核心素养视角下将人工智能应用于高中物理教学的研究

核心素养视角下将人工智能应用于高中物理教学的研究

孟栋栋

浙江省绍兴市越州中学  312000

摘要：在核心素养教学的背景下，多种全新的教学方法丰富着课堂教学，促使学生有序的展开学习与探究。人工智能简称“AI”，是通过研究人类的智能活动规律，再用计算机技术来模拟人类的智能活动规律，构造出的一套具有人工系统的方法，能将课堂教学进行优化与整合，进一步带领学生融入课堂情境，促使学生完善物理知识学习思考。本文针对核心素养教学视角下，将人工智能应用于高中物理教学中的研究展开分析，并提出一些可参考性的建议。

关键词：核心素养；人工智能；高中物理；教学研究

引言：人工智能属于信息技术教学背景下的技术应用，能调动学生的思维能力，模拟人的智能思维模式，促使学生从周围环境中获取信息，带领学生在实践中不断丰富知识结构。因此，在高中物理教学中融入人工智能，广大教师需要构建交互式的教学体系，带领学生有序的展开学习与思考，进而调动学生的多重学习感官，达到知识学习的目标。

一、创设物理情景，展开实验探究

  在高中物理教学中，采用情景式教学法，能唤醒学生的物理学习兴趣，对发展学生的创造性思维具有重要的意义。在传统的教学过程中，教师通常是通过口头叙述、联系生活实际的方式触发学生的情景思考。在新的教学模式的影响下，教师如果在口头表述的同时，能利用人工智能模拟相应的情景，将语音、图片和视频等形式展现在学生面前，更能引导学生展开全面化的思考[1]。例如，在讲解“力的合成与分解”这一内容的时候，教师可以融入多媒体教学法，让学生通过模仿相关的实验进行实际操作。在讲解“力的分解”这一内容的时候，教师可以先让学生进行实验，然后将实验中观察到的现象和结果进行记录和分析。结合实验结果可以知道：力的合成与分解是相互依存、相互转化的关系，但是又是有规律可循的。演示实验能让学生对力进行分解的过程有一个很好的认识，通过这样的方式教学不仅能够提升学生对实验的兴趣，还能让学生对物理知识产生更深层次地认识。

二、构建知识图谱，做到因材施教

  在核心素养教学的背景下，各科知识教学都朝着素质化的教学方向发展，构建知识图谱是一项系统化的教学发展过程，需要教师根据学生的实际学习情况，进行多方面的教学分析[2]。在实际的学习过程中，人工智能可以根据教学目标和学生的智力发展水平，构建一个全新的物理教学模型，形成一个知识结构丰富、内容准确的图谱，让学生可以更精准的找到适合自身的学习内容，进而做到因材施教[2]。当人工智能系统的数据达到一定量的时候，学生便可以根据以往留下的“痕迹”，得到一份总结系统、科学便利的学习报告，从而明确自身在学习中的优势与短板，进一步构建完整的知识图谱。比如说，当一个学生在学习解决电功率的习题中，人工智能系统会根据学生对于电功率的知识掌握水平，给出一份难易程度符合学生能力的习题，随后依次增加难度，促使学生在掌握当前知识的基础上，进一步展开知识拓展学习，促使在后面能根据学生的总体情况提供更多的帮助。

三、建立评价机制，提高学生的积极性

  建立系统的教学评价机制，是教师课后教学所总结出来的全新思考，有利于学生的知识综合学习。有效的教学评价机制是教师多角度思考的结果，是对学生的实验学习总过程的总结。在物理实验教学中，教师要建立完善的评价机制，对学生的物理实验学习进行科学合理的评价，提高学生对物理实验学习的积极性。传统的教学反馈和评价是以学生的日常作业、习题完成度、考试试卷作为综合评价标准，教师通过这些数据可以给出具体的评价标准，如学生在实验中有何进步和不足，这样能让学生更好地进行自我反思和总结，为今后的学习提供帮助[3]。但由于课程教学属于一对多的模式，无法做到一对一反馈评价，导致部分学生看不到自身的问题所在。人工智能能够对教学体系进行反馈与测评，以线上教学课程为例，教师可以提前准备一些相应的习题，学生在编学习的过程中边进行答题，在完成本节课的知识学习后，系统会根据测试成绩分析不同学生本节知识的薄弱点，以文字和图表形式让学生清楚的了解自己问题所在，接着根据不同学生的薄弱知识点进行对应的知识点学习。与此同时，人工智能能根据总体的数据，得出一份独一无二的“教学报告单”，综合反映了不同学生在学习中的不足，对学生进行科学合理的评价，通过科学合理的评价让学生知道自己在哪些方面做得比较好，哪些地方需要改进，这样能够激励学生在物理实验中不断地进步和成长。

结语：综上所述，随着人工智能技术的不断成熟，凭借全新的技术优势对大数据进行总结，影响着课程教学的综合效果。因此，广大教师要提高思想认知，根据实际教学课堂，让人工智能成为高中物理教学中的有效工具，灵活创造出丰富多彩的教学课堂，进一步调动学生在科学丰富的课堂中展开探究，进而调动学生的知识学习综合能力。

参考文献：

[1]姚佳运赵振宇张强.核心素养视角下将人工智能应用于高中物理教学的研究[J].物理通报, 2022(6):2-5.

[2]瞿叶庭.核心素养视角下的信息技术有效教学策略研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)教育, 2021(12):3.

[3]郝维玮.核心素养背景下的人工智能教学[J].中小学电教：下, 2020(9):3.