高中物理教學中人工智能滲透運用探究

金星益

(江蘇省常熟市尚湖高級中學 江蘇蘇州 215500)

在科技飛速發展的今天，我國已經步入了人工智能時代，對人工智能技術的應用，已經普及到社會的各個方面，人工智能技術的使用已經成為社會發展趨勢。但是對于人工智能技術的融入，在課程教學方面還需要有更大的提高，不管是大數據采集與分析，個性化教學等，都能為教學課堂帶來全新的教學方式。因此，如何將人工智能技術更有效地融入日常教學，是教育者應當考慮的一個重要事項。因此，本文根據人工智能的意義及作用，對高中物理教學進行簡單的闡述。

一、人工智能的意義及現狀

（一）人工智能的意義

人工智能是計算機科學的一個分支同時也是21世紀最尖端的科技之一，人工智能是研究開發。是用于模擬延伸和擴展人的智能理論，方法，技術以及應用系統的一門新的技術科學。其科技領域包含自然語言處理。計算機視覺，機器學習，自動推理知識表和機器人學等。人工智能與思維科學的關系是實踐和理論關系，人工智能是思維科學的一個分支[1]。同時，人工智能已經在教育方面逐漸深入，其作用對于當代教育來說起是極其重要的，人工智能技術不僅能夠輔助課堂教學且能對傳統教學模式進行創新，使教育能夠更形象更科學更豐富。還可以幫助學生更快更簡單地理解教材知識，以及通過對人工智能科技的運用增強自身的學習能力。

（二）人工智能的現狀

在教育領域中，人工智能雖然已經有了一定的普及，但是人工智能技術尚處于發展階段，因此人工智能相關技術仍然能夠得到更大的發展和更多的應用。斯坦福大學教授李飛飛曾在專欄文章中稱：“盡管人工智能是由人類開發的，但具有諷刺意義的是人工智能根本不像人類。”就目前人工智能在學校中的應用而言，各種應用和平臺都是弱人工智能，如智能微課輔導，智能閱卷等系統。盡管這些系統是相對較弱的人工智能，但是其對傳統的教學模式也是有著很大的改變。

二、人工智能在高中物理課程體系中的應用實踐

（一）輔助課堂教學

高中教學中有多種教學模式。以情景教學為例，課堂教學中為學生設置情景情能夠激發學生學習物理的積極性，還能幫助學生較好地理解物理課程中相對抽象的知識，對學生的創造思維有重要意義，但在傳統課堂中，教師一般是通過口述以及聯系生活實際等方式為學生設置情境[2]。當人工智能技術融入到物理課堂教學當中時，創設情境不再是僅由教師口述，教師還可以利用人工智能技術模擬相對應的實際情景，讓學生通過圖片視頻，音頻等更形象具體的方式更清晰明確的了解教材中的知識。同時，在物理課程中，實驗課程也是必不可少的，但是有可能因為條件限制，有的實驗并不能夠由學生親自動手體驗。此時人工智能技術能夠很好地模擬并展現給學生相關的實驗步驟以及實驗結果，在讓學生了解實驗知識的同時能提高課堂教學質量。

（二）給予綜合反饋和評價

傳統的教學模式中，教師一般都是以應試考卷為準，通過學生的考試試卷發現問題并且給予學生評價，同時目前學校的教育模式都是大課堂教學無法做到一對一的教學反饋。教師只能根據試卷當中所發現的大部分問題進行講解，無法兼顧所有人。對于學習能力較強的學生來說，其能夠自主分析問題并且主動性較強，能夠及時得到反饋。但還是有部分學生沒有辦法達到如此的要求。人工智能技術的出現，很好地解決了此問題。人工智能技術可以根據學生測試答題后的成績及錯題[3]，分析學生的知識薄弱點，能夠以圖片和文字的形式，對問題進行更詳細的解答，同時能兼顧每一個學生對知識的理解程度，幫助學生和教師獲得對自身最真實的評價和反饋，從而提高學生的學習效率，還能讓教師根據反饋和評價對學生進行針對性的教學。

（三）提高學習效率

傳統的教學模式大部分時間是教師在講臺上傳授知識，通過粉筆，圖片來給學生傳輸教材當中的知識點。而物理課程的內容相對較為枯燥和抽象，僅僅靠文字和圖像來給學生傳達知識相對來說比較低效，學生不容易理解并且也容易降低學生的學習興趣。而人工智能技術的出現給教學帶來了全新的教學模式[4]。人工智能技術可以利用計算機創造模擬環境，能將學生帶入到一個三維的動態情景當中，做到“真實的身臨其境”這種技術叫作虛擬現實技術也叫“VR”技術。通過VR技術教師可以帶領學生到課堂中，親身體驗物理規律，將物理課程中的知識動態化的呈現給學生，并讓學生以旁觀者的視角，觀察物理教材當中出現的知識以及規律，甚至是無法在學校當中操作的物理實驗，從而讓學生更加直觀地了解物理知識的本質，增強學生的學習興趣和學習效率，進一步提升課堂教學質量。

（四）拓寬知識來源

人工智能是以網絡信息為基礎的，人工智能能夠將知識資源整合到一個共享的平臺當中，學生能夠通過平臺學習到各種知識以及生活當中的常識，從而可以彌補課堂教學的單一性。拓寬學生的視野以及思維，在國家的倡導下新時代的學生應具有全面性，因此教師可以通過網絡以及人工智能根據學生的興趣，知識水平為學生篩選相關的課外知識，同時物理課程本身就是一門自然科學，教師應當注重培養學生的思維邏輯能力以及動手能力，此外學生還可以通過網絡以及人工智能進行自主探索并且學習。人工智能技術的來臨，讓學生能夠更輕易地從網絡上獲得自己想要的知識，同時拓寬學生的知識來源，因此通過人工智能，可以充分調動學生的學習興趣。

三、人工智能技術的價值

（一）具有科技創新特色

人工智能的出現對于當代教育模式來說有著尤為明顯的先進性和創新性，作為教育者不管是學校還是教師，都應重視人工智能技術帶來的教育優勢，人工智能技術不僅能夠為學校營造良好的學習氛圍，還能夠在學校當中營造良好的創新環境，讓學生通過人工智能技術提升自身的創新思維。比如在物理課程教學當中，可以讓學生通過教材當中的知識，發揮自身的創新思維，并且結合人工智能技術，了解更多的知識，通過人工智能技術總結前人的實驗經驗，得到更合理更符合時代發展的創新想法。

（二）提高教師人工智能科技素養

在科技飛速發展的時代，人工智能融入教學，不管是對教師還是學生都是一個巨大的挑戰，教師在人工智能科技的輔導下應該具備更好地教學素養，更豐富的知識儲備，更多的教學手段以及更高效的課堂教學方法。教育部門應當建設有關于人工智能技術配套的培訓，提高教師的相關專業水平，讓教師能夠更好地掌握人工智能技術，并用于日常教學中。

（三）促進學生全面發展

人工智能科技對當代課堂教學的輔助能力是毋庸置疑的，不管是提升教師的課堂教學質量，還是加強學生對知識理解能力以及解決問題的能力，人工智能科技的運用都有很好的效果。人工智能科技的出現不僅幫助學生拓寬了自身獲取知識的渠道，還能讓學生由淺入深、由易到難的了解課堂當中的知識。學生在日常生活中運用人工智能科技，不僅能增強自身解決問題的能力，還能在過程中鍛煉自身的核心素養，更好地了解到世界科技的進步與發展，提升自身的創新思維，提升自身的能力，為今后自身的全面發展奠定基礎。

（四）成為人才培養的搖籃

在現今時代下，人工智能已經逐漸充滿在我們的日常生活當中，已經是當今社會必不可少的一部分。對教師來說，工通過人工智能科技制定更高效的學習計劃，能更準確地把握學生的學習狀態。對學生來說，能夠更方便更快捷地獲取到知識及生存技能。因此，新時代的教育模式應該更側重于學生的全面發展能力，不能僅僅是停留在課本教材當中，在人工智能技術的輔助下，教師應當改變自身的教學方式和教學目標，應該以為社會培養更多更全面的人才為主。讓學生能夠充分的了解時代前沿的科技以及人工智能技術。讓學生能夠通過日常對人工智能技術的運用，充分發掘自身的潛力以及增強自身的能力。使其能成為當今時代所需要的人才。

四、結束語

綜上所述，在科技飛速發展的時代以及人工智能技術的不斷成熟，在其作用下，對教師對學生都有了更高更全面的要求。教師不僅要了解課本教材上的內容更要不斷學習和掌握人工智能技術的相關知識，這樣才能更好地提高教學質量。學生應該提高學習的自覺性，要讓人工智能成為輔助自身成的重要工具，讓自身具備更豐富的知識儲備。人工智能技術對高中物理教學的助力是毋庸置疑的，能幫助教師豐富教學手段，還能讓學生理解物理教材中抽象的知識點，更能夠通過建設人工智能環境，提高學生的邏輯思維能力及創新能力。