


本次活动李彬老师以教科版高中物理选择性必修一《单摆》课例分享拉开序幕。面对人工智能的AI时代,如何让AI赋能教学,提高课堂效益,北二外成都附中高中学部物理团队围绕“技术赋能探究、素养导向育人”理念,依托人工智能(DeepSeek)、Tracker轨迹追踪及Excel数据建模等技术,构建从“生活情境→问题驱动→实验探究→理论建构→应用创新”的教学设计,落实物理学科核心素养目标,响应《教育强国建设规划纲要》关于“人工智能与教育深度融合”的要求。



模型构建与科学思维

首先,学生以“秋千摆动”为情景进行课前“自信3分钟”展示,从观察的结果中引发认知冲突,重现伽利略发现“摆的等时性”的情境。通过“观察→抽象→简化”建立单摆理想化模型,强化“忽略次要因素”的物理思想。



科学探究能力培养

为了探究单摆的运动规律和周期影响因素,学生通过实验,按照“猜想—设计—验证—反思”的实验要求进行探究。首先,运用控制变量法定性探究质量、振幅、摆长与周期的关系;随后,借助传感器自动采集数据、Excel线性拟合定量分析摆长与周期的关系,得出周期平方与摆长成正比的结论。
创新性地运用Tracker运动追踪软件测绘单摆位移与时间的关系图像,并借助生成式人工智能(元宝Deepseek)深入解析位移与时间的函数表达式,更加严谨地得出单摆在小角度摆动时满足简谐运动的规律。以人工智能技术为突破口,有效破解了传统教学无法从运动图像定量分析单摆运动的难点,为创新物理教学提供了范例。
在探究过程中,学生亲身体验分析数据、发现规律与形成合理结论的全过程,提升了学生的科学探究素养,培养了学生运用数学工具分析数据的能力,契合物理课标“注重科学探究,经历科学探究过程,学习科学研究方法,养成科学思维习惯,发展自主学习能力”的要求。



教学成效数据

▶目标达成度:通过智学网“数智作业”当堂反馈练习正确率达92%,学生能自主应用周期公式解决摆钟校准、重力加速度测算等问题。
▶素养提升表现:100%学生掌握单摆模型建构方法, 85%以上能独立设计控制变量实验方案, 通过Tracker与DeepSeek操作,95%学生理解数字化实验的核心逻辑。




李彬老师用AI可视化突破认知障碍:通过DeepSeek解析x-t图像函数,将抽象规律转化为数学语言,替代传统“肉眼比对”,引导学生聚焦规律本质而非计算细节。情境闭环设计:以生活现象(秋千)为起点,太空失重钟摆失效为终点,串联“物理建模→科学解释→铯原子钟科技案例”,实现知识传递与科技强国价值观的有机统一。
李彬老师以“实验→数据→理论”三维路径展开探究路径:以“实验→数据→理论”重构认知逻辑,融合定性探究(控制变量法)与定量建模(Excel拟合+Tracker验证),形成“现象→模型→规律→升华”的完整链条,直击物理学科本质。技术深度赋能:Tracker轨迹追踪、DeepSeek智能解析等技术贯穿实验全流程,破解传统教学瓶颈,使高阶思维(如数据分析、数学建模)自然生长,实现“科学探究”“科学思维”素养的落地。
李彬老师的课堂呈现出双路径批判性思维:从动力学(方程推导)与运动学(图像分析)双维度验证规律,通过异常数据对比培养“尊重数据、质疑结论”的科学态度。技术破壁与认知跃迁:Tracker将位移变化可视化,DeepSeek简化微分方程推导,打破机械记忆壁垒,推动单摆周期公式从“知识记忆”向“意义建构”转变,彰显技术工具对核心素养的支撑作用。
宋老师指出:AI作为“认知加速器”助力教学深度探究,重构“知识-能力-品格”三位一体目标。本课成功构建了“情境→问题→探究→应用”的教学闭环,在学生模型建构、科学推理、创新意识等关键能力的培养上切实有效,为物理核心素养的落实提供了优秀范例。特别是在数字化实验设计和 AI 技术应用方面的创新实践,对新高考改革背景下的物理教学具有重要参考价值。




武侯区物理教研员周諓指出:本课通过“物理规律探索”与“AI技术应用”两条主线的交织,构建了认知发展的双向通道。周諓老师提出以“双线架构”为核心的融合式教学设计革新方案,学科线遵循“生活现象→模型建构→实验验证→理论推导→工程应用”的认知逻辑链,技术线则通过AI轨迹分析、AR标尺测量、传感器采集与数字孪生模拟构建技术支撑体系,在误差超5%时启动AR校准、以自动化处理替代重复计算、基于学情推送分层提示的技术介入原则下,形成精准教学(数据驱动决策)、认知建构(多模态交互具象化抽象概念)、因材施教(个性化学习路径)、过程评价(AI成长追踪)、教育公平(云端资源共享)五大赋能方向,推动教师转型为善用AI分析的“思维赋能者”,在构建师生共创学习生态的同时,通过技术伦理风险防范机制,实现知识传授向能力培养的范式转变。

这种深度融合区域教研智慧的课例分析,既展现了武侯教育人在AI浪潮中的专业坚守,又凸显了“技术赋能而不越位”的区域课改特色,为新时代物理教学改革提供了可复制的“武侯样本”。


本次教研活动为我校物理学科发展指明方向,北二外成都附中将始终秉持技术为师生成长赋能的原则,高中物理组将持续推进AI技术深度融入物理教学全过程,构建虚实联动的实验教学场景,依托智能平台建立学情数据库,实现精准化教学和个性化辅导。
本次《单摆》课例作为我校【学科融合创新工作室】阶段性成果,充分体现了北二外成都附中“守正如初 创新不止”校训的教育内涵,为全省教师提供可借鉴、可验证的实践范本。AI赋能物理课堂教学,不仅培养了学生的科学素养与创新精神,更彰显了全体教师“立足学科本质、拥抱技术变革、培育时代新人”的现代教育理念。学校将持续开展【AI+教育】实践,并通过公众号专栏进行经验分享,推动技术赋能从【创新探索】走向【常态应用】。
总第1613期
供稿 | 物理学科组
图片 | 物理学科组
一审:李 彬
二审:陈沅鑫
三审:向南东
一校:王星宇
二校:冯廷波
三校:周 雅













