高中物理教学中人工智能渗透运用探究

金星益

(江苏省常熟市尚湖高级中学 江苏苏州 215500)

在科技飞速发展的今天，我国已经步入了人工智能时代，对人工智能技术的应用，已经普及到社会的各个方面，人工智能技术的使用已经成为社会发展趋势。但是对于人工智能技术的融入，在课程教学方面还需要有更大的提高，不管是大数据采集与分析，个性化教学等，都能为教学课堂带来全新的教学方式。因此，如何将人工智能技术更有效地融入日常教学，是教育者应当考虑的一个重要事项。因此，本文根据人工智能的意义及作用，对高中物理教学进行简单的阐述。

一、人工智能的意义及现状

（一）人工智能的意义

人工智能是计算机科学的一个分支同时也是21世纪最尖端的科技之一，人工智能是研究开发。是用于模拟延伸和扩展人的智能理论，方法，技术以及应用系统的一门新的技术科学。其科技领域包含自然语言处理。计算机视觉，机器学习，自动推理知识表和机器人学等。人工智能与思维科学的关系是实践和理论关系，人工智能是思维科学的一个分支[1]。同时，人工智能已经在教育方面逐渐深入，其作用对于当代教育来说起是极其重要的，人工智能技术不仅能够辅助课堂教学且能对传统教学模式进行创新，使教育能够更形象更科学更丰富。还可以帮助学生更快更简单地理解教材知识，以及通过对人工智能科技的运用增强自身的学习能力。

（二）人工智能的现状

在教育领域中，人工智能虽然已经有了一定的普及，但是人工智能技术尚处于发展阶段，因此人工智能相关技术仍然能够得到更大的发展和更多的应用。斯坦福大学教授李飞飞曾在专栏文章中称：“尽管人工智能是由人类开发的，但具有讽刺意义的是人工智能根本不像人类。”就目前人工智能在学校中的应用而言，各种应用和平台都是弱人工智能，如智能微课辅导，智能阅卷等系统。尽管这些系统是相对较弱的人工智能，但是其对传统的教学模式也是有着很大的改变。

二、人工智能在高中物理课程体系中的应用实践

（一）辅助课堂教学

高中教学中有多种教学模式。以情景教学为例，课堂教学中为学生设置情景情能够激发学生学习物理的积极性，还能帮助学生较好地理解物理课程中相对抽象的知识，对学生的创造思维有重要意义，但在传统课堂中，教师一般是通过口述以及联系生活实际等方式为学生设置情境[2]。当人工智能技术融入到物理课堂教学当中时，创设情境不再是仅由教师口述，教师还可以利用人工智能技术模拟相对应的实际情景，让学生通过图片视频，音频等更形象具体的方式更清晰明确的了解教材中的知识。同时，在物理课程中，实验课程也是必不可少的，但是有可能因为条件限制，有的实验并不能够由学生亲自动手体验。此时人工智能技术能够很好地模拟并展现给学生相关的实验步骤以及实验结果，在让学生了解实验知识的同时能提高课堂教学质量。

（二）给予综合反馈和评价

传统的教学模式中，教师一般都是以应试考卷为准，通过学生的考试试卷发现问题并且给予学生评价，同时目前学校的教育模式都是大课堂教学无法做到一对一的教学反馈。教师只能根据试卷当中所发现的大部分问题进行讲解，无法兼顾所有人。对于学习能力较强的学生来说，其能够自主分析问题并且主动性较强，能够及时得到反馈。但还是有部分学生没有办法达到如此的要求。人工智能技术的出现，很好地解决了此问题。人工智能技术可以根据学生测试答题后的成绩及错题[3]，分析学生的知识薄弱点，能够以图片和文字的形式，对问题进行更详细的解答，同时能兼顾每一个学生对知识的理解程度，帮助学生和教师获得对自身最真实的评价和反馈，从而提高学生的学习效率，还能让教师根据反馈和评价对学生进行针对性的教学。

（三）提高学习效率

传统的教学模式大部分时间是教师在讲台上传授知识，通过粉笔，图片来给学生传输教材当中的知识点。而物理课程的内容相对较为枯燥和抽象，仅仅靠文字和图像来给学生传达知识相对来说比较低效，学生不容易理解并且也容易降低学生的学习兴趣。而人工智能技术的出现给教学带来了全新的教学模式[4]。人工智能技术可以利用计算机创造模拟环境，能将学生带入到一个三维的动态情景当中，做到“真实的身临其境”这种技术叫作虚拟现实技术也叫“VR”技术。通过VR技术教师可以带领学生到课堂中，亲身体验物理规律，将物理课程中的知识动态化的呈现给学生，并让学生以旁观者的视角，观察物理教材当中出现的知识以及规律，甚至是无法在学校当中操作的物理实验，从而让学生更加直观地了解物理知识的本质，增强学生的学习兴趣和学习效率，进一步提升课堂教学质量。

（四）拓宽知识来源

人工智能是以网络信息为基础的，人工智能能够将知识资源整合到一个共享的平台当中，学生能够通过平台学习到各种知识以及生活当中的常识，从而可以弥补课堂教学的单一性。拓宽学生的视野以及思维，在国家的倡导下新时代的学生应具有全面性，因此教师可以通过网络以及人工智能根据学生的兴趣，知识水平为学生筛选相关的课外知识，同时物理课程本身就是一门自然科学，教师应当注重培养学生的思维逻辑能力以及动手能力，此外学生还可以通过网络以及人工智能进行自主探索并且学习。人工智能技术的来临，让学生能够更轻易地从网络上获得自己想要的知识，同时拓宽学生的知识来源，因此通过人工智能，可以充分调动学生的学习兴趣。

三、人工智能技术的价值

（一）具有科技创新特色

人工智能的出现对于当代教育模式来说有着尤为明显的先进性和创新性，作为教育者不管是学校还是教师，都应重视人工智能技术带来的教育优势，人工智能技术不仅能够为学校营造良好的学习氛围，还能够在学校当中营造良好的创新环境，让学生通过人工智能技术提升自身的创新思维。比如在物理课程教学当中，可以让学生通过教材当中的知识，发挥自身的创新思维，并且结合人工智能技术，了解更多的知识，通过人工智能技术总结前人的实验经验，得到更合理更符合时代发展的创新想法。

（二）提高教师人工智能科技素养

在科技飞速发展的时代，人工智能融入教学，不管是对教师还是学生都是一个巨大的挑战，教师在人工智能科技的辅导下应该具备更好地教学素养，更丰富的知识储备，更多的教学手段以及更高效的课堂教学方法。教育部门应当建设有关于人工智能技术配套的培训，提高教师的相关专业水平，让教师能够更好地掌握人工智能技术，并用于日常教学中。

（三）促进学生全面发展

人工智能科技对当代课堂教学的辅助能力是毋庸置疑的，不管是提升教师的课堂教学质量，还是加强学生对知识理解能力以及解决问题的能力，人工智能科技的运用都有很好的效果。人工智能科技的出现不仅帮助学生拓宽了自身获取知识的渠道，还能让学生由浅入深、由易到难的了解课堂当中的知识。学生在日常生活中运用人工智能科技，不仅能增强自身解决问题的能力，还能在过程中锻炼自身的核心素养，更好地了解到世界科技的进步与发展，提升自身的创新思维，提升自身的能力，为今后自身的全面发展奠定基础。

（四）成为人才培养的摇篮

在现今时代下，人工智能已经逐渐充满在我们的日常生活当中，已经是当今社会必不可少的一部分。对教师来说，工通过人工智能科技制定更高效的学习计划，能更准确地把握学生的学习状态。对学生来说，能够更方便更快捷地获取到知识及生存技能。因此，新时代的教育模式应该更侧重于学生的全面发展能力，不能仅仅是停留在课本教材当中，在人工智能技术的辅助下，教师应当改变自身的教学方式和教学目标，应该以为社会培养更多更全面的人才为主。让学生能够充分的了解时代前沿的科技以及人工智能技术。让学生能够通过日常对人工智能技术的运用，充分发掘自身的潜力以及增强自身的能力。使其能成为当今时代所需要的人才。

四、结束语

综上所述，在科技飞速发展的时代以及人工智能技术的不断成熟，在其作用下，对教师对学生都有了更高更全面的要求。教师不仅要了解课本教材上的内容更要不断学习和掌握人工智能技术的相关知识，这样才能更好地提高教学质量。学生应该提高学习的自觉性，要让人工智能成为辅助自身成的重要工具，让自身具备更丰富的知识储备。人工智能技术对高中物理教学的助力是毋庸置疑的，能帮助教师丰富教学手段，还能让学生理解物理教材中抽象的知识点，更能够通过建设人工智能环境，提高学生的逻辑思维能力及创新能力。