。第二，人工智能具有思維能力，模擬人類智能思維，將獨(dú)特的信息與智能結(jié)合起來(lái)處理外部信息。第三，人工智能有能力在一個(gè)環(huán)境中學(xué)習(xí)、獲取和儲(chǔ)存知識(shí)結(jié)構(gòu)，并隨著時(shí)間的推移不斷改進(jìn)。最后，在這種情況下，人工智能能夠輸出和響應(yīng)外部信息的功能模塊。這四個(gè)特點(diǎn)是人工智能在初中物理教學(xué)中應(yīng)用的基礎(chǔ)。

二、人工智能在中學(xué)物理STSE理念教學(xué)中的應(yīng)用

STSE理念強(qiáng)調(diào)“科學(xué)，技術(shù)的發(fā)展與社會(huì)，環(huán)境的統(tǒng)一”。事實(shí)上，從進(jìn)化的角度來(lái)看，社會(huì)正變得越來(lái)越數(shù)字化。在新的時(shí)代背景下，教育觀念需要進(jìn)一步完善，形成研究與實(shí)踐相結(jié)合的模式。在傳統(tǒng)工業(yè)社會(huì)，教育集中于基本知識(shí)和技能，這導(dǎo)致了課堂系統(tǒng)的創(chuàng)建。社會(huì)價(jià)值更加鼓勵(lì)培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員，而不是促進(jìn)人才的全面發(fā)展。但是現(xiàn)今學(xué)生的思想感情是不容忽視的。向華教授在他的文章中表達(dá)出他的觀點(diǎn)：“激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和社會(huì)角色的基礎(chǔ)教育，是人類將知識(shí)與社會(huì)、生產(chǎn)和環(huán)境因素結(jié)合起來(lái)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和探究的基礎(chǔ)教育，這是STSE理念基礎(chǔ)教育，建議教師需要支持基礎(chǔ)教育一體化教育?！彼从沉松鐣?huì)及其社會(huì)屬性，而學(xué)生需要樹立科學(xué)價(jià)值觀，這些都是STSE理念教育的核心功能。

1.創(chuàng)設(shè)物理情景

在初中物理教學(xué)中，STSE理念是激發(fā)學(xué)生運(yùn)用情境教育學(xué)習(xí)物理知識(shí)的有效手段。教師在課堂上為學(xué)生創(chuàng)造物理場(chǎng)景，激發(fā)他們探索物理世界的興趣。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維非常重要。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師和學(xué)生利用想象力構(gòu)建物理學(xué)歷史的敘事情境，識(shí)別古代知識(shí)，建立學(xué)習(xí)情境，普遍實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)，觸發(fā)與生活相關(guān)的情境表達(dá)。當(dāng)教師使用人工智能模擬現(xiàn)實(shí)世界的情況，并作出口頭陳述時(shí)，教師在學(xué)生面前以吸引人的聲音、照片和影片的形式說(shuō)話，是直觀而清晰的。物理學(xué)是一門自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)的重要性是不言而喻的，但并非所有的實(shí)驗(yàn)都能進(jìn)行。教師可以使用人工智能系統(tǒng)來(lái)模擬物理實(shí)驗(yàn)，提高課堂愉悅感。

2.構(gòu)建知識(shí)圖譜

人工智能根據(jù)每個(gè)學(xué)生的教育目標(biāo)和智力發(fā)展水平建立和優(yōu)化物理模型，創(chuàng)建物理知識(shí)地圖，使學(xué)生能夠更快更準(zhǔn)確地找到正確的學(xué)習(xí)內(nèi)容和能力。當(dāng)使用人工智能系統(tǒng)的學(xué)生人數(shù)達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)情境會(huì)在人工智能系統(tǒng)中留下“痕跡”，并在這些痕跡的基礎(chǔ)上進(jìn)行處理，將STSE概念與教材信息相結(jié)合。明智地推薦對(duì)學(xué)生未來(lái)的表現(xiàn)和成長(zhǎng)最好的東西。例如，當(dāng)一個(gè)學(xué)生正在解決一個(gè)與電有關(guān)的問(wèn)題時(shí)，人工智能系統(tǒng)會(huì)根據(jù)前一個(gè)學(xué)生的電學(xué)知識(shí)，通過(guò)獲取前一個(gè)學(xué)生的知識(shí)來(lái)發(fā)現(xiàn)和填補(bǔ)學(xué)生的空白，在未來(lái)根據(jù)學(xué)生的整體情況提供更多的幫助。

3.反饋和評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的教育反饋與評(píng)價(jià)是以試卷的最終評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)的?；赟TSE理念老師和學(xué)生用試卷來(lái)分析問(wèn)題，但是學(xué)校教育是一個(gè)很大的課堂，一對(duì)一的反饋評(píng)估是不可能的。學(xué)生們只會(huì)看到分?jǐn)?shù)。在大多數(shù)情況下，人工智能可以為教育系統(tǒng)提供反饋和評(píng)價(jià)。以我國(guó)自然科學(xué)教育中九年級(jí)物理網(wǎng)絡(luò)課程為例?；赟TSE理念，每節(jié)課結(jié)束后，學(xué)生們首先使用人工智能系統(tǒng)來(lái)測(cè)試不同水平的學(xué)生。在第一次測(cè)試之后，系統(tǒng)會(huì)分析這種差異，對(duì)于薄弱的學(xué)生知識(shí)環(huán)節(jié)能使學(xué)生以文字和圖表的形式清楚地了解自己的問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的各種薄弱環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，參與綜合性學(xué)習(xí)和測(cè)試，直到通過(guò)。最后，在完成基于STSE理念的調(diào)查之后，教師將為不同的學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)不同學(xué)習(xí)單元的“診斷報(bào)告卡”。通過(guò)這份報(bào)告，可以評(píng)價(jià)和總結(jié)學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)過(guò)程?；赟TSE理念對(duì)分析學(xué)生在知識(shí)、能力、方法、弱點(diǎn)等方面的差異，幫助學(xué)生和教師了解真相。學(xué)生可以清楚地看到自己的問(wèn)題，有效地學(xué)習(xí)。同時(shí)，教師為每個(gè)學(xué)生選擇正確的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容，并采用不同的教學(xué)方法進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)，項(xiàng)目研究和綜合學(xué)習(xí)等提出的方法都是基于STSE理念，并根據(jù)實(shí)際情況和跨學(xué)科的問(wèn)題解決能力，促進(jìn)學(xué)生的成長(zhǎng)和發(fā)展。

總之，與傳統(tǒng)的物理教育相比，利用人工智能進(jìn)行物理STSE理念教育在許多方面更加關(guān)注學(xué)生的整體發(fā)展。它要求學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科的知識(shí)和方法，注重自主性與合作性的結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的知識(shí)關(guān)注社會(huì)問(wèn)題。

總結(jié)：隨著人工智能技術(shù)的不斷成熟，老師和學(xué)生也收到了很高的要求。正如人工智能已經(jīng)成為初級(jí)中學(xué)物理教育的工具一樣，教師需要學(xué)習(xí)人工智能，學(xué)生需要提高自己的學(xué)習(xí)意識(shí)。人工智能在初級(jí)中學(xué)物理教育中有一定的使用價(jià)值，但學(xué)生的創(chuàng)造價(jià)值和創(chuàng)造性思維的發(fā)展有明顯的局限性。在現(xiàn)實(shí)生活中，老師可以在某些情況下需要靈活變通，只有這樣才能將其中真正的價(jià)值體現(xiàn)出來(lái)，并未來(lái)根據(jù)學(xué)生的整體情況提供更多的幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]張亞鍇.現(xiàn)代教育技術(shù)及其在中學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用研究的可視化分析[D].洛陽(yáng)師范學(xué)院，2020.