《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》要求：“注重科學(xué)探究，倡導(dǎo)教學(xué)方式多樣化鼓勵(lì)教學(xué)中根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對(duì)象及教學(xué)資源等的實(shí)際情況，靈活選用教學(xué)方式，合理運(yùn)用信息技術(shù)。\"在新課標(biāo)推進(jìn)與人工智能技術(shù)快速發(fā)展的雙重驅(qū)動(dòng)下，教學(xué)方式的重構(gòu)成為基礎(chǔ)教育改革的重要命題?！? 教育”正在使教育發(fā)生重大的、可以說(shuō)是革命性的變革[]。以大語(yǔ)言模型為代表的生成式AI工具，如DeepSeek、Kimi、豆包等，憑借其強(qiáng)大的知識(shí)整合與文本生成能力，為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提供了技術(shù)支撐。如何科學(xué)有效地利用AI技術(shù)賦能項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，助力學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，成為當(dāng)前教學(xué)研究的重要議題。

一、構(gòu)建AI賦能的“設(shè)計(jì)·實(shí)踐·論證\"項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的關(guān)鍵是讓學(xué)習(xí)者在持續(xù)的、真實(shí)的、復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題下，借助各種資源展開探究，并在此過(guò)程中獲得知識(shí)、技能并達(dá)成素養(yǎng)目標(biāo)[2]。初中階段，隨著學(xué)生思維能力和實(shí)踐能力的提升，項(xiàng)自式學(xué)習(xí)逐步由以體驗(yàn)和展示為主的“設(shè)計(jì) + 展示”或“實(shí)踐 + 展示”模式，進(jìn)階為更強(qiáng)調(diào)思維深度與過(guò)程優(yōu)化的“設(shè)計(jì) + 實(shí)踐 + 論證”模式。特別是那些聚焦于解決真實(shí)復(fù)雜問(wèn)題、注重方案生成與持續(xù)優(yōu)化的項(xiàng)目，更需要系統(tǒng)地經(jīng)歷設(shè)計(jì)、實(shí)踐、論證三個(gè)階段，以實(shí)現(xiàn)從項(xiàng)目學(xué)習(xí)到素養(yǎng)提升的轉(zhuǎn)化。

AI賦能的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，繼承了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)“以學(xué)生為中心、以任務(wù)為載體、以探究為路徑\"的基本特征，融人了AI在文本生成、資源推送、虛擬實(shí)驗(yàn)、評(píng)價(jià)論證等方面的技術(shù)支持，提升了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)效率與學(xué)生參與度，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與高階思維能力的協(xié)同發(fā)展。對(duì)初中階段的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)而言，AI在設(shè)計(jì)、實(shí)踐、論證三個(gè)階段的主要作用分別如下。

（一）設(shè)計(jì)階段：AI引導(dǎo)下的“方案創(chuàng)構(gòu)”

設(shè)計(jì)階段是學(xué)生圍繞真實(shí)問(wèn)題開展方案思考與任務(wù)策劃的重要階段，聚焦問(wèn)題定義、目標(biāo)設(shè)定、資源規(guī)劃與方法選擇。作為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，該階段通過(guò)“方案創(chuàng)構(gòu)”指導(dǎo)實(shí)踐，并依賴“組內(nèi)調(diào)整”實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，注重提升學(xué)生的分析、評(píng)價(jià)與創(chuàng)造能力。引入生成式AI可輔助探究構(gòu)思、任務(wù)分解與資源推薦，借助AI協(xié)同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度可視化與任務(wù)協(xié)同，全面增強(qiáng)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)與把控的能力。

（二）實(shí)踐階段：AI支持下的“智能實(shí)施”

實(shí)踐階段是將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的關(guān)鍵階段，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、調(diào)研、建模與多輪測(cè)試，在操作反饋與迭代中驗(yàn)證方案的可行性，深化理論與實(shí)踐的融合。這一階段的教學(xué)要聚焦實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)據(jù)建模與結(jié)論形成，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐力與創(chuàng)造力的協(xié)同發(fā)展。借助AI，學(xué)生可通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)突破現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的限制，利用圖像與音頻識(shí)別高效采集數(shù)據(jù)，借助算法工具進(jìn)行分析建模，并通過(guò)語(yǔ)義識(shí)別生成結(jié)構(gòu)化報(bào)告。借助AI，學(xué)生可更好地從“做中學(xué)\"走向“研中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能力的深度躍遷。

（三）論證階段：AI融入下的“證據(jù)表達(dá)”

論證階段指的是對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行交流、討論和評(píng)價(jià)的復(fù)雜過(guò)程，論證主要由主張及其理由所組成[3]。論證階段是項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的收束階段，涵蓋匯報(bào)展示、評(píng)價(jià)論證與作出改進(jìn)三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，核心在于通過(guò)“主張一理由一證據(jù)”的邏輯結(jié)構(gòu)，要求學(xué)生在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上形成結(jié)論，并通過(guò)結(jié)構(gòu)化匯報(bào)展示研究過(guò)程與成果。AI文本生成與可視化工具可協(xié)助學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，生成模型圖表與對(duì)比分析，優(yōu)化展示邏輯。同時(shí)，借助智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)輔助并推動(dòng)學(xué)生間互評(píng)與教師診斷，強(qiáng)化反饋機(jī)制，可使學(xué)生在多輪表達(dá)、反思與修改中，逐步提升科學(xué)表達(dá)與論證能力。

上面所述是AI對(duì)三個(gè)階段的分別賦能，但實(shí)際上，AI支持下的這三個(gè)階段并不是割裂存在的，而是形成一個(gè)遞進(jìn)循環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這樣，伴隨問(wèn)題的不斷迭代，可引導(dǎo)學(xué)生在思維和能力上持續(xù)進(jìn)階，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的完整閉環(huán)與學(xué)生素養(yǎng)的持續(xù)生長(zhǎng)。由此，筆者在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，融合建構(gòu)主義理論、人機(jī)協(xié)同理論與成功智力理論，構(gòu)建了AI賦能的“設(shè)計(jì)·實(shí)踐·論證”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式（如圖1所示）。從布盧姆教育目標(biāo)分類4來(lái)看，該模式能推動(dòng)學(xué)生認(rèn)知從記憶、理解向分析、評(píng)價(jià)與創(chuàng)造遞進(jìn)；從斯滕伯格成功智力理論5來(lái)看，該模式能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、實(shí)踐性與分析性智力，提升其綜合能力。

二、基于AI賦能的“設(shè)計(jì)·實(shí)踐·論證\"項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式的教學(xué)實(shí)施

筆者以人教版義務(wù)教育教科書《物理》八年級(jí)上冊(cè)中的《制作隔音房間模型》為母本，結(jié)合相鄰教室噪音互擾的真實(shí)情境，設(shè)計(jì)“隔音教室”項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生探究教室隔音改造方案在傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生會(huì)面臨四大困境：對(duì)聲音傳播機(jī)制理解零散；變量控制意識(shí)薄弱；材料選擇缺乏科學(xué)依據(jù)；數(shù)據(jù)處理與模型優(yōu)化能力不足。而運(yùn)用AI賦能的“設(shè)計(jì)·實(shí)踐·論證”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式實(shí)施教學(xué)，通過(guò)AI在方案設(shè)計(jì)、實(shí)踐深化和成果論證等方面的支持，可有效破解這些困境，推動(dòng)學(xué)生從“淺嘗試”走向\"深探究”。

（一）AI賦能的方案設(shè)計(jì)路徑

在設(shè)計(jì)階段，AI技術(shù)可為問(wèn)題定義、目標(biāo)設(shè)定、資源規(guī)劃、方法選擇、擬定方案等關(guān)鍵環(huán)節(jié)提供系統(tǒng)支持，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)起點(diǎn)，豐富教學(xué)資源，提升任務(wù)規(guī)劃的科學(xué)性與個(gè)性化水平，具體如下。

1.AI支持問(wèn)題定義

筆者引導(dǎo)學(xué)生口述教室噪聲互擾問(wèn)題，再借助AI工具（如Kimi、DeepSeek）識(shí)別聲音并結(jié)合相關(guān)知識(shí)，將主問(wèn)題定義為“設(shè)計(jì)一間隔音效果良好，不會(huì)對(duì)其他教室產(chǎn)生影響的教室”，然后繼續(xù)利用AI互動(dòng)，提煉出“隔音效果影響因素”“互不干擾的分貝標(biāo)準(zhǔn)”“常見隔音技術(shù)”等具有探究?jī)r(jià)值的子問(wèn)題，從而明確研究方向。

2.AI支持目標(biāo)設(shè)定

在明確探究問(wèn)題的基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生借助AI文本生成功能，從“知識(shí)一技能一實(shí)踐一創(chuàng)新”四個(gè)維度設(shè)定任務(wù)目標(biāo)。同時(shí)，AI智庫(kù)可推送相關(guān)案例，助力學(xué)生精準(zhǔn)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)。例如，借助AI，學(xué)生可針對(duì)問(wèn)題“影響教室隔音效果的因素有哪些”設(shè)置如下學(xué)習(xí)目標(biāo)。

知識(shí)自標(biāo)：構(gòu)建“傳音—隔音”知識(shí)圖譜，掌握聲音傳播的條件和防治噪聲的基本原理與方法。

技能目標(biāo)：會(huì)使用分貝儀，具備設(shè)計(jì)控制變量實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)表格與曲線圖的能力。

實(shí)踐目標(biāo)：能根據(jù)設(shè)計(jì)方案合理選擇材料，規(guī)劃項(xiàng)目步驟，統(tǒng)籌團(tuán)隊(duì)分工與時(shí)間安排，有效開展模型制作。

創(chuàng)新目標(biāo)：基于聲波的衰減、反射、干涉等物理原理，提出具有獨(dú)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)方案。

3.AI支持資源規(guī)劃

AI可根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)智能匹配與推送所需資源，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)資源獲取的高效化與精準(zhǔn)化。如AI可推薦TinkerCAD進(jìn)行教室結(jié)構(gòu)的三維建模，推薦COMSOL仿真模擬不同材料的隔音性能，借助AI分析工具，學(xué)生可對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對(duì)比與評(píng)估。同時(shí)，AI還可整合并推送聲學(xué)原理、實(shí)驗(yàn)技巧與實(shí)踐案例等在線學(xué)習(xí)資源。通過(guò)AI賦能，資源規(guī)劃從傳統(tǒng)的、靜態(tài)的點(diǎn)位提取轉(zhuǎn)向自適應(yīng)的、動(dòng)態(tài)的智能分發(fā)，為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提供全過(guò)程、多維度的支持與保障。

4.AI支持方法選擇

教室隔音效果受空間的大小、密閉性，墻體與門窗的材質(zhì)等多種因素影響，變量復(fù)雜，關(guān)系交織。因此，筆者引導(dǎo)學(xué)生借助AI分析工具，對(duì)各探究要素的相關(guān)性與可測(cè)性進(jìn)行智能評(píng)估，輔助判斷實(shí)驗(yàn)方案的可行性與優(yōu)劣。例如，AI可基于輸人的數(shù)據(jù)與已有案例，分析不同變量對(duì)隔音效果的影響程度，識(shí)別關(guān)鍵變量，并模擬不同實(shí)驗(yàn)路徑的結(jié)果預(yù)測(cè)。學(xué)生據(jù)此可優(yōu)化測(cè)量方法，合理設(shè)置自變量并控制無(wú)關(guān)變量，提升方案的科學(xué)性與可行性。

5.AI支持?jǐn)M定方案

在整合問(wèn)題、目標(biāo)、資源與方法的基礎(chǔ)上，筆者引導(dǎo)學(xué)生借助如UMN智能平臺(tái)等，生成清晰的任務(wù)流程圖、項(xiàng)目時(shí)間表與團(tuán)隊(duì)分工表，理順實(shí)踐路徑，明確執(zhí)行節(jié)奏，從而擬定方案。同時(shí)，AI項(xiàng)目管理系統(tǒng)可基于學(xué)生輸入的進(jìn)度數(shù)據(jù)與任務(wù)完成情況，實(shí)時(shí)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)節(jié)點(diǎn)并提供動(dòng)態(tài)優(yōu)化建議，幫助學(xué)生及時(shí)調(diào)整方案，保障項(xiàng)目有序推進(jìn)。

（二）AI賦能的實(shí)踐深化路徑

在實(shí)踐階段，AI可深度介人實(shí)驗(yàn)探究、數(shù)據(jù)建模、形成結(jié)論三個(gè)環(huán)節(jié)，以提升學(xué)生的探究效率、數(shù)據(jù)素養(yǎng)與建模能力，推動(dòng)其由“動(dòng)手做”向“深度思\"轉(zhuǎn)變。

1.AI虛擬實(shí)驗(yàn)賦能實(shí)驗(yàn)探究，突破操作 壁壘

筆者通過(guò)AI構(gòu)建虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教室（如圖2所示），為學(xué)生模擬教室聲學(xué)特性與隔音材料性能提供操作平臺(tái)，從而突破現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的限制。學(xué)生可動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)，觀察聲波變化，深化對(duì)聲學(xué)原理的理解，提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與精準(zhǔn)度。

2.AI圖像識(shí)別驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)建模，提升科學(xué)探究深度

筆者指導(dǎo)學(xué)生借助圖像識(shí)別工具，準(zhǔn)確記錄噪聲在不同材料、結(jié)構(gòu)下的衰減變化，然后結(jié)合變量控制原則，建立隔音效果與材料屬性等因素之間的函數(shù)關(guān)系，使學(xué)生初步形成建模意識(shí)。AI還可自動(dòng)生成數(shù)據(jù)表（如表1所示）與降噪曲線（如圖3所示）。需要注意的是，教師要引導(dǎo)學(xué)生借助現(xiàn)實(shí)模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行二次驗(yàn)證，這樣可在強(qiáng)化數(shù)據(jù)解釋與結(jié)論推導(dǎo)能力的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生理性分析AI生成的結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能的審辯性思維與科學(xué)判斷力。

3.AI語(yǔ)義識(shí)別助力形成結(jié)論，推動(dòng)論證思維發(fā)展

AI不僅可提供操作支持，而且可通過(guò)語(yǔ)義識(shí)別追蹤過(guò)程、分析行為，生成數(shù)據(jù)報(bào)告，形成結(jié)論，助力教師精準(zhǔn)指導(dǎo)與學(xué)生自我調(diào)控。在AI輔助下，實(shí)踐成為基于證據(jù)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化過(guò)程，推動(dòng)學(xué)生論證思維的發(fā)展，為后續(xù)論證打下基礎(chǔ)。

（三）AI賦能的成果論證路徑

在成果論證階段，AI技術(shù)可深度支持匯報(bào)展示、評(píng)價(jià)論證、作出改進(jìn)三大任務(wù)，助力學(xué)生構(gòu)建觀點(diǎn)表達(dá)框架，強(qiáng)化證據(jù)意識(shí)，發(fā)展邏輯推理思維與科學(xué)評(píng)價(jià)能力，推動(dòng)高階思維持續(xù)提升。

1.AI支持多模態(tài)匯報(bào)展示：促進(jìn)觀點(diǎn)建構(gòu)與邏輯清晰呈現(xiàn)

借助文本生成、圖像可視化和視頻合成工具（如豆包、可靈AI、即夢(mèng)AI等），學(xué)生能更清晰地梳理探究過(guò)程、提煉核心觀點(diǎn)，并通過(guò)模型演示與可視化方案對(duì)比，提升成果匯報(bào)展示的邏輯性、說(shuō)服力與科學(xué)性。

2.AI驅(qū)動(dòng)多元評(píng)價(jià)論證：提升證據(jù)意識(shí)與 論證邏輯

在交流評(píng)價(jià)中，AI可結(jié)合教師評(píng)分、同伴互評(píng)與自動(dòng)診斷，融合自然語(yǔ)言處理和AI智能平臺(tái)生成反饋建議，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)表達(dá)偏差、補(bǔ)充論據(jù)、優(yōu)化論證過(guò)程。例如，借助AI工具生成評(píng)價(jià)表量化成果表現(xiàn)（如表2所示），提升學(xué)生的證據(jù)意識(shí)與論證邏輯。

3.AI引導(dǎo)作出改進(jìn)：構(gòu)建證據(jù)鏈，完善推理結(jié)構(gòu)

借助AI智能體，教師可動(dòng)態(tài)生成學(xué)生的學(xué)習(xí)行為畫像，追蹤學(xué)生的思維關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，識(shí)別學(xué)生在推理過(guò)程中的邏輯漏洞與表達(dá)盲區(qū)。例如，利用豆包輸入隔音教室模型的評(píng)價(jià)維度，構(gòu)建具備專業(yè)判斷力的“評(píng)估專家”數(shù)字人，對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目成果進(jìn)行智能診斷與反饋。AI不僅能識(shí)別論證中的證據(jù)不足、推理跳躍等問(wèn)題，還能提供有針對(duì)性的修改建議，幫助學(xué)生回顧思路、查漏補(bǔ)缺、優(yōu)化方案，進(jìn)而推動(dòng)模型的重構(gòu)與提升。在持續(xù)交互中，學(xué)生可逐步建立起“證據(jù)—理由一觀點(diǎn)\"的完整推理鏈條，從而使論證更加嚴(yán)密有據(jù)，提升批判性思維與邏輯思維。

三、實(shí)踐反思

實(shí)踐表明，AI為教師提供了有力的技術(shù)支持。AI不僅能精準(zhǔn)識(shí)別學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和思維瓶頸，還能優(yōu)化任務(wù)流程，幫助學(xué)生提升問(wèn)題識(shí)別、方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析與科學(xué)論證等綜合能力。AI賦能的“設(shè)計(jì)·實(shí)踐·論證”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施，拓展了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施空間，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新思維的協(xié)同發(fā)展，充分展現(xiàn)了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的育人價(jià)值。

然而，AI技術(shù)的廣泛應(yīng)用也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)與隱憂。由于其強(qiáng)大的發(fā)散性，若缺乏有效引導(dǎo)，項(xiàng)目任務(wù)很容易偏離學(xué)科本位，教學(xué)目標(biāo)也可能在技術(shù)驅(qū)動(dòng)中變得模糊不清。因此，初中物理學(xué)科的項(xiàng)目設(shè)計(jì)必須始終立足物理核心素養(yǎng)，聚焦變量控制、數(shù)據(jù)分析、模型建構(gòu)等關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。另外，過(guò)度使用AI技術(shù)可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生思維鈍化，信息繭房可能會(huì)桎梏學(xué)生的認(rèn)知范圍，減少人際互動(dòng)的需求，技術(shù)的依賴性可能導(dǎo)致創(chuàng)造性被弱化的風(fēng)險(xiǎn)[6。教師在教學(xué)過(guò)程中需科學(xué)把握AI的輔助角色，明確其“支持而非替代\"的功能定位，尤其在關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生審辯性思維的引導(dǎo)與干預(yù)，引導(dǎo)學(xué)生在人與技術(shù)的協(xié)同中實(shí)現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的提升。

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