摘  要：聚焦人工智能技术在中职物理实验教学中的应用，深入剖析生成式人工智能引发的教学方式变革，涵盖学习主动性提升、学习方式多样化及学习的个性化发展。提出从学生学习、教学设计和教师角色转变三方面构建应用导则，并阐述借助虚拟实验、智能辅导系统及人工智能数据分析的应用策略，结合实例验证其有效性，在为中职物理实验教学引入人工智能技术提供理论与实践参考，推动教学质量提升与学生能力培养。

关键词：人工智能技术；中职物理；实验教学

一、引言

在科技飞速发展的时代，人工智能技术已逐渐渗透到教育的各个领域。中职物理实验教学作为培养学生实践能力和科学素养的重要环节，正面临着传统教学模式的诸多挑战。人工智能技术通过智能化的教学工具和资源，可以丰富实验教学内容，创新教学方法，提高教学质量。

二、人工智能技术对中职物理实验

教学方式的变革

（一）从被动学习到主动学习

在传统中职物理实验教学模式下，学生往往处于被动状态。预习时，对实验内容理解浅显，实验过程也多是机械执行教师指令，缺乏主动探索精神。生成式人工智能的融入打破了这一局面。在预习阶段，它能为学生提供丰富且具引导性的资料，以生动的动画展示实验原理，用富有启发性的问题激发学生思考。在实验中，该技术实时监测学生操作，发现错误立即提示并给予正确指导，使学生能及时纠正错误。这一系列功能促使学生从被动接受知识转变为主动思考、积极探索，极大地提升了学生学习的主动性和自主学习能力。

（二）从单一学习到多样化学习

传统中职物理实验教学的资源与学习方式较为单一，学生获取知识的途径有限，难以满足多样化的学习需求。生成式人工智能的出现丰富了教学资源与学习渠道，它整合网络信息，提供实验视频、电子教材、科普文章等多种资料。同时，还能为同一实验设计多种方案，涵盖传统方法与创新思路。学生可根据自身情况选择不同方案进行实验，拓宽实验思路。这种多样化的学习方式激发了学生的学习兴趣，培养了学生的创新思维，有效提升了物理实验教学的效果。

（三）从标准学习到个性化学习

中职学生在物理实验学习方面存在显著的个体差异，传统标准学习模式难以兼顾每个学生的需求。生成式人工智能借助对学生学习数据的分析，为学生量身定制学习路径。针对基础薄弱的学生，安排从基础操作到简单探究的学习进程；对于能力较强的学生，则提供更具挑战性的拓展任务。在学习评价上，生成式人工智能综合考量学生多方面的表现，生成个性化评价报告，明确指出学生的优势与不足，并给出针对性的改进建议和学习资源推荐，促进学生全面发展。

三、人工智能技术在物理实验教学中的

应用导则

（一）学生学习层面，淡化对识记知识关注，开展探究性学习活动

生成式人工智能为学生提供知识获取工具，减少对浅层知识记忆的依赖。通过与生成式人工智能的互动，学生可以快速获取丰富的信息和知识，无需花费大量时间记忆琐碎的细节。在物理实验教学中，学生应利用这项技术，将学习重点放在深入理解物理概念和培养实验探究能力上。学生可快速掌握实验基础知识，专注于实验设计、操作和分析。通过参与探究性学习和小组合作，学生能深入理解实验现象背后的物理原理，提出并解决问题。这不仅有助于扎实掌握物理知识，还能培养创新思维、团队协作和科学探究精神，提升综合素养，为未来学习和工作打下基础。

（二）教学设计层面，依托真实情境，开展思维型教学

教师应利用生成式人工智能进行思维型教学，创设真实情境，如模拟自然现象和工程场景，将物理实验融入教学。通过情境驱动，引导学生运用知识解决实际问题，激发学习兴趣。教师应提出启发性问题，鼓励学生思考和探索，培养逻辑、批判和创新思维。采用多元化评价方式，全面评估学生表现和能力，确保提升思维和实践能力。

（三）教师角色层面，转变角色，争做复合教育者

教师需精通并运用技术，整合进教学活动，设计创新教学策略，提供个性化学习指导。同时，教师应培养学生批判性思维和创新能力，引导分析评估人工智能信息，避免技术依赖。组织讨论探究活动，关注学生情感价值观塑造，满足人工智能时代教育新需求。

四、人工智能技术在中职物理实验教学中的

应用策略

（一）利用虚拟实验技术，突破实验条件限制

虚拟实验技术是人工智能技术在物理实验教学中的重要应用之一。它借助先进的计算机模拟和图形渲染技术，为学生创造了一个高度逼真的虚拟实验环境。通过虚拟实验，学生可以在计算机上模拟真实的物理实验过程，包括搭建实验装置、调整实验参数、观察实验现象以及分析实验数据等。学校可以引入虚拟实验软件，让学生在虚拟环境中进行物理实验。在进行电学实验时，学生可以通过虚拟实验软件搭建电路，进行电流、电压的测量和分析，无需担心实验设备的损坏和实验安全问题。虚拟实验还可以模拟一些在现实中难以实现的实验，如微观物理实验、天体物理实验等，拓宽学生的视野，加深学生对物理知识的理解。

如，在“电磁感应现象”教学中，教师利用3D动画帮助学生深入理解闭合电路中的电磁学概念。通过动画，抽象的磁场强度B、回路面积S和夹角θ变得直观易懂。学生能清晰地看到磁场线分布、回路面积变化和夹角变化，直观理解磁通量变化规律。这种教学方法降低了磁通量概念的难度，突破了教学难点，加深了学生对电磁感应的理解。

（二）借助智能辅导系统，提供个性化学习支持

智能辅导系统能够依据学生的学习状况和需求，提供定制化的学习支持。它通过人工智能技术分析学生的学习进度、知识掌握程度和学习习惯，生成个性化的学习计划和练习方案。智能辅导系统还具备丰富的学习资源和互动功能，激发学生的学习兴趣，满足不同学生的学习需求，助力学生实现高效学习和全面发展。教师可借助智能辅导系统布置实验任务，学生在执行这些任务时，系统能够实时追踪学习进度和状况，迅速识别问题并给予援助。此外，智能辅导系统通过分析学生的学习数据，向教师提供针对性的教学建议，协助教师优化教学方法，从而提升教学效果。

以“智学网”在中职物理实验教学中的应用为例，在“探究牛顿第二定律”实验前，系统通过课前小测验评估学生知识掌握程度。若学生对牛顿第二定律理解不足，系统推送知识点讲解视频和练习题，帮助巩固基础。实验中，系统监测操作，若学生操作不当，系统提示纠正。实验后，系统分析实验报告，指出问题并提供建议，满足不同学习需求，提升学习效果。

（三）运用人工智能数据分析，优化教学评价

人工智能技术可以对学生的学习数据进行分析，为教学评价提供客观、准确的数据支持。通过收集和处理学生在学习过程中的各种数据，例如作业完成情况、考试成绩、课堂参与度、学习时间分配以及在线学习行为等，人工智能可以精准地识别出学生的学习优势和薄弱环节。教师可以通过分析学生的实验操作数据、实验报告数据等，了解学生的学习情况和学习效果，及时发现学生的学习问题并进行反馈。人工智能还可以对教学过程进行分析，评估教学方法的有效性，为教师改进教学提供参考。通过运用人工智能数据分析，实现教学评价的科学化、精准化，促进教学质量的提升。

如，“雨课堂”教学平台记录了学生在“探究滑动摩擦力的影响因素”实验中的预习、提问、回答准确率、操作规范性、完成时间和实验报告质量等数据。教师利用数据分析功能清晰掌握学生学习状况，针对操作错误多的学生加强教学。平台还提供班级学习报告，帮助教师识别教学弱点，调整策略，实现精准教学。

五、结语

人工智能技术为中职物理实验教学带来创新与变革，在教学方式、应用导则和策略上成果显著，提升了教学质量和学生素养。但应用中面临教师技术掌握、数据安全和学生依赖等挑战。未来，学校、教师和教育部门应携手应对，加强教师培训，保障数据安全，引导学生正确使用技术，以发挥其最大优势，推动中职物理实验教学发展，培育更多高素质技能型人才。 

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