利用人工智能圖像識別功能賦能盲校物理探究式教學

【中圖分類號】 G761

【作者簡介】，中小學高級教師，（，）。

盲校物理教學常常涉及力學示意圖、光學路徑圖、電子電路圖等圖像化內容。教材中的觸摸圖形數(shù)量有限且難以完整復現(xiàn)信息量大的復雜圖形，無法充分滿足盲生物理學習中識圖的需要。圖像描述作為有效的圖像轉化方式，可成為觸摸圖形的重要補充。盲校物理教師在探究式教學中可以應用人工智能(以下簡稱“AI”圖像識別功能，提高圖像描述的撰寫效率，讓描述內容更加全面具體，從而滿足盲生的學習需要。

一、生成學習資源，豐富課堂教學內容

AI圖像識別功能能夠為盲生生成豐富的學習資源，支持他們更好地理解和掌握物理知識。教師可使用AI圖像識別功能對教材和習題中的情景圖進行描述，并將上下文或題干相關內容一并輸入，獲取圖中事物的背景信息，進一步豐富課堂教學內容。圖像描述的深度和呈現(xiàn)方式可以根據(jù)盲生的殘余視力與認知能力進行個性化調整。在全盲生使用觸摸圖形時，教師可以增加必要的圖像描述或補充觸摸圖形中未能呈現(xiàn)的內容，幫助其更好地理解；在低視力學生使用助視設備觀察實驗和放大教材時，教師可在學習資料中補充必要的圖像描述，以避免其遺漏關鍵細節(jié)。

例如，Kimi智能助手的圖像識別功能可以對實驗裝置圖進行清晰描述，識別出圖中實驗裝置的每個組成部分，描述其作用和位置關系，以及實驗裝置的設計目的和功能；對坐標圖的描述也很詳盡，包括橫軸、縱軸表示的物理量及其單位，每段圖線的時間間隔、趨勢、位移、運動狀態(tài)，以及能夠求解的物理量的計算結果。在教學中，教師使用Kimi智能助手對示意圖中的物體進行受力分析（包括受力物體受到的力的方向和大小），Kimi智能助手根據(jù)受力物體的狀態(tài)，列出物體各個方向上力的平衡方程或動力學方程，為盲生提供豐富的細節(jié)描述。

AI圖像識別功能極大降低了圖像描述的時間成本，顯著提高了圖像描述的撰寫效率。高精度、一致性的描述減少了因主觀因素導致的偏差，提高了圖像描述的整體質量。教師的角色也隨之發(fā)生了轉變，由作者變?yōu)榫庉嫛Ｔ跈z驗AI圖像描述的正確性、增刪描述內容的同時，教師可適當提升圖像描述的語義豐富性和創(chuàng)造力，使其傳遞的信息更加有效、精準、易理解。

二、總結提煉經驗，提升圖像識別的有效性

AI圖像識別結果并不是絕對正確的，常常出現(xiàn)描述重點模糊，甚至描述錯誤的情況。當圖像涉及精確位置和空間關系時，AI能夠將所有標注的信息描述出來，但不會提及各元素之間的準確空間位置關系；在沒有坐標系的情況下，也不會自動呈現(xiàn)精確位置的描述。此外，對立體圖形的描述偏差較大，對標記點位置的描述也存在偏差，描述的是從觀看圖像者的視角得出的位置信息，而不是圖像所要傳達的位置信息。教師要在了解AI圖像識別功能局限性的同時，創(chuàng)造性地使用它，使其更好地服務于物理教學。

文字提示信息對AI圖像識別極其重要。如果一幅圖有一個明確的圖題，AI就能夠圍繞主題有針對性地展開描述。圖中的文字標注也是AI獲取結構信息的重要提示。以人教版普通高中物理教科書必修1中的觀察微小形變示意圖為例。如果向Kimi智能助手上傳該插圖，但不包含圖題和上下文說明，Kimi智能助手會判斷這是一幅用于演示力的平衡和力矩的概念的物理實驗示意圖；上傳該插圖并輸入圖題后，其對整幅圖的概述就正確了，也提到了微小形變，但Kimi智能助手認為產生微小形變的是橫桿而不是桌面；繼續(xù)上傳該插圖并輸入圖題及上下文說明后，描述文字不再局限于圖中元素，而是從實驗裝置、實驗步驟、實驗原理以及實驗目的四個方面系統(tǒng)說明整個實驗。即使輸入圖題和上下文說明，圖像描述依然可能有誤，如三次描述中都提到了圖像中未曾出現(xiàn)的彈簧測力計。教師為插圖中主要元素添加文字標注后，再將圖題、上下文說明一起輸入Kimi智能助手。這次的描述不再出現(xiàn)彈簧測力計，整體描述變得簡潔，列出了圖中主要元素、實驗目的和實驗步驟，基本能夠滿足盲生的圖像理解需要。

三、教授使用方法，支持自主探究學習

教師可為盲生提供數(shù)字化的物理學習資料，并讓盲生掌握利用AI圖像識別功能獲取學習資料中插圖信息的方法，培養(yǎng)他們的自主學習能力和信息素養(yǎng)。借助AI圖像識別功能，盲生能自主獲取教學插圖的描述信息。同時，AI能根據(jù)圖像的類型和內容，生成拓展性問題，引導盲生從不同角度思考圖像所涉及的知識，幫助他們深人理解圖像細節(jié)或相關概念，激發(fā)他們主動探索更多知識的興趣。AI為盲生提供了一種自主學習的方式，幫助他們在學習過程中逐步深人，提高對物理知識的理解和應用能力。

例如，在學習有關摩擦力的內容時，教師將包含冰壺運動插圖的學習任務單分享到班級群，讓盲生使用Kimi智能助手的圖像識別功能來了解冰壺這項運動的相關常識，探究冰壺運動中摩擦力的相關知識。Kimi智能助手會對冰壺運動的基本常識進行拓展，解釋運動過程中增大與減小摩擦力的方法。在此基礎上，教師利用學習任務單引導盲生進一步思考“摩擦力如何影響冰壺的運動速度與方向”。通過這樣的學習方式，盲生不僅能夠了解物理知識在實際生活中的應用，加深對物理概念的理解，還能發(fā)展科學思維和探究能力。

在盲生自主探究的過程中，教師要提醒盲生：想要得到更加精準的圖像描述，需要在向AI平臺上傳圖像時，同時輸入圖題、圖注、上下文說明等內容，使其描述更加符合插圖的本意。此外，插圖畫質要清晰，內容要完整。高分辨率的圖像能夠提供更多細節(jié)，有助于提高識別精度和可靠性

AI圖像識別功能在盲校物理探究式教學中的應用尚處于探索階段。為了實現(xiàn)對教學插圖直觀、精準、生動的描述，教師需要不斷進行實踐探索與方法創(chuàng)新，為盲生開展探究學習提供有效支持。 ⑥

（責任編輯：黃春露）