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【初中物理论文】生成式人工智能辅助课前预习教学——以 “熔化与凝固” 为例

发布时间：2026-11-07 07:08:01 最近访问：2026-11-07 07:08:01

生成式人工智能在教育领域具有显著的优势：能够辅助学生完成预习任务，提供高质量的互动学习；也能够生成内容与课程，提供个性化预习材料，减轻教师的工作负担。课前预习是物理学习中的重要环节，教师通过将生成式人工智能与课前预习相结合，可以使学生在课堂中更好地理解课程内容，更好地把握重点知识，激发学生对物理学科的兴趣。因此，本文结合课前预习教学的作用，运用了生成式人工智能辅助初中物理课堂课前预习的教学流程，并聚焦初中物理沪科版九年级全一册第十三章第二节“熔化与凝固” 这一案例，结合学生的实际学习情况，提出了具体操作路径和策略，旨在平衡学生课前预习效果与预习负担之间的关系，促进学生的个性化发展。

一、课前预习教学的作用

课前预习教学的要素为预习目标、预习任务及批改反馈。具体来讲，教师需要分析新课标的要求以及教材的核心内容，酌情根据学生的需求制订目标，控制预习任务的难易程度，旨在通过预习让学生明确将要学习什么，以及学生通过预习能获得什么。以“熔化与凝固” 教学为例，教师围绕新课标中认识物态变化、区分晶体与非晶体熔化特征的要求设置预习任务，内容以基础概念为主，借助多样化的学习活动引导学生开展初步探究。预习阶段配套课本以外的拓展素材，如冰块熔化、沥青硬化的实景照片，帮助学生联系生活拓宽观察思路。在学生完成预习任务并提交之后，教师梳理班级共性认知误区，如学生常混淆 “熔化” 与 “融化”，普遍误认为物质在熔化过程中温度会持续升高。教师将这类问题汇总，形成课堂教学问题清单，以此调整教学重心，将课堂时间集中用于突破预习暴露出来的难点，这正是课前预习教学最核心的价值所在。

此外，面对突如其来的陌生符号、定义等新知识，学生可能会措手不及，从而降低学习的积极性。而充分的课前预习，可以让学生对物理知识有一定的接受能力，降低认知门槛。在预习过程中学生也能发现自身的不足，后续有针对性地听课。这有助于转变课堂教学主体，强化学生的主动参与意愿。通过预习，学生能进一步关联旧知识，在思考的过程中质疑，提高学习效果。

二、生成式人工智能辅助课前预习教学的机理分析

(一) 预习目标由个人经验转向精准生成

生成式人工智能依托新课标知识库、教材知识点体系、学段学情特征，可自动拆解课时重难点，对标三维素养目标；同时结合班级历史学习数据、个体学情画像，从统一目标走向分层个性化预习目标，解决教师凭经验定目标的模糊化、泛化问题，让预习目标可量化、可落地、可检测，为后续设计预习任务提供精准依据。以初中物理“熔化与凝固” 为例，该课时涉及物态变化概念辨析、晶体与非晶体熔化规律、熔化吸热及凝固放热等多重知识点，传统备课模式下教师多依靠自身经验制定预习目标，容易出现目标表述笼统、难以落实与检测的问题。借助生成式人工智能，教师可针对不同层次学生分别设置目标：基础层学生能够识别熔化、凝固现象；提高层学生尝试对比冰与蜡烛熔化现象的差异。

(二) 预习任务由 “一刀切” 转向分层供给

传统课前预习教学中，教师发布预习任务未能充分考虑学生的个体认知水平、兴趣和发展特点，任务内容缺乏梯度化和个性化。即便部分教师拥有分层供给的意识，但仅凭自身力量无法快速、精准地了解每个学生。生成式人工智能可提供自动化辅助，根据学生真实的差异化学习需求，结合教学目标生成适配的预习任务。以初中物理“熔化与凝固” 为例，通过分析学生主体，明确学生中有基础薄弱、能力待提升及具有拓展创新学习需求的群体，生成式人工智能可推送预习任务：如基础层任务要求学生明确 “熔化”“凝固” 的定义，从日常场景里找出相应的物态变化实例；提升层任务引导学生搭建知识框架，尝试对比晶体与非晶体在熔化过程的不同特点，简单解释熔化吸热、凝固放热在生活中的应用；拓展层则设置开放性探究问题，如思考冬季道路除冰方案背后的物理原理。与此同时，生成式人工智能还可以同步生成配套的预习导学文本、简短微课脚本以及递进式预习问题链。