初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的策略探索

摘 要：初中物理課程具有抽象性強(qiáng)、理論知識(shí)多等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)遇到一些困難。信息技術(shù)普及應(yīng)用的時(shí)代背景下，人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢和價(jià)值開始顯現(xiàn)，其既能幫助教師開展智能化教學(xué)服務(wù)和指導(dǎo)，又能降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。闡述了初中物理教學(xué)現(xiàn)存的一些問題，分析了初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的意義，探討了初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的策略。

關(guān)鍵詞：初中物理；智能化技術(shù)；深度融合；教學(xué)策略

作者簡介：黃永強(qiáng)（1981—），男，甘肅省臨洮縣洮陽初級(jí)中學(xué)。

在新時(shí)代背景下，教師將智能化技術(shù)與初中物理教學(xué)相融合，不僅可以解決目前初中物理教學(xué)存在的一些問題，還能進(jìn)一步發(fā)揮智能化技術(shù)對(duì)教學(xué)的促進(jìn)作用。因此，初中物理教師應(yīng)主動(dòng)學(xué)習(xí)智能化技術(shù)，同時(shí)研究其與課堂教學(xué)的深度融合策略，為學(xué)生提供更優(yōu)質(zhì)的智能化教學(xué)服務(wù)，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)有效性，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

一、初中物理教學(xué)現(xiàn)存的一些問題

首先，學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位沒有得到充分凸顯。在當(dāng)前的初中物理教學(xué)中，部分教師還處于教學(xué)主導(dǎo)地位，而學(xué)生仍處于被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，教師教什么，學(xué)生就學(xué)什么，這樣的教學(xué)沒有全面考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，很難培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，容易使學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)情緒。其次，教師的教學(xué)方式過于陳舊、單一。在信息技術(shù)普及應(yīng)用的時(shí)代背景下，部分教師還在沿用傳統(tǒng)的說教式教學(xué)模式，教學(xué)方法陳舊、單一，沒有意識(shí)到現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)教學(xué)的價(jià)值，也沒有將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，學(xué)習(xí)效果不夠好。最后，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不足。在初中物理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要。學(xué)生需要通過物理實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)理解一些物理現(xiàn)象和規(guī)律，探究物理知識(shí)的本質(zhì)。但目前，由于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備不足，部分學(xué)校的一些物理實(shí)驗(yàn)只能簡單開展或者無法開展，這影響了學(xué)生物理思維的發(fā)展，也影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

二、初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的意義

智能化技術(shù)主要是指利用人工智能、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜問題的有效解決以及對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化管理的一種技術(shù)。教師將初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合，能有效運(yùn)用智能化技術(shù)解決問題和優(yōu)化管理的能力來優(yōu)化初中物理教學(xué)設(shè)計(jì)與活動(dòng)設(shè)置，從而推動(dòng)初中物理教學(xué)質(zhì)量和水平的整體提升，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。具體來說，將初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的意義主要體現(xiàn)在提升教學(xué)效果、減輕教師負(fù)擔(dān)、提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力等方面。在提升教學(xué)效果方面，教師運(yùn)用智能化技術(shù)可以對(duì)學(xué)生的基本信息資料進(jìn)行系統(tǒng)化分析，從而確定學(xué)生當(dāng)前對(duì)物理學(xué)科知識(shí)的掌握程度以及形成的學(xué)習(xí)習(xí)慣等。在此基礎(chǔ)上，教師可為學(xué)生設(shè)計(jì)個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案，提供能有效滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求的教學(xué)服務(wù)。同時(shí)，教師運(yùn)用智能化技術(shù)還能給學(xué)生提供豐富的教學(xué)資源，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而提升教學(xué)效果。在減輕教師負(fù)擔(dān)方面，智能化技術(shù)可以幫助教師記錄、分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)成果等信息，并向教師推薦適合學(xué)生的學(xué)習(xí)資源和作業(yè)，輔助教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和安排學(xué)習(xí)活動(dòng)。這樣一來，可以有效減輕教師的工作壓力和負(fù)擔(dān)。在提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力方面，教師可以通過智能化技術(shù)向?qū)W生推送符合學(xué)生學(xué)習(xí)情況的學(xué)習(xí)資料，讓學(xué)生在智能化技術(shù)的幫助下自主預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，以此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)和能力［1］。

三、初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的策略

（一）重難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)智能化，降低學(xué)習(xí)難度

在初中物理教學(xué)中，重難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)一直是令教師頭疼的內(nèi)容，一是因?yàn)橹仉y點(diǎn)知識(shí)往往較為抽象，很難用語言文字簡單地進(jìn)行解釋；二是因?yàn)槲锢韺W(xué)科研究的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活關(guān)系密切，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)通常會(huì)聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行問題探索和分析，若學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)存在偏差，那么這部分知識(shí)的教學(xué)難度將明顯提高。而教師將重難點(diǎn)知識(shí)的教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合，能有效降低知識(shí)的學(xué)習(xí)難度，減輕自己的教學(xué)負(fù)擔(dān)。

智能化教學(xué)系統(tǒng)可以綜合分析教師上傳的學(xué)生的基本資料信息，然后提供個(gè)性化的教學(xué)資源。同時(shí)，智能化教學(xué)系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)跟蹤并分析學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)情況和效果，并給出個(gè)性化的教學(xué)優(yōu)化建議，幫助教師更有針對(duì)性地講解重難點(diǎn)知識(shí)，從而提高課堂教學(xué)有效性。

教師可通過智能化技術(shù)向?qū)W生發(fā)布自主學(xué)習(xí)任務(wù)和練習(xí)作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生先預(yù)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)知識(shí)并提出問題。這樣一來，學(xué)生在課堂上就能更有針對(duì)性地學(xué)習(xí)相應(yīng)知識(shí)。總之，重難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)智能化可以有效降低知識(shí)學(xué)習(xí)難度。

例如，在“平面鏡成像”一課的教學(xué)中，教學(xué)重點(diǎn)是平面鏡成像的基本原理和特點(diǎn)以及平面鏡成像規(guī)律的實(shí)驗(yàn)探究，教學(xué)難點(diǎn)是理解像與物的左右關(guān)系與其在生活中的應(yīng)用，以及利用光線追蹤圖解釋平面鏡成像的現(xiàn)象［2］。在教學(xué)這些重難點(diǎn)知識(shí)時(shí)，教師可以先利用智能化教學(xué)系統(tǒng)分析學(xué)生對(duì)“光的直線傳播”“光的反射”兩部分內(nèi)容的掌握程度，然后依據(jù)智能化教學(xué)系統(tǒng)給出的評(píng)估建議和教學(xué)資源設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。如：在教學(xué)平面鏡成像的基本原理時(shí)，教師可以微課動(dòng)態(tài)視頻的形式呈現(xiàn)知識(shí)，讓學(xué)生直觀感知光在平面鏡上發(fā)生反射的現(xiàn)象，深入理解入射光線、反射光線、法線、入射角和反射角的概念；在教學(xué)平面鏡成像的特點(diǎn)時(shí)，可以動(dòng)畫、圖片的形式呈現(xiàn)知識(shí)，以加深學(xué)生對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的印象；等等。通過這樣的教學(xué)，教師能有效降低重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）實(shí)施分層智能化教學(xué)，注重先學(xué)后教

教師要知道學(xué)生是存在個(gè)體差異的，運(yùn)用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即使講解得再細(xì)致，也會(huì)有部分學(xué)生不能完全掌握。為此，在初中物理教學(xué)中，教師應(yīng)尊重學(xué)生的個(gè)體差異，有效融合智能化技術(shù)，開展分層智能化教學(xué)。

首先，教師可通過智能化教學(xué)系統(tǒng)綜合評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)習(xí)慣及性格等，從而根據(jù)評(píng)估結(jié)果將學(xué)生合理分為學(xué)優(yōu)生、中等生、學(xué)困生三個(gè)層次。其次，教師可結(jié)合各層次學(xué)生的能力特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生提供有針對(duì)性的學(xué)習(xí)資源，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，注重先學(xué)后教，以縮小學(xué)生之間的學(xué)習(xí)差距，提高教學(xué)有效性。最后，教師可組織學(xué)生進(jìn)行小組內(nèi)的合作討論和分析，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

例如，在“物態(tài)變化”一課的教學(xué)中，教師便可以開展分層智能化教學(xué)。教師可先通過智能化教學(xué)系統(tǒng)將班級(jí)學(xué)生分為學(xué)優(yōu)生、中等生、學(xué)困生三個(gè)層次，并將三個(gè)層次的學(xué)生合理劃分為多個(gè)學(xué)習(xí)小組。接著，教師可根據(jù)智能化教學(xué)系統(tǒng)推薦的自主學(xué)習(xí)資源和教學(xué)建議布置層次化課前自主預(yù)習(xí)作業(yè)，這樣，學(xué)生便可接收到自己所在層次的自主學(xué)習(xí)資料。如，學(xué)優(yōu)生會(huì)收到“溫度”“熔化和凝固”“汽化和液化”“升華和凝華”四部分內(nèi)容的預(yù)習(xí)作業(yè)，需要對(duì)相應(yīng)知識(shí)、概念進(jìn)行系統(tǒng)分析，并繪制思維導(dǎo)圖，同時(shí)需要完成配套的練習(xí)作業(yè)，而中等生需要完成學(xué)優(yōu)生的預(yù)習(xí)作業(yè)任務(wù)，無需完成配套的練習(xí)作業(yè)［3］，學(xué)困生則只需要完成預(yù)習(xí)作業(yè)任務(wù)中的一部分。各層級(jí)的學(xué)生可通過智能化教學(xué)系統(tǒng)的小組互動(dòng)功能進(jìn)行學(xué)習(xí)討論，從而加深對(duì)知識(shí)的理解。

在學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)后，智能化教學(xué)系統(tǒng)可自動(dòng)評(píng)估學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和成果，并給出教學(xué)建議，而教師可結(jié)合這些信息重新優(yōu)化設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)，這樣不僅能有效減輕教師的教學(xué)壓力和負(fù)擔(dān)，還能為學(xué)生提供更有針對(duì)性的教學(xué)服務(wù)和支持，提升教學(xué)質(zhì)量。

（三）創(chuàng)設(shè)直觀形象的物理情境，構(gòu)建知識(shí)圖譜

直觀的物理情境能夠激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，降低抽象的物理概念、定律等知識(shí)的學(xué)習(xí)難度。知識(shí)圖譜作為一種學(xué)習(xí)工具，能幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)物理知識(shí)。在深度融合智能化技術(shù)的初中物理教學(xué)中，教師可以合理借助智能化技術(shù)創(chuàng)設(shè)直觀的物理情境，幫助學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)圖譜，提高課堂教學(xué)趣味性和有效性［4］。以“電功率”一課的教學(xué)為例。本課知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活關(guān)系密切，且內(nèi)容較多，教學(xué)難度較大。對(duì)此，教師可借助智能化技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)直觀形象的物理情境，以便學(xué)生將已學(xué)知識(shí)和新課知識(shí)聯(lián)系起來，構(gòu)建完善的知識(shí)圖譜。在實(shí)際教學(xué)中，教師可利用智能化教學(xué)系統(tǒng)中的“電燈發(fā)光”物理實(shí)驗(yàn)小視頻來創(chuàng)設(shè)直觀形象的物理情境：不同的電燈在接通電源以后會(huì)發(fā)出不同亮度的光，這種發(fā)光亮度不同的情況說明了什么？若從消耗電能的角度進(jìn)行分析，燈泡發(fā)光亮度不同又說明了什么？教師在創(chuàng)設(shè)物理情境的基礎(chǔ)上提出問題，可以引導(dǎo)學(xué)生回想已經(jīng)學(xué)過的電流、電壓和電阻的知識(shí)內(nèi)容。之后，教師可通過多媒體設(shè)備帶領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)圖譜，將涉及的知識(shí)內(nèi)容都寫入圖譜中，并進(jìn)行知識(shí)的梳理和探究。隨著學(xué)習(xí)內(nèi)容的增多，學(xué)生對(duì)“電功率”知識(shí)的理解也會(huì)逐漸加深。這樣的教學(xué)有助于學(xué)生進(jìn)入深度學(xué)習(xí)狀態(tài)，獲得良好的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。

（四）開展智能化的教學(xué)評(píng)估，保障教學(xué)效果

在初中物理教學(xué)中，教學(xué)評(píng)估作為教學(xué)的重要組成部分，也是可以實(shí)現(xiàn)智能化的。在傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)估中，教師往往通過試卷測試的方式來評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，進(jìn)而做出教學(xué)總結(jié)，確定教學(xué)方案。這樣的教學(xué)評(píng)估方式過于片面，并沒有充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，使得優(yōu)秀學(xué)生還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握的知識(shí)，中等生和學(xué)困生又難以學(xué)會(huì)自己沒有掌握的知識(shí)。造成這種情況的一個(gè)重要原因是教師只有一人，班級(jí)學(xué)生有幾十人，教師很難一對(duì)一地分析學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，并有針對(duì)性地提供個(gè)性化講解服務(wù)。面對(duì)這種情況，教師可充分利用智能化技術(shù)開展教學(xué)評(píng)估，對(duì)班級(jí)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的分析，確定每一名學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問題，并確定全班學(xué)生都存在的學(xué)習(xí)問題，然后開展有針對(duì)性的教學(xué)。例如，在“焦耳定律”一課的教學(xué)結(jié)束后，教師便可利用智能化技術(shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合性評(píng)估。比如，智能化評(píng)估結(jié)果顯示，班級(jí)中學(xué)優(yōu)生可以通過列舉生活中的實(shí)例來解釋電流的熱效應(yīng)，可以靈活運(yùn)用焦耳定律進(jìn)行習(xí)題計(jì)算，同時(shí)能在學(xué)習(xí)電熱的利用和防止知識(shí)時(shí)學(xué)會(huì)辯證地看待問題；中等生能了解生活中存在電流的熱效應(yīng)現(xiàn)象，但不會(huì)舉例說明，能運(yùn)用焦耳定律解決一些簡單問題，同時(shí)能初步了解電熱的利用和防止；學(xué)困生只了解電流的熱效應(yīng)、焦耳定律、電熱的利用和防止等基礎(chǔ)知識(shí)，但不會(huì)運(yùn)用。對(duì)此，教師可結(jié)合智能化評(píng)估結(jié)果和智能化教學(xué)建議，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容安排，并針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案，以幫助學(xué)生彌補(bǔ)不足，提高學(xué)習(xí)有效性。

結(jié)語

總而言之，目前初中物理教學(xué)中還存在一些問題，這些問題會(huì)影響學(xué)生的物理知識(shí)學(xué)習(xí)積極性和熱情，為此，教師要積極研究具體的解決對(duì)策。教師需要認(rèn)識(shí)到初中物理教學(xué)與智能化技術(shù)深度融合的意義，在重難點(diǎn)知識(shí)教學(xué)、課堂導(dǎo)入以及教學(xué)評(píng)估等環(huán)節(jié)合理運(yùn)用智能化技術(shù)，從而推動(dòng)課程教學(xué)改革，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。智能化技術(shù)與初中物理教學(xué)深度融合的策略還有很多，教師應(yīng)結(jié)合教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐進(jìn)行更深入的探索研究，以有效利用智能化技術(shù)提升教學(xué)質(zhì)量。

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