摘要：隨著技術(shù)的日益發(fā)達，人工智能的運用日益普遍。將其運用到中學的物理課堂中，人工智能技術(shù)可協(xié)助教師們共同創(chuàng)造物理情境，形成認知圖譜，并適時進行反饋與評估。不僅可以協(xié)助教師減少繁瑣的重復性的工作，將傳統(tǒng)教學融合促進學生的個性化學習行之有效，讓中學物理課堂更高效、更精細化。基于此，本文從人工智能技術(shù)角度出發(fā)，對當前初中物理教學過程中存在的問題進行分析并提出初中物理教學與智能化技術(shù)深度融合的有效策略，旨在為日后相關(guān)人員的研究提供參考性建議。

關(guān)鍵詞：初中物理;物理教學;人工智能技術(shù);教學融合

一、引言

在科技不斷發(fā)展的過程中人工智能得到了社會的廣泛重視，而將其運用在初中物理教學過程中，能夠有效輔助師生進行共同學習在針對性物理情境創(chuàng)設(shè)過程中，提高學生學習的積極性，并構(gòu)建相應(yīng)的知識圖譜，使學生的學習效能不斷提升。長期以來，人們一直強調(diào)關(guān)注學生的個性化學習，因此需要對教師因材施教，而一般初中教育又是以教育為中心，實行填鴨式教育，在當前應(yīng)試教育的大環(huán)境下，學校教育出來的人才也大都重書本輕于實際。教師要針對處在不同知識水平的學生，根據(jù)學生已掌握的學習能力和自身素養(yǎng)來提出個體化教學方法，是一個非常有困難的事。但是，當傳統(tǒng)思維和尖端科技沖擊，給中學物理教育提供了全新契機。

二、人工智能技術(shù)概述

人工智能技術(shù)作為一門新技術(shù)，被納入了計算機技術(shù)中的一些主要分支，包括圖像識別、機器人、語音識別等都屬于人工智能的不同體現(xiàn)，其本身所具備的收集能力、反應(yīng)能力、判斷能力等，能夠有效代替人類進行工作[1]。人工智能技術(shù)因為本身的特殊之處使其可以廣泛地應(yīng)用于各種應(yīng)用領(lǐng)域。首先，人工智能也具備認知能力，系統(tǒng)可以像人那樣借助鼻子、耳朵等感官認識外部世界，從而進行內(nèi)部與外部的溝通。其次，人工智能具有一定的思維邏輯，其內(nèi)在系統(tǒng)可以模仿人類思考的方式，運用相應(yīng)的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，開展信息的加工與發(fā)展，使內(nèi)部信息與外部信息能夠有效結(jié)合提升信息處理效能[2]。在此人工智能具有較強的學習能力，能夠在各種環(huán)境中獲得新鮮東西，捕捉新的知識點，并將其進行存儲和分析，使其在教學過程中改進自身認知框架。最后人工智能具有一定的行為能力能夠?qū)ν獠啃畔⒆龀黾皶r反應(yīng)，并且進行相應(yīng)的輸出。根據(jù)上述特征可知，若將人工智能運用在教學過程中，可以為物理學科提供強大的技術(shù)支撐，是初中物理教學方式更加優(yōu)化，從而達到深化教育改革的效果，實現(xiàn)交互式教學系統(tǒng)。

三、當前初中物理教學過程中存在的問題

（一）未能有效地發(fā)揮學生的主體地位

正在初中物理教學角度而言，教師在實際教學過程中，對于學生的主體地位較為忽視，致使整體課堂知識講解過程中未發(fā)揮有效的學生主體地位，使學生的學習主體意識逐漸弱化，并且在實際教學過程中，教師運用填鴨式方式使得學生受到傳統(tǒng)應(yīng)試教育影響，過于關(guān)注考試成績[3]。因此在初中物理教學過程中，教師不僅需要對學生進行知識的講解與教學，還需要花費大量的時間進行班級管理，使得學生在此種教學模式的運用下積極性大，打折扣無法展現(xiàn)自我，內(nèi)心所思所想，長此以往造成相應(yīng)的厭學心理，導致學習的積極性無法有效提升。

（二）教學方式過于傳統(tǒng)

初中物理課堂的教師往往無法采取有效的教育方式并加以點撥，也無法引發(fā)學生的學習興趣，學生們讀書的積極度并不高，復習效率也較差[4]。因此高中物理課程是相當重要的一個學科，但對于大多數(shù)高中學生而言，掌握起來卻相當吃力。中學物理有著很大的科學化、復雜化及其抽象性，自然讓他們?nèi)菀仔纬晌冯y情緒，所以如果是由于教師們不能通過合理的教育方法，激不起他們的學習積極性，那么他們將會不愿主動掌握物理學知識點，也不愿積極投入到學業(yè)之中。如果如此下去，將會極大降低他們的學習效果并且影響教學質(zhì)量，進而對中學物理課程教學的順利進行形成阻礙。

（三）物理實驗過程中的器具較少

中學物理學課程中實踐是最主要的內(nèi)容，是有助于學生更深入掌握和了解物理學基礎(chǔ)知識的重要途徑[5]。但就中國目前的教育環(huán)境分析，在中學物理教育中實踐操作性明顯欠缺，尤其是在中國教育資源分配不均的部分地區(qū)的中學，受教育條件的影響，中學物理實踐操作性也相對欠缺。更重要的是，由于中學物理教學主要是應(yīng)試教育，試卷也大都為紙質(zhì)試卷，沒有結(jié)合實踐作業(yè)，這些現(xiàn)象導致了教師在教學課堂中并不注重實踐課堂，也沒有實驗操作或?qū)嵺`教學活動，從而造成了學生的動手操作能力不強，也不利于干學生進一步了解物理現(xiàn)象。

四、初中物理教學與智能化技術(shù)深度融合的策略探索

（一）重點關(guān)注知識薄弱點，實現(xiàn)減負增效

現(xiàn)階段我國的教學過程中，由于受到傳統(tǒng)教育的影響，學生的課業(yè)壓力較重，受到了政府不同教育培訓部門的高度重視，致使減負工作成為教育部門發(fā)展中需要解決的問題，雖然政府也開展過各種方式的教育實驗活動，但減負增效還是未能反映出實際成效[6]。由于人工智能技術(shù)及大數(shù)據(jù)分析的到來，給降低成本提高效率帶來了新辦法及新思維。

在具體課程教學中，教師需要明確減負提效工作的具體內(nèi)容，而這里的為主要是指消減超過學生本身生理和心智發(fā)展水平所限制的學業(yè)任務(wù)，并減去了具體練習項目的一些枯燥無味且缺乏實際成效的作業(yè)練習[7]。為進一步提升實際工作成效，達到教學目標，教師應(yīng)有計劃的進行學生學習規(guī)劃，致使學生能夠有目標、有計劃的完成實際學習目標。基于此，教師應(yīng)將學生的學習特點進行全面了解，然后借助人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)進行分析，在規(guī)定的時間段內(nèi)進行學生成果的檢測，之后分析學生的學習水平，掌握學生的弱勢之處，進而進行針對性的知識講解，使學生可以在限定時期內(nèi)，并根據(jù)自身學習中存在的不足之處完成學業(yè)，從而真正達到了減負目的。

例如，在初中物理課堂教學結(jié)束之后，教師需要根據(jù)各個學生的實際情況，運用人工智能軟件進行個性化作業(yè)的推送，以此減少作業(yè)數(shù)量。與此同時，在實際教學的過程中，教師還應(yīng)根據(jù)學習需要布置一些課外內(nèi)容，以此調(diào)動學生自身的學習興趣。根據(jù)現(xiàn)階段的減負政策的實施和深化現(xiàn)狀可知，在具體學習的過程中，學生的作業(yè)量在不斷減少的同時學習質(zhì)量也在不斷提升，并且增加了課外活動時間，降低學生焦慮的學習情緒。而物理作為自然科學，實驗教學具有重要意義，但是部分物理實驗無法在課程中得到實際操作，此時教師可以運用人工智能系統(tǒng)進行物理實驗模擬，之后再利用大屏幕進行演示，學生在實際學習的過程中可以根據(jù)模擬實驗不斷進行實驗過程中和實驗知識學習，以此提升自身的學習效能。由此可見，將人工智能技術(shù)融合在初中物理的教學過程中，對于學生而言能有效地在減負的同時提升學生學習成效。

（二）進行因材施教，注重先學后教

根據(jù)我國具體教育改革要求和教育目的可知，在實際教學過程中，教師必須以學生為主體地位，并且其教育教學模式應(yīng)從傳統(tǒng)應(yīng)試教學逐漸轉(zhuǎn)向，信息化教學人工智能技術(shù)教學方向，致使整體教學課程呈現(xiàn)更為直觀立體，強化教師與學生之間的溝通性，從而提升學生的主體地位[8]?；诖?，教師在具體開展教學過程中運用先學后教的方式。首先，教師應(yīng)先運用人工智能軟件進行有效測評，之后對于課程中的主要內(nèi)容進行相應(yīng)的解析。其次，教師在解析后運用精講點評、分類訓練以及分組討論等方法根據(jù)學生需要進行個體化、針對性課堂教學，以此保障中學物理教學的針對性，達到因材施教的效果[9]。但是，因材施教的過程中重，需要教師對于班級的實際情況進行全面了解

首先利用人工智能評測，解析出課程的主要內(nèi)容，然后再運用，進行個體化的課堂教學，真正做到了中學物理的個體化教學和因材施教。因材施教的前提就在于全面了解整個班級的學習狀況，并掌握各個學生間的具體區(qū)別，而為了全面了解學生信息，應(yīng)改變傳統(tǒng)的教育技術(shù)手段，逐漸運用高新技術(shù)教學方式，通過人工智能分析和其他現(xiàn)代化技術(shù)來完成。

例如，在初中物理教學中，教師對《物態(tài)變化》這一章節(jié)內(nèi)容展開教學時，首先，應(yīng)提前準備與本節(jié)課程相關(guān)的練習題課件，之后在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)給學生提前預習，以便學生進行自主學習。其次，使用人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)對于學生們預習過的內(nèi)容進行審核和評論，給予學生自身預習進行反饋，而在此過程中教師能夠根據(jù)學生的課業(yè)了解自身教學中的不足之處，學生能夠根據(jù)教師的反饋，了解自身學習中的弱點并進行完善和優(yōu)化。與此同時，教師還可以運用人工智能手段針對學生的實際情況進行分析，并運用小組學習的方式細致劃分學生學習的內(nèi)容，并根據(jù)學生自身的特點使其負責相應(yīng)的學習模塊，之后再促使學生進行自主探究，對學習資料進行收集和梳理，以此提升課堂效率。

（三）創(chuàng)設(shè)物理情境，構(gòu)建知識圖譜

在中學的物理課程中，運用情景化方式教學，能夠有效啟發(fā)學生物理學習思維，從而提升自身物理知識理解能力[10]。由于在課堂教學過程中，教師為學生創(chuàng)造相應(yīng)的物理情景，因此學生探索物理知識的內(nèi)生動力，得到了一定的激發(fā)。傳統(tǒng)教學上，針對物理教學知識設(shè)置故事情景和教學情景，為使學生能夠更好地融入情境中去，教師可以利用以前已經(jīng)學習過的知識進行復習創(chuàng)造新的物理學習情境以及聯(lián)系生活實際事件引發(fā)學生情感共鳴等方式，實現(xiàn)引導學生思維立體發(fā)展的目標。若是在教師口頭描述的同時，運用人工智能虛擬具體的現(xiàn)實情景，以語音、圖像、音頻等多種形式把教師講述的現(xiàn)實情景展示在眼前，效果直接生動清晰，引人入勝。物理也是一種自然科學，實踐的意義不言而喻，但并不是一切的科學實驗都能夠?qū)嶋H進行操作，教師們便可以講科學實驗，過程枯燥無味。對于這一類實驗，教師們也可運用人工智能系統(tǒng)進行仿真或物理實驗，以提高教學趣味性。人工智能系統(tǒng)可按照教育總體目標，以及每位學生的實際智力發(fā)展水平構(gòu)建并完善物理模型，從而形成物理學認知圖譜，使學生能夠比較迅速精準地找到最適合自身的學習內(nèi)容，把因材施教原則落到實處。當使用人工智能系統(tǒng)的學員人數(shù)超過一定量后，他們的學習狀態(tài)便會在機器人系統(tǒng)上產(chǎn)生痕跡，通過這種痕跡并結(jié)合自己的數(shù)據(jù)進行加工，進而可以預知某一名學員后面的學業(yè)成績，從而智能化選擇最有利于他們發(fā)展的內(nèi)容。

例如，當學生正在解答輸出電功率的有關(guān)習題時，新一代人工智能操作系統(tǒng)就會針對當前學生對電輸出功率認識的掌握狀況提出難易程度適合當前學生能力水平的問題，以什么樣的類型考察學生更易于掌握，從而在盡可能長的時期里保持學生對當前認識的掌握狀況，從而便于學生查漏補缺，在以后還能夠針對當前學生的總體狀況進行更多的幫助。

（四）開展科學反饋與

傳統(tǒng)物理課堂教學過程中的反饋與評估主要是運用應(yīng)試試卷考核方式，進行最終結(jié)果的評判，在此過程中，教師與學生會根據(jù)考試成績以及考試例題進行問題分析和研究，以此找到學生學習過程中存在的誤區(qū)[11]。但是此種方式僅適用于一對一或是一對二等小班課堂教學，對于一般學校教育過程中的大課堂教學方式，教師無法進行有效的針對性教學反饋與評估，使得學生在實際學習過程中，無法針對自身問題進行調(diào)整，所看到的最終結(jié)果，僅僅為成績和分數(shù)。因此為改變此類教學弱點，在實際物理教學過程中，教師可以運用人工智能針對學校教學體系和教師教學模式進行反饋與評估。

例如，在九年級物理教學過程中，每當課程正式結(jié)束之后，學生可以運用新一代人工智能系統(tǒng)對自身一掌握的知識進行有效檢測，而該系統(tǒng)能夠在檢測后通過結(jié)果，分析學生的知識掌握情況以及薄弱環(huán)節(jié)，從而做到針對性分析，針對性管理，運用文本或表格等方式，使學生能夠清晰了解自身問題所在，并且知曉如何提升自身學習效能，解決學習問題，時期在有效復習和學習過程中，不斷強化自身物理知識積累效能，直至學生通過檢測成績之后，還有綜合練習和競賽拓展等模塊。

最后，系統(tǒng)會在完成課程之后根據(jù)不同的學生情況進行各個綜合練習模塊的相應(yīng)的診斷報告單。教師可以根據(jù)此診斷報告單，對學生的成長過程以及學習歷程進行全方位了解性評估，并給予相應(yīng)的評價報告，教師就能對教學期間學生的實際學習狀況進行全面了解，并有效知曉各個學生的學習情況運用的學習方法，以及各堂課程學習過程中，學生之間存在的差異，使學校和教師能夠根據(jù)學生真實情況開展有效的針對性教學。而學生在人工智能技術(shù)與物理學科融合過程中能夠明確地了解自身問題所在，掌握自身學習情況，配合教師積極整改自身在學習方面存在的不足，選取相應(yīng)的學習方式并，提升學生的實際學習效能，培養(yǎng)學生良好的物理學習習慣。

五、結(jié)束語

總而言之，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，其在各個領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。在教育教學過程中為提升教學效能，教師和學校應(yīng)針對學科特點，融合人工智能技術(shù)是學生在此教學背景下能夠強化自身學習能力。而教師也應(yīng)在實際教學過程中，能夠良好地運用人工智能技術(shù)和相關(guān)理論知識，使其成為物理教學過程中的重要工具，輔助和引導學生進行有效學習。雖然人工智能技術(shù)對于中學物理教學而言具有一定的促進作用，但是在學生科學價值觀培養(yǎng)以及思維能力發(fā)展方面，還存在著一定的局限性，因此教師在具體教學過程中應(yīng)根據(jù)實際教學情況進行經(jīng)過選擇。

作者單位：樊旭光? ? 甘肅省靜寧縣古城初級中學

參? 考? 文? 獻

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