讲座分享 | 当AI走进初中物理课堂:红星海学校“AI+跨学科实践”的探索与思考

AI赋能初中物理

跨学科实践

新课标明确提出“跨学科实践”要求，但在红星海学校，这并非一道突如其来的新题。从建校之初组织各类科技比赛，到2019年起有计划地将实践活动融入日常教学，依托课堂探究、学科主题活动、实践性作业、寒暑假项目式学习等形式常态化落地——多年积累的活动案例、学生探究记录、项目作品与完整过程资料，构成了跨学科实践最扎实的“地基”。

正是这份长期积淀，让物理组面对新课标与AI技术浪潮时，不是仓促应付，而是有底气地把新理念、新技术一步步“请”进课堂。

传统情境创设，常用课本插图、照片、视频、口述生活实例、演示实验等方式。而AI，为教师提供了快速生成个性化教学素材的新可能。

在《跨学科实践：制作简易调光台灯》《跨学科实践：对冰箱中的热学现象探究》和《跨学科实践：制作简易望远镜》等课例中，组内老师均运用AI软件制作导课视频，用动态影像激发学生的探究兴趣。

在电学基础知识复习课上，教师用数字人创设了“维修育苗器、改良育苗器”的真实情境：“育苗器坏了，怎么办？”学生要做的，是真正把知识用起来：读懂育苗器原理与电路结构，借助电压表、电流表读数排查故障，根据需求选择材料，再利用两个电阻自主设计多档位电热器。一堂复习课，在真实任务中完成了知识巩固与能力提升。

AI并没有替代教师创设情境、设计任务的思路，而是化静为动，丰富情境类型，降低素材制作成本，让真实、动态、分层的问题情境能够常态化走进课堂。

初中物理里，不少概念抽象、微观现象肉眼难察、连续变化过程难以呈现。传统课堂依靠板书推演和口头描述，学生很难建立直观完整的认知。AI技术的融入，把静态画面动态化、微观过程可视化、物理过程具象化。

在浮力专题教学中发现，不少学生在解决“物体浸入液体过程分析”类习题时，很难把图像信息和题目情景对应起来。教师借助AI编写了交互式课堂仿真小程序：界面一侧模拟升降台抬升、圆柱体逐步浸入水中，另一侧同步生成对应的关系图像，拖动滑块，物理情景与图像动点同步变化。抽象图文信息，由此转化为直观可追踪的物理过程。

在《跨学科：制作简易望远镜》一课中，教师借助AI数字人技术，动态展示光路走向，融合物理光学、科学史与工程技术。

讲解杠杆五要素时，教师将课本静态插图转化为可动态旋转的杠杆模型，学生能直观观察杠杆连续转动的效果。

这些“看得见”的教学设计，把认知难点一一拆解，也让学生更愿意跟着思考往前走。

实验是物理学科的核心，也是跨学科实践落地的主阵地。传统实验课堂存在仪器选择受限、拓展实验落地难度大等局限，而人工智能与数字化技术，正在重构实验探究的内容与形态。

在《测量平均速度》一课中，老师借助DeepSeek搭建HTML5虚拟实验环境，实现数据采集自动化、分析可视化、探究个性化，让“小车测平均速度”这个经典实验焕发新活力。

在《温度》一课中，借助AI搜集温度计相关资料，梳理发展历程，制作简化结构示意图，把更多精力投入到教学设计、实验准备与课堂演示。

在《流体压强与流速关系》一课中，组内老师用数字传感器开展实验，引导学生观察现象、处理数据、验证猜想，完善实验研究的论证逻辑链条。

需要强调的是，AI赋能实验探究，不是简化实验、弱化动手，而是提纯思维、深化探究——把学生从繁琐重复的读数、绘图计算中解放出来，让实验课堂回归“科学探究、证据推理、方案迭代”的本质。

跨学科实践活动重点考查动手能力、科学思维、协作能力、创新意识与多学科知识整合能力——这些素养很难靠纸笔测试衡量。

借助AI，物理组设计了适配各类跨学科教学的过程性、多维度评价方案，评价维度覆盖知识掌握、实验操作、探究思维、跨学科应用、合作交流、创新表现。课堂上，学生借助PAD实时上传小组分工表、方案设计、制作成品，同步完成自评与小组互评；AI辅助设计网络表单、自动统计核算、可视化展示成果。

在制作望远镜和厨房中的物态变化教学中，这套评价方案已经落地。从教师单向挑选展示作品，到学生自主提交成果；从捕捉课堂瞬间，到全程留存资料——技术赋能，让过程性评价变得更真实、高效、便捷。