【摘要】在物理跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)中引入人工智能教育機(jī)制，教師要有將其融合和對接的意識(shí)，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)境條件展開對應(yīng)設(shè)計(jì)，推出更多人工智能跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)，從而給學(xué)生提供專業(yè)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，也能夠大幅度提升其學(xué)習(xí)效率。在物理學(xué)科教學(xué)中成功引入人工智能助學(xué)機(jī)制，無疑能夠開闊學(xué)生學(xué)習(xí)視野，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，提升學(xué)習(xí)效率。

【關(guān)鍵詞】初中物理；人工智能；跨學(xué)科；教學(xué)策略

初中物理跨學(xué)科實(shí)踐課程的設(shè)計(jì)和實(shí)施，教師要發(fā)揮主導(dǎo)作用，特別是人工智能的科學(xué)應(yīng)用，不僅為跨學(xué)科教學(xué)組織帶來更多契機(jī)，還能夠及時(shí)喚醒學(xué)生學(xué)科思維，在主動(dòng)探索中建立學(xué)科核心能力。教師借助多種教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)人工智能跨學(xué)科教學(xué)情境、組織人工智能跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)、展開人工智能跨學(xué)科教學(xué)評價(jià)、延伸人工智能跨學(xué)科教學(xué)訓(xùn)練，都能夠?yàn)閷W(xué)生帶來更多學(xué)習(xí)體驗(yàn)機(jī)會(huì)，這對全面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科綜合能力有積極輔助作用。

一、梳理學(xué)科資料，創(chuàng)設(shè)人工智能跨學(xué)科教學(xué)情境

教師深度分析教材內(nèi)容，利用人工智能手段創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，能讓學(xué)生感知體驗(yàn)更為豐富，助學(xué)效果更為顯著。特別是跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)科思維，教師借助媒體、手機(jī)、大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)、知識(shí)圖譜等人工智能展開教學(xué)設(shè)計(jì)，無疑能夠?qū)W(xué)生感官帶來一定沖擊。

1.生成跨學(xué)科教學(xué)資源

物理教學(xué)跨界信vS9LHskmV7Tp8C1GIEIgufHZHmTnl8m2XZnXTmLYXRc=息科技、化學(xué)、藝術(shù)、語文等學(xué)科，其實(shí)現(xiàn)途徑無疑是借助了人工智能手段，對相關(guān)信息素材進(jìn)行整合、深化、拓展處理，為物理學(xué)科教學(xué)帶來更多契機(jī)。人工智能助力學(xué)科教學(xué)已經(jīng)成為自然選擇，媒體展示、網(wǎng)絡(luò)交互、圖譜識(shí)別、大數(shù)據(jù)、語音識(shí)別等，這些輔學(xué)手段在物理教學(xué)、物理實(shí)驗(yàn)、物理研究中有廣泛應(yīng)用，教師有意識(shí)地整合跨學(xué)科教學(xué)資源，組織學(xué)生展開人工智能手段的學(xué)習(xí)應(yīng)用，學(xué)生感知體驗(yàn)更為豐滿，學(xué)習(xí)效率大幅度提升。

如教學(xué)八年級物理“聲音的特性”，教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，了解一些物理概念，如振幅、響度、頻率、赫茲等，讓學(xué)生對聲音特性有了全新的了解。隨后教師拿出一面小銅鑼和一面小鼓，現(xiàn)場擊打這些樂器，課堂內(nèi)頓時(shí)熱鬧起來。學(xué)生紛紛操控這些樂器，教師組織學(xué)生展開分辨行動(dòng)，對樂音和噪音進(jìn)行分辨和判斷。為強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)，教師播放多種樂器演奏的歌曲，讓學(xué)生了解打擊樂、弦樂、管樂的特點(diǎn)。學(xué)生對樂音和樂器比較敏感，教師以此展開教學(xué)引導(dǎo)，讓學(xué)生親自操作，分辨聲音的特性，由此形成的學(xué)習(xí)體驗(yàn)更為深刻。教師有意識(shí)地將物理和音樂學(xué)科進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，利用媒體播放樂器演奏歌曲，將學(xué)生帶入特定學(xué)習(xí)情境之中?？鐚W(xué)科和人工智能輔學(xué)手段的科學(xué)融合，成功調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

2.設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)情境

人工智能應(yīng)用的學(xué)科教學(xué)，教師需要科學(xué)合理地整合人工智能教學(xué)條件，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知展開教學(xué)設(shè)計(jì)，讓更多學(xué)生自然進(jìn)入到學(xué)科探索環(huán)節(jié)，在主動(dòng)交流中形成學(xué)科核心能力。知識(shí)圖譜展示、物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)信息搜集等，都與人工智能手段應(yīng)用分不開，學(xué)生對人工智能有強(qiáng)烈需求，也能夠順利接納人工智能相關(guān)內(nèi)容，教師利用媒體手段、智能手機(jī)、現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)搜集等教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入人工智能探索環(huán)節(jié)，其助學(xué)效果更為顯著。

在教學(xué)“運(yùn)動(dòng)的快慢”這部分內(nèi)容時(shí)，教師利用多媒體播放學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)實(shí)況視頻。在短跑場面展示時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生展開細(xì)致觀察，做出準(zhǔn)確判斷，再具體說說自己的判斷依據(jù)。學(xué)生對短跑比賽比較熟悉，會(huì)關(guān)注運(yùn)動(dòng)快和慢的現(xiàn)象，教師提出具體的觀察要求，學(xué)生根據(jù)觀察做出快慢的判斷，對運(yùn)動(dòng)快慢概念有了全新理解。教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材資料，對一些物體運(yùn)動(dòng)速度有了客觀了解，進(jìn)一步建立運(yùn)動(dòng)快慢的概念。在這個(gè)教學(xué)案例中，教師將物理與體育進(jìn)行對接設(shè)計(jì)，體現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)特征，特別是多媒體播放比賽視頻，這是典型的人工智能手段的運(yùn)用，學(xué)生在具體觀察和討論中建立物理學(xué)科概念認(rèn)知。學(xué)生對人工智能學(xué)習(xí)情境比較感興趣，教師適時(shí)運(yùn)用媒體手段創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，成功調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)科思維。

二、開展物理實(shí)踐，組織人工智能跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)

在物理實(shí)踐活動(dòng)中，教師組織學(xué)生進(jìn)行多種形式的展示、交流、識(shí)別、辯論等學(xué)習(xí)活動(dòng)，利用更多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行助學(xué)設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮人工智能手段的調(diào)動(dòng)作用，將學(xué)生帶入特定學(xué)習(xí)情境之中，其訓(xùn)練效果更為突出。

1.設(shè)定跨學(xué)科活動(dòng)方案

物理是自然學(xué)科，其知識(shí)應(yīng)用涉及化學(xué)、地理、信息技術(shù)等多種學(xué)科，教師主動(dòng)引入跨學(xué)科教學(xué)機(jī)制，設(shè)計(jì)完善的活動(dòng)方案，學(xué)生主動(dòng)響應(yīng)教師倡議，在跨學(xué)科學(xué)習(xí)中形成物理學(xué)科認(rèn)知。信息科技手段的引入，這是最為典型的跨學(xué)科教學(xué)組織，學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)、媒體、手機(jī)等人工智能手段比較熟悉，教師在學(xué)科教學(xué)活動(dòng)組織時(shí)引入這些人工智能手段，學(xué)生感官觸動(dòng)更為突出，自然會(huì)快速進(jìn)入到學(xué)科探索行動(dòng)之中。

如教學(xué)“汽化和液化”時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對“紙鍋燒水”小實(shí)驗(yàn)比較感興趣。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料比較好找，教師讓學(xué)生自行搜集實(shí)驗(yàn)材料，現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，歸結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生找到比較厚的紙張，做成一個(gè)盒子，在盒子里放入清水，將盒子放到火上，不久，盒子里的水開始沸騰起來。實(shí)驗(yàn)進(jìn)展比較順利，教師要求學(xué)生解讀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生利用手機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)過程，并將實(shí)驗(yàn)視頻投放到家?；?dòng)平臺(tái)，讓更多家長觀看這些視頻，參與到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的討論活動(dòng)之中。學(xué)生開始解讀實(shí)驗(yàn)原理，教師組織學(xué)生展開互動(dòng)評價(jià)活動(dòng)，課堂研學(xué)氣氛逐漸形成。學(xué)生對操作實(shí)驗(yàn)比較感興趣，教師鼓勵(lì)學(xué)生自行操作實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)拍成視頻，這無疑是人工智能輔學(xué)手段的具體運(yùn)用。

2.創(chuàng)新跨學(xué)科活動(dòng)指導(dǎo)

教師借助人工智能手段進(jìn)行輔學(xué)組織，要做好教情和學(xué)情分析，以提升教學(xué)活動(dòng)組織效率。學(xué)生對跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)比較感興趣，如信息搜集、網(wǎng)絡(luò)交互、思維導(dǎo)圖解讀、知識(shí)圖譜辨識(shí)等，都帶有跨學(xué)科教學(xué)的特質(zhì)，教師與學(xué)生一起探索和討論，借助人工智能手段展開深度交流，學(xué)生感知體驗(yàn)更為深刻而廣泛?？鐚W(xué)科活動(dòng)組織能夠創(chuàng)造更多探索契機(jī)，也能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，教師優(yōu)化創(chuàng)新跨學(xué)科活動(dòng)設(shè)計(jì)，給予學(xué)生更多技術(shù)方面的指導(dǎo)，確?？鐚W(xué)科教學(xué)活動(dòng)的順利啟動(dòng)。

如教學(xué)“長度和時(shí)間的測量”時(shí)，教師先布設(shè)預(yù)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)搜集測量長度和時(shí)間的專業(yè)工具和測量方法等相關(guān)信息，通過家校網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)進(jìn)行信息交互。學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)信息搜集比較熟悉，教師任務(wù)下達(dá)后，家校網(wǎng)絡(luò)交互順利啟動(dòng)。教師對學(xué)生提供信息進(jìn)行評價(jià)和篩選，最終確定推薦方案，在課堂上展示這些圖片、案例信息，成功打開學(xué)生學(xué)習(xí)視野，順利啟動(dòng)學(xué)生學(xué)科思維。在這個(gè)教學(xué)案例中，教師利用預(yù)習(xí)任務(wù)形式，將物理與信息科技學(xué)科融合到一起，學(xué)生回饋主動(dòng)積極，訓(xùn)練效果顯著。特別是信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這是人工智能教學(xué)的重要形式，學(xué)生接受度更高，學(xué)習(xí)習(xí)慣培養(yǎng)更為成功。跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)與人工智能輔學(xué)手段的有機(jī)結(jié)合，為學(xué)生創(chuàng)造難得學(xué)習(xí)探索契機(jī)，教師需要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)訴求特點(diǎn)展開設(shè)計(jì)。

三、引入評價(jià)機(jī)制，提升人工智能跨學(xué)科教學(xué)品質(zhì)

跨學(xué)科教學(xué)本身具有融合性、拓展性，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融入人工智能機(jī)制，無疑能夠給學(xué)生帶來不一樣的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。多媒體、智能手機(jī)、軟件、模擬實(shí)驗(yàn)等，都屬于人工智能教學(xué)手段，教師有意識(shí)地運(yùn)用這些輔助手段，學(xué)生感知體驗(yàn)更為深刻。

1.側(cè)重跨學(xué)科教學(xué)評價(jià)

課堂評價(jià)教學(xué)環(huán)節(jié)滲透人工智能內(nèi)容，會(huì)讓學(xué)生感到新鮮，教師借助網(wǎng)絡(luò)交互平臺(tái)組織評價(jià)活動(dòng)，吸引更多學(xué)生家長參與進(jìn)來，利用一些網(wǎng)絡(luò)符號(hào)進(jìn)行輔助評價(jià)，無疑是一種創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)，不妨借鑒語文、歷史、信息科技、藝術(shù)等學(xué)科的符號(hào)展開評價(jià)，學(xué)生感官受到強(qiáng)烈觸動(dòng)。學(xué)生對符號(hào)評價(jià)、網(wǎng)絡(luò)評價(jià)比較有好感，教師抓住學(xué)生學(xué)習(xí)心理展開專業(yè)點(diǎn)評，組織學(xué)生進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)參與交流活動(dòng)，都能夠創(chuàng)造嶄新學(xué)習(xí)契機(jī)。

如教學(xué)“光的直線傳播”時(shí)，教師組織學(xué)生閱讀教材內(nèi)容，講述牛郎織女的故事，讓學(xué)生了解光年的概念，了解牛郎織女相會(huì)的不可行，因?yàn)榕＠尚呛涂椗窍喔籼b遠(yuǎn)，即便以光速行進(jìn)，要想相會(huì)一次需要16年的時(shí)間，每年相會(huì)一次是不可能的事情。在這個(gè)教學(xué)案例中，教師講述神話傳說故事，這是物理與語文學(xué)科的結(jié)合，利用媒體手段展示牛郎星和織女星的相對位置和實(shí)際距離，這是物理與地理學(xué)科的融合?？鐚W(xué)科教學(xué)和人工智能的科學(xué)融合，將物理學(xué)科教學(xué)推向更高位置，開闊學(xué)生學(xué)習(xí)視野，由此建立起來的學(xué)習(xí)體驗(yàn)認(rèn)知更為豐實(shí)。

2.關(guān)注跨學(xué)科探索反思

教師組織學(xué)科評價(jià)時(shí)引入反思內(nèi)容，要求學(xué)生利用多種手段展開學(xué)術(shù)交流行動(dòng)，學(xué)生回饋更為主動(dòng)，自我反思效果更為突出。如實(shí)驗(yàn)總結(jié)、概念歸結(jié)、知識(shí)梳理、信息搜集分析等，都帶有總結(jié)和梳理的特點(diǎn)，反思意味濃重，特別是知識(shí)圖片建設(shè)、信息搜集分析、網(wǎng)絡(luò)教研應(yīng)用，這些活動(dòng)本身帶有跨學(xué)科特點(diǎn)，學(xué)生對這些學(xué)習(xí)探索行動(dòng)有不同認(rèn)知，教師深度研究人工智能手段資源應(yīng)用情況，適時(shí)組織學(xué)生展開跨學(xué)科探索反思，以提升學(xué)科教學(xué)效率和品質(zhì)。

在教學(xué)“顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡”時(shí)，教師利用多媒體展示顯微鏡圖片，介紹顯微鏡的構(gòu)造特點(diǎn)，以及顯微鏡的應(yīng)用原理。顯微鏡具有放大功能，在醫(yī)學(xué)、科研等生活應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，教師利用多媒體展示一些生活案例信息，學(xué)生對顯微鏡應(yīng)用原理有了清晰了解。隨后教師拿出一架望遠(yuǎn)鏡，現(xiàn)場組織學(xué)生利用望遠(yuǎn)鏡觀察較遠(yuǎn)的物體，解讀望遠(yuǎn)鏡的使用原理，學(xué)生熱情地參與到觀察活動(dòng)之中，對望遠(yuǎn)鏡使用有了直觀了解。教師講述望遠(yuǎn)鏡在戰(zhàn)爭環(huán)境的故事，學(xué)生對望遠(yuǎn)鏡的使用價(jià)值有了更深刻的理解。學(xué)生有實(shí)踐操作經(jīng)歷，教師將醫(yī)學(xué)、科技、歷史、語文等學(xué)科信息進(jìn)行對接和融入，成功觸動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)心理，這是典型的跨學(xué)科學(xué)習(xí)。

四、規(guī)劃樹形圖示，促進(jìn)人工智能跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)化

在跨學(xué)科教學(xué)訓(xùn)練設(shè)計(jì)時(shí)，教師有意識(shí)地規(guī)劃樹形知識(shí)圖示，利用多媒體展示這些信息，讓學(xué)生自然進(jìn)入到直觀學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，在知識(shí)梳理和構(gòu)建中完成學(xué)科學(xué)習(xí)。

1.延伸跨學(xué)科訓(xùn)練維度

在物理訓(xùn)練設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師主動(dòng)引入跨學(xué)科訓(xùn)練內(nèi)容，學(xué)生感知體驗(yàn)更為深刻。如實(shí)驗(yàn)組織，包括實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作探索、實(shí)驗(yàn)結(jié)論歸結(jié)等，整個(gè)學(xué)習(xí)過程與化學(xué)、科學(xué)、生物等學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)有諸多聯(lián)系和融入，跨學(xué)科特征鮮明，學(xué)生主動(dòng)參與到研學(xué)環(huán)節(jié)，借助其他學(xué)科知識(shí)展開物理學(xué)習(xí)和討論，其感知體驗(yàn)更為深刻。

在教學(xué)“質(zhì)量”這部分內(nèi)容時(shí)，教師搬出一架天平，要求學(xué)生自行選擇一些物品，利用天平測量其質(zhì)量。學(xué)生對天平操作比較熟悉，教師及時(shí)作出提醒，整個(gè)操作過程進(jìn)展順利。教師講述“質(zhì)量單位千克的由來”故事，要求學(xué)生進(jìn)入生活環(huán)境之中，利用家庭稱量工具，具體測量身邊的物品，將測量數(shù)據(jù)記錄下來，準(zhǔn)備參與班級集體討論活動(dòng)，對生活實(shí)踐操作情況做總結(jié)，對質(zhì)量概念做解讀。學(xué)生根據(jù)教師要求進(jìn)入生活實(shí)踐環(huán)節(jié)，在深入研究和集體研討中找到學(xué)習(xí)路徑。教師讓學(xué)生在生活中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作活動(dòng)，這是典型的生活化訓(xùn)練，將物理學(xué)習(xí)與生活實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，具有跨學(xué)科特點(diǎn)。

2.注重跨學(xué)科認(rèn)知重構(gòu)

物理學(xué)科教學(xué)引入其他學(xué)科內(nèi)容，教師需要有整合吸納的主觀意識(shí)，對相近學(xué)科知識(shí)應(yīng)用做梳理和聯(lián)系分析，在跨學(xué)科教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)真重構(gòu)?；瘜W(xué)、信息、地理、生物等學(xué)科知識(shí)應(yīng)用具有關(guān)聯(lián)性和融合性，教師組織學(xué)生展開跨學(xué)科學(xué)習(xí)討論，集中梳理和應(yīng)用其他學(xué)科知識(shí)，學(xué)生反饋主動(dòng)積極，調(diào)度效果顯著。特別是人工智能手段的廣泛參與，無疑能夠?qū)W(xué)生多種感官帶來一定沖擊。

在教學(xué)“密度”這部分內(nèi)容時(shí)，教師設(shè)計(jì)生活探索行動(dòng)，要求學(xué)生先了解密度物理概念，然后尋找身邊的物品，具體測量其密度數(shù)值，將測量結(jié)果傳輸?shù)郊倚＝换テ脚_(tái)上，看誰測量計(jì)算更為準(zhǔn)確。教師在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)公布正確答案，學(xué)生對照自身測量結(jié)果，對密度概念有了更深刻的理解。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)測量階段，測量計(jì)算數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)，教師組織學(xué)生進(jìn)行對比分析，逐漸理清一些操作方法。教師公示一些常見物體的密度數(shù)據(jù)，學(xué)生討論氣氛活躍起來，在深度研究和廣泛互動(dòng)中達(dá)成共識(shí)。在這個(gè)教學(xué)案例中，教師要求學(xué)生進(jìn)入到生活環(huán)境中展開實(shí)驗(yàn)行動(dòng)，這是物理與生活實(shí)踐的高度融合。學(xué)生有豐富生活實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷，由此形成的學(xué)科認(rèn)知更為豐富多樣。教師利用交互平臺(tái)組織訓(xùn)練行動(dòng)，這是典型的人工智能手段的教學(xué)運(yùn)用。

在物理學(xué)科教學(xué)中，教師有意識(shí)地引入跨學(xué)科教學(xué)機(jī)制，讓學(xué)生學(xué)習(xí)視野開闊起來，學(xué)習(xí)體驗(yàn)更為深刻，特別是人工智能手段的廣泛應(yīng)用，為跨學(xué)科教學(xué)帶來更多契機(jī)和條件。知識(shí)圖譜、思維導(dǎo)圖、大數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)交流、信息搜集等，都屬于人工智能助學(xué)手段范疇，教師針對教學(xué)內(nèi)容實(shí)際展開對應(yīng)設(shè)計(jì)，為學(xué)生規(guī)劃探索路線，其訓(xùn)練效果顯著，學(xué)生學(xué)科能力得到有效歷練。

【參考文獻(xiàn)】

[1]繆君君.“雙減”背景下的初中數(shù)學(xué)與物理的跨學(xué)科課堂構(gòu)建[J].數(shù)理天地（初中版），2024（09）.

[2]葛永普，潘靜，龔海蘭.跨學(xué)科視角：中華傳統(tǒng)文化融入初中物理教學(xué)的分析與實(shí)踐[J].中學(xué)物理，2024（10）.

[3]吳弟斌，馬興娟.基于“大概念+項(xiàng)目化學(xué)習(xí)”的初中物理跨學(xué)科實(shí)踐單元教學(xué)設(shè)計(jì)[J].理科考試研究，2024（10）.