當(dāng)人工智能從前沿科技走進(jìn)日常教學(xué)，一場以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心的教學(xué)變革正在悄然發(fā)生。這一新生態(tài)旨在突破傳統(tǒng)物理教學(xué)的局限，通過AI賦能，構(gòu)建更生動(dòng)、更精準(zhǔn)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
一、精準(zhǔn)畫像，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑
傳統(tǒng)課堂難以兼顧個(gè)體差異。AI自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)通過分析學(xué)生的答題軌跡和操作數(shù)據(jù)，構(gòu)建動(dòng)態(tài)“認(rèn)知地圖”，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)學(xué)情診斷。系統(tǒng)可為困惑于“楞次定律”的學(xué)生推送具象化動(dòng)畫，為學(xué)有余力者開啟“量子隧穿”探究。教學(xué)從“齊步走”變?yōu)椤鞍葱鑼W(xué)”，讓創(chuàng)新思維在適宜土壤中萌發(fā)。
二、虛實(shí)融合，打造無邊界實(shí)驗(yàn)室
AI與VR/AR技術(shù)結(jié)合，打造了突破時(shí)空限制的實(shí)驗(yàn)室。學(xué)生可“進(jìn)入”托里拆利管內(nèi)部追蹤大氣壓強(qiáng)，或?qū)⑻栂怠鞍帷钡秸n桌上理解開普勒定律。在仿真環(huán)境中，能安全進(jìn)行核裂變、粒子對(duì)撞等高成本實(shí)驗(yàn)，將抽象概念化為可感知的體驗(yàn)，極大激發(fā)探究欲。
三、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，賦能科學(xué)探究實(shí)踐
AI的數(shù)據(jù)分析能力將學(xué)生從繁瑣計(jì)算中解放出來。在研究單擺規(guī)律時(shí)，AI傳感器可自動(dòng)采集處理數(shù)據(jù)，讓學(xué)生專注于物理本質(zhì)的思考。他們甚至可以分析宇宙信號(hào)或引力波數(shù)據(jù)，像科學(xué)家一樣從事探究實(shí)踐，培養(yǎng)核心素養(yǎng)。
四、人機(jī)協(xié)同，重塑師生角色
在新生態(tài)中，AI承擔(dān)知識(shí)傳遞、作業(yè)批改等重復(fù)性工作，教師則回歸更具創(chuàng)造性的角色：學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)師、科學(xué)思維引導(dǎo)者。當(dāng)學(xué)生沉迷AI模擬時(shí)，教師引導(dǎo)追問原理；當(dāng)AI給出完美結(jié)論時(shí)，教師啟發(fā)審視局限，實(shí)現(xiàn)效能與溫度的統(tǒng)一。
技術(shù)賦能需以明晰邊界為前提。切勿讓模擬替代親手操作，實(shí)證精神是物理學(xué)的根基；要防范數(shù)據(jù)隱私風(fēng)險(xiǎn)，保障教育公平；所有技術(shù)應(yīng)用都應(yīng)服務(wù)于培養(yǎng)具有批判思維、社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新能力的未來公民。
人工智能教學(xué)新生態(tài)的核心是“以學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展為中心”。唯有以人文智慧為舵，AI技術(shù)為帆，我們才能駛向培養(yǎng)創(chuàng)新人才的星辰大海。
作者簡介
董振邦，云南省物理特級(jí)教師，昆明理工大學(xué)附屬高級(jí)中學(xué)正高三級(jí)教師，云南省教學(xué)名師，省、市級(jí)名師工作室主持人。獲云南省教學(xué)成果特等獎(jiǎng)和國家專利4項(xiàng)，兩篇論文被人大復(fù)印報(bào)刊資料《中學(xué)物理教與學(xué)》全文轉(zhuǎn)載。
青力點(diǎn)評(píng)
著名特級(jí)教師董振邦的文章結(jié)構(gòu)清晰，從精準(zhǔn)畫像、虛實(shí)融合、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)到人機(jī)協(xié)同，層層遞進(jìn)展現(xiàn)AI賦能物理教學(xué)的新生態(tài)。案例具體生動(dòng)，體現(xiàn)了技術(shù)與教育的深度融合。語言流暢，但部分表述略顯重復(fù)。建議在“邊界與風(fēng)險(xiǎn)”部分加入更具體的應(yīng)對(duì)策略，使論證更具操作性，是一篇兼具理論性與實(shí)踐性的優(yōu)質(zhì)教育論文。
整編：阿鷹
責(zé)編：華新
