數(shù)智時(shí)代物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)新探索

高中物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是重要的教學(xué)內(nèi)容，在物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育中具有舉足輕重的地位，是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑?！镀胀ǜ咧形锢碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標(biāo)”）提出要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)方式，重視數(shù)字實(shí)驗(yàn)，研究數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用。教育部等十八部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)新時(shí)代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》指出，要加強(qiáng)探究實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字實(shí)驗(yàn)室等新型教學(xué)空間建設(shè)，探索利用人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字化手段賦能實(shí)驗(yàn)教學(xué)；加強(qiáng)真實(shí)問題驅(qū)動(dòng)下的跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，強(qiáng)化學(xué)科實(shí)踐，培養(yǎng)深度思維。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，教師基于智慧課堂開展高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能有效提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。以建立基于數(shù)智系統(tǒng)的教學(xué)體系作為主要目標(biāo)，建設(shè)智慧學(xué)習(xí)平臺、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)資源庫、移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)閉環(huán)，能有效改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)：既能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的精準(zhǔn)性，又能提升師生的數(shù)字素養(yǎng)。一、傳統(tǒng)之缺：條件受限影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果受實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)場地、教學(xué)進(jìn)度、教師理念等多方面因素的限制，傳統(tǒng)模式下高中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在弊端，造成實(shí)驗(yàn)功效不斷降低，甚至出現(xiàn)“探究退化為驗(yàn)證，驗(yàn)證退化為體驗(yàn)，體驗(yàn)退化為觀賞，觀賞退化為說題”的怪象，影響了實(shí)驗(yàn)價(jià)值的充分實(shí)現(xiàn)。（一）實(shí)驗(yàn)方案選擇缺乏多樣性對于物理原理的證明，往往可以提供多種實(shí)驗(yàn)方案?，F(xiàn)行主流教材也提供了多種參考案例，但不少教師只憑經(jīng)驗(yàn)教學(xué)，在缺乏對學(xué)情精準(zhǔn)了解的情況下統(tǒng)一選擇某一案例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，造成學(xué)生體會不到不同設(shè)計(jì)方案所蘊(yùn)含的不同思想，束縛了學(xué)生思維發(fā)展。（二）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場診斷交互性不強(qiáng)受實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、軟硬件、時(shí)空等因素影響，會出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)與預(yù)期不一致的現(xiàn)象。同時(shí)，由于學(xué)生的操作可能不規(guī)范，加之缺乏視頻捕獲工具及交互性工具，教師無法用現(xiàn)場視頻片段演示等手段及時(shí)精準(zhǔn)診斷。例如，在學(xué)生分組探究“靜電屏蔽規(guī)律”時(shí)，大多數(shù)組能發(fā)現(xiàn)金屬筒內(nèi)絲箔未張開，從而得出金屬筒內(nèi)部不帶電的結(jié)論。但是，個(gè)別組發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絲箔張開了，實(shí)驗(yàn)沒有成功。如果教室內(nèi)有智慧交互系統(tǒng)，教師可以現(xiàn)場拍照，并馬上將現(xiàn)象投射到全體學(xué)生面前，發(fā)動(dòng)學(xué)生交流析疑。（三）實(shí)驗(yàn)效果評估精準(zhǔn)度不高一些學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中，記錄數(shù)據(jù)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，遇到異常數(shù)據(jù)刻意規(guī)避，不深入探究。因?yàn)槿狈?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，缺少成果展示及交流評議平臺，教師無法精準(zhǔn)評估實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。此外，還存在其他問題，如缺乏實(shí)驗(yàn)資源利用的開放性、實(shí)驗(yàn)與習(xí)題教學(xué)的融合性、課外生活情境實(shí)驗(yàn)的拓展性等。二、數(shù)智之光：數(shù)字化改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)恰逢其時(shí)（一）數(shù)智系統(tǒng)應(yīng)用引發(fā)教學(xué)新變革數(shù)智系統(tǒng)指集成數(shù)據(jù)分析、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等多種信息技術(shù)的智能系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)智能終端系統(tǒng)搭建，主要以連接、計(jì)算、協(xié)同、數(shù)據(jù)與智能為核心能力組成要素，注重?cái)?shù)據(jù)的智能化分析與處理及數(shù)據(jù)應(yīng)用，在數(shù)字化基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)決策自優(yōu)化、執(zhí)行自動(dòng)化與自我學(xué)習(xí)提升。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能（AI）的廣泛應(yīng)用，教育工具和方法也在不斷更新。交互式電子書包、虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)、視頻圖像處理軟件等都已成為常見的教學(xué)工具。“知乎直答”“文心一言”“Kimi”等AI聊天機(jī)器人的應(yīng)用，更是將教學(xué)互動(dòng)提升到了一個(gè)新的層次，使得教學(xué)環(huán)境變得更加豐富多彩，同時(shí)也為學(xué)生提供了更加個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。（二）數(shù)智系統(tǒng)有效促進(jìn)個(gè)性化教學(xué)數(shù)智時(shí)代，學(xué)校實(shí)施個(gè)性化教學(xué)已成為必然趨勢。以“數(shù)據(jù)分析—特征發(fā)現(xiàn)—智能干預(yù)”為特征，構(gòu)建個(gè)性化的“學(xué)習(xí)—診斷—干預(yù)”閉環(huán)模式，是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵。數(shù)智系統(tǒng)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。它涵蓋了從實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的確立、實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的即時(shí)診斷，再到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與評估等多個(gè)層面。教師在營造數(shù)智化教學(xué)環(huán)境時(shí)，需要不斷創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式。這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的閉環(huán)管理，提高教學(xué)效率，而且能夠拓展課外實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和空間，讓學(xué)生在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)。（三）師生數(shù)據(jù)素養(yǎng)需要在技術(shù)應(yīng)用中提升有了數(shù)據(jù)的助力，教師可以更精準(zhǔn)地進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生也可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解程度進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)習(xí)效率。此外，提高師生的數(shù)據(jù)素養(yǎng)也是教學(xué)中不可忽視的一環(huán)。教師需要掌握如何利用數(shù)智系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、特征發(fā)現(xiàn)和智能干預(yù)，學(xué)生則需要學(xué)會如何利用這些工具自主學(xué)習(xí)。這不僅能夠提升學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力，還能夠培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力?？傊?，數(shù)智系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，不僅能夠提升教學(xué)的質(zhì)量和效率，而且能夠?yàn)閷W(xué)生提供更加豐富和個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以預(yù)見，未來的教育將更加智能化、個(gè)性化，而數(shù)智系統(tǒng)將在這一過程中發(fā)揮越來越重要的作用。三、數(shù)智之行：改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)鍵舉措（一）改進(jìn)智能教學(xué)平臺學(xué)校需要營造高標(biāo)準(zhǔn)的智能教學(xué)環(huán)境，建立智慧教室、智慧實(shí)驗(yàn)室、“智學(xué)網(wǎng)”精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)、數(shù)字化終端實(shí)驗(yàn)資源庫等，支持教師借助人工智能、知識圖譜及大數(shù)據(jù)自動(dòng)分析技術(shù)，為學(xué)生打造個(gè)性化在線學(xué)習(xí)平臺。筆者所在學(xué)校為每位學(xué)生免費(fèi)提供平板電腦，配置相應(yīng)系統(tǒng)（內(nèi)置豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工具），支持教師在講解時(shí)隨時(shí)調(diào)用資源。智慧教室具有AI課堂實(shí)錄分析系統(tǒng)，能對教師教學(xué)行為進(jìn)行智能記錄，包括教學(xué)場景分析、教師提問分析、S-T教學(xué)分析、教師巡視分析。學(xué)生學(xué)習(xí)行為及其頻率會被自動(dòng)記錄，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生學(xué)習(xí)行為的聯(lián)動(dòng)與智能分析。如何建設(shè)與數(shù)字化終端匹配的實(shí)驗(yàn)資源庫？筆者依托“之江匯”（教育廣場）數(shù)字平臺，建立校本實(shí)驗(yàn)資源庫，提供與主流教材配套的優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，利用學(xué)生電子書包終端支持學(xué)生按專題檢索內(nèi)容、閱讀學(xué)習(xí)，突破時(shí)空限制。資源庫板塊包括：（1）多元設(shè)計(jì)區(qū)，對于同一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不同方案并準(zhǔn)備對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，針對課標(biāo)要求的21個(gè)必做實(shí)驗(yàn)，教師逐一錄制操作演示視頻；（2）虛擬實(shí)驗(yàn)室區(qū)，包含數(shù)字化虛擬實(shí)驗(yàn)裝置、數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等；（3）診斷把脈區(qū)，收錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場視頻片段，以便為學(xué)生診斷把脈；（4）生活中的物理原理區(qū)，載有情境化的小實(shí)驗(yàn)、生活及科技應(yīng)用中的各類真實(shí)影像，以及建模后的配套習(xí)題，旨在促進(jìn)實(shí)驗(yàn)與習(xí)題教學(xué)融合；（5）物理學(xué)史區(qū)，讓學(xué)生了解物理學(xué)家在發(fā)現(xiàn)或探究物理規(guī)律時(shí)，是如何基于當(dāng)時(shí)的條件運(yùn)用實(shí)驗(yàn)原理和方法的；（6）題庫區(qū)，包含歷年高考及各地聯(lián)考試卷中優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)題，以及主流物理教學(xué)期刊上刊載的對實(shí)驗(yàn)題的評論性文章等。（二）探索基于數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式筆者以電子書包為載體，在教學(xué)活動(dòng)中采取虛擬與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合等多種方式，多維度、多層次地動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的交互，滿足課前預(yù)習(xí)、課中交互和課后拓展、輔導(dǎo)交流等多場景需求。筆者基于實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐構(gòu)建了“三維五環(huán)”數(shù)智課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式（如圖1），以提高物理教師應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)情收集、學(xué)情分析、教學(xué)設(shè)計(jì)的能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)情數(shù)據(jù)化和學(xué)生思維可視化、學(xué)習(xí)個(gè)性化，將數(shù)據(jù)與“學(xué)生的學(xué)”“教師的教”緊密聯(lián)系，形成良性閉環(huán)。課前準(zhǔn)備：利用“智學(xué)網(wǎng)”等智能教學(xué)平臺，發(fā)布微課并提供多個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前自主學(xué)習(xí)。筆者應(yīng)用系統(tǒng)平臺并借助數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行全程記錄統(tǒng)計(jì)，基于精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析，及時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到“預(yù)習(xí)起點(diǎn)可視化，目標(biāo)設(shè)定更合理”的效果。以“驗(yàn)證動(dòng)量守恒”的探究為例，教材提供了兩個(gè)參考案例：“研究氣墊導(dǎo)軌上滑塊碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒”（案例一）和“研究斜槽末端小球碰撞時(shí)的動(dòng)量守恒”（案例二）。案例二裝置與之前“研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置相同，筆者預(yù)先基于案例二做了教學(xué)設(shè)計(jì)。在教學(xué)中，平臺反饋學(xué)生對氣墊導(dǎo)軌、光電門、橡皮泥等器材及此套裝置呈現(xiàn)的不同碰撞場景更感興趣，立即調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，更換學(xué)生實(shí)驗(yàn)裝置為案例一中的裝置。課中交互：學(xué)生利用平板電腦將小組協(xié)作完成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在班級內(nèi)分享，交流互動(dòng)，展開評價(jià)并進(jìn)行思維交鋒。筆者利用“希沃授課助手”及時(shí)捕獲實(shí)驗(yàn)操作影像，零距離交互，進(jìn)行實(shí)時(shí)現(xiàn)象分析、診斷把脈。為了引導(dǎo)學(xué)生分析抽象的物理過程，筆者借助虛擬仿真實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)問題情境，模擬演示動(dòng)態(tài)過程，利用圖表數(shù)字化功能，提高教學(xué)的交互性和可視化程度。引導(dǎo)學(xué)生在交互中收集數(shù)據(jù)，分析規(guī)律，解釋現(xiàn)象，提高了學(xué)生建構(gòu)模型、科學(xué)思維和科學(xué)探究的能力，以及基于證據(jù)得出結(jié)論的素養(yǎng)（如圖2）。課后反饋：筆者借助平臺，讓學(xué)生在課后進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行交流。教材提供的同一實(shí)驗(yàn)的不同參考案例也通過平臺供學(xué)生操練。教師批閱以后，平臺及時(shí)提供學(xué)生作業(yè)情況統(tǒng)計(jì)表，幫助教師根據(jù)數(shù)據(jù)解決班級共性問題，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)。為鞏固實(shí)驗(yàn)效果，筆者要求學(xué)生借助虛擬數(shù)字化仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行操作。此外，根據(jù)學(xué)生自身情況，推送微課等數(shù)字實(shí)驗(yàn)資源，做到查缺補(bǔ)漏，以“學(xué)習(xí)需求分層化，自主學(xué)習(xí)循個(gè)性”為導(dǎo)向，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí)。（三）建立基于數(shù)智應(yīng)用的移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室2019年人教版物理教材中傳感器實(shí)驗(yàn)共12個(gè)，其中3個(gè)是用手機(jī)傳感器進(jìn)行探究的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)例源自學(xué)生身邊生活情境，它們利用手機(jī)的智能性，融情境、趣味、簡便、高效為一體，給實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了新的思路和方向。智能手機(jī)是一種集眾多強(qiáng)大功能為一體的智能設(shè)備，大多數(shù)智能手機(jī)至少包含12類傳感器。這些內(nèi)置傳感器具有高靈敏性和數(shù)字化特點(diǎn)，可以方便迅速地采集現(xiàn)實(shí)生活或?qū)嶒?yàn)室中各類物理量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行多元化的數(shù)據(jù)分析處理。這些傳感器所測量的物理量正是中學(xué)生要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，理論上講可以用它們做非常多高精度的物理實(shí)驗(yàn)?；谥悄苁謾C(jī)傳感器開發(fā)的實(shí)驗(yàn)探究App已大量上市，其中應(yīng)用較多的有8類。手機(jī)物理工坊（Phyphox）是目前教師使用最廣泛的軟件之一，它充分應(yīng)用了智能手機(jī)的傳感器，能即時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)展示及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)出處理。它的藍(lán)牙模塊支持手機(jī)與其他外接傳感器開展物理實(shí)驗(yàn)，具有傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的精確度和實(shí)驗(yàn)效果。在Phyphox等軟件的支持下，手機(jī)變成移動(dòng)數(shù)智設(shè)備，成為理想的移動(dòng)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)終端。以“超重和失重”為例，2019年人教版物理教材將此內(nèi)容單列成節(jié)，注重學(xué)生在學(xué)習(xí)“超重和失重”過程中的體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)過程，凸顯了基于真實(shí)情境的研究方法。在教學(xué)中，筆者先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象可視化，即利用改裝后的藍(lán)牙傳感器電子力秤，結(jié)合手機(jī)軟件Phyphox和投屏軟件，演示下蹲起立時(shí)的超失重現(xiàn)象，借助手機(jī)投屏，讓學(xué)生清晰地觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。筆者讓學(xué)生結(jié)合圖像（如圖3），思考以下3個(gè)問題：①蹲起經(jīng)歷了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過程？②哪些階段出現(xiàn)超重現(xiàn)象，哪些階段出現(xiàn)失重現(xiàn)象？③若蹲起時(shí)經(jīng)歷一段較長時(shí)間的勻變速運(yùn)動(dòng)，圖像有何變化？對第3問，筆者首先利用Phyphox實(shí)驗(yàn)程序編輯器，將力和加速度同步對比顯示，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)可視化。然后，現(xiàn)場演示，得出結(jié)論，即“超重和失重”現(xiàn)象由加速度方向決定，與運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。最后，讓學(xué)生體會牛頓運(yùn)動(dòng)定律中力和加速度的同步性關(guān)系。筆者分析在課堂上學(xué)生對此的理解、接受效果，發(fā)現(xiàn)學(xué)生情緒高漲，課堂氛圍良好。利用智能手機(jī)開展物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效提升了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自我效能感。物理概念與規(guī)律是實(shí)驗(yàn)與邏輯的結(jié)晶。學(xué)生學(xué)習(xí)概念與規(guī)律，得出結(jié)論，需要實(shí)驗(yàn)取證、驗(yàn)證。學(xué)生要想高質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，必須解決案例的普遍性和數(shù)據(jù)的真實(shí)性兩個(gè)問題，但由于課堂時(shí)間有限，常規(guī)實(shí)驗(yàn)很難同時(shí)解決這兩個(gè)問題。當(dāng)物理現(xiàn)象不易觀察，或者使用傳統(tǒng)方法采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、處理過程繁雜，實(shí)驗(yàn)精度不高時(shí)，實(shí)驗(yàn)效果往往不理想。當(dāng)前，視頻分析與數(shù)據(jù)處理的信息技術(shù)軟件眾多，如VideoPoint、Tracker、Loggerpro、PhysicsToolKit、Ecolab3.0等，其中Tracker軟件具有完全免費(fèi)、功能強(qiáng)大、操作簡單的特點(diǎn)。它能對研究對象逐幀進(jìn)行追蹤定位，創(chuàng)建出類似于頻閃照片的效果，支持用戶利用其數(shù)據(jù)分析工具快速、高效獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖像。以“機(jī)械能守恒定律”為例，以往教師多采用演繹推理的方法利用自由落體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，得出守恒條件。其實(shí)，這不符合由特殊到一般、由淺層到深度的規(guī)律探究要求。筆者改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)，在課堂上利用手機(jī)拍攝自由落體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)三段視頻，直接導(dǎo)入Tracker軟件，并借助軟件展示數(shù)據(jù)處理結(jié)果，讓學(xué)生觀察在用鋼球作為研究對象時(shí)，各類運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒，但用塑料球做研究對象時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能不斷減少。如此探究得出守恒條件更令人信服，讓學(xué)生更容易理解守恒定律的內(nèi)涵。課外，筆者建立移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，設(shè)計(jì)拓展性的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合真實(shí)的問題情境，對生活中常見的物理場景如投籃、碰撞、蹦極等開展自主實(shí)驗(yàn)探究，抽象出各種運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)特征，并通過智能終端進(jìn)行交流互動(dòng)，加深對物理概念和規(guī)律的理解。如此，既能“玩機(jī)增智”，提升實(shí)驗(yàn)興趣，又能拓展實(shí)驗(yàn)時(shí)空，提升實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)。（四）搭建基于智能工具應(yīng)用的交互場景作為一種外源性技術(shù)手段，數(shù)智技術(shù)正在重塑實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式和形態(tài)。以“文心一言”“Kimi”等為代表的生成性AI聊天機(jī)器人，能夠使用自然語言模型和機(jī)器學(xué)習(xí)與人類交流。筆者將“Kimi”等智能軟件作為教學(xué)工具，為每個(gè)學(xué)生提供定制化的學(xué)習(xí)支持。在教師指導(dǎo)下，學(xué)生借助多種智能工具和平臺，自主、便捷地獲取豐富的學(xué)習(xí)資源。例如，最美物理實(shí)驗(yàn)之一“密立根油滴實(shí)驗(yàn)——電子電荷量的測定”是電磁學(xué)的重要組成部分，以該實(shí)驗(yàn)為背景的習(xí)題大量出現(xiàn)，由于高中生所學(xué)知識有限，習(xí)題的命制者對實(shí)驗(yàn)過程作了較大的簡化，沒有展示出密立根油滴實(shí)驗(yàn)的精髓之處——電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷量只能是e的整數(shù)倍。為彌補(bǔ)不足，在課外項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)中，筆者首先讓學(xué)生與“文心一言”或“Kimi”對話，查詢資料快捷了解實(shí)驗(yàn)原理與過程。個(gè)別學(xué)生甚至搜索到密立根的原始手稿數(shù)據(jù)。學(xué)生進(jìn)一步與AI工具對話，檢索密立根油滴虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，其中“豆包”直接提供視頻資料。學(xué)生快捷找到資料，觀看實(shí)驗(yàn)過程理解實(shí)驗(yàn)原理。筆者對原始數(shù)