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AI賦能中學物理課堂(從工具應用到課堂變革)

  • 作者：編者:項華|責編:張振華
  • 出版社：廣西教育
  • ISBN：9787543597921
  • 出版日期：2026/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：278
人民幣：RMB 68 元      售價：元
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內容大鋼
    人工智慧將人類帶入智能新紀元。數據正在成為核心資源。在教育領域，AI正以前所未有的力量賦能教學，推動物理教育實現範式重構。《AI賦能中學物理課堂：從工具應用到課堂變革》致力於闡明：AI不僅是輔助教學的工具，更是能夠動態響應教學難點、破解抽象之困、突破實驗之限、解決個性化之難的協同夥伴。本書旨在幫助教師借AI之力，激發學生「對話星辰」般的科學思維，提升學生物理學科核心素養，使每一次課堂互動都成為師生共同探索規律、塑造思維的起點——讓AI成為教師手中那支神奇的「會生長的粉筆」。
作者介紹
編者:項華|責編:張振華
    項華，北京師範大學物理與天文學院教授、博士生導師。中國教育發展戰略學會教育教學創新專業委員會常務理事，華人探究學習學會常務理事，中國機器人創客教育創新聯盟專業委員會主任，北京數字創客教育科技研究院首席專家。專業方向為物理課程與教學論，物理現代教育技術研究，AI科創教育。率先在高等師範院校開設「中學物理教學與信息技術整合」「A-STEM科創教育與項目式學習導論」課程。
目錄
第一篇 理念革新篇
  第一章 AI：物理學科核心素養的共育者
    第一節 核心概念界定：物理學科核心素養、AI技術與人機共生
      一、物理學科核心素養
      二、AI技術：從「教學工具」到「認知夥伴」的演進
      三、人機共生：邁向「1+1>2」的協同
    第二節 物理學科核心素養落地的痛點與AI破局點
      一、物理學科核心素養的落地挑戰
      二、AI破局：構建「可視、可探、可思」的智慧學習場
      三、AI時代人機協同課程與教學重構模型
    第三節 「不怕做不到，就怕想不到」
      一、人機協同搭子／夥伴
      二、一種人機協同教學模式——「『1+3+5』創造思維課堂」
      三、「『1+3+5』創造思維課堂」與傳統課堂教學模式對比
    第四節 面向人機協同的「1+3+5』創造思維課堂」教學設計與實例
      一、「三體課堂」結構
      二、「『1+3+5』創造思維課堂」實例
    本章小結
  第二章 人機協同視域下物理教師的角色重塑與能力建構
    第一節 警惕及規避AI應用的三大陷阱
      一、技術依賴及其規避策略
      二、學科特質弱化及其規避策略
      三、數據隱私泄露與倫理風險及其規避策略
    第二節 重塑從「知識傳遞者」到「思維領航者」的角色
      一、學習設計者
      二、學習嚮導
      三、教學協作者
      四、數據分析師
      五、思維領航者
    第三節 物理教師AI五維能力及其進階發展路徑
      一、物理教師AI五維能力的構成
      二、物理教師AI能力自評
      三、物理教師AI五維能力進階路徑
    第四節 「『1+3+5』創造思維課堂」教學模式中教師的實戰導航圖
      一、「1個問題閉環」中的教學策略
      二、「3PBL」中的教學策略
      三、「5維思維」中的教學策略
      四、教師在「1+3+5』創造思維課堂」教學模式中的自我評估清單
    本章小結
第二篇 工具入門篇
  第三章 物理教師的AI基礎工具箱
    第一節 零門檻AI工具入門
      一、利用DeepSeek設計「伽利略斜面實驗」互動探究劇本
      二、利用DeepSeek解構「動能定理」
    第二節 AI驅動的教學資源革新
      一、利用「天工AI+即夢AI」一站式生成「光的折射」教學資源包
      二、學情分析助手：精準診斷學生的學習瓶頸
    本章小結
  第四章 物理教師AI智能體：個性化教學的搭子與學伴
    第一節 5分鐘上手：從零構建物理教學AI智能體

    第二節 完善智能體功能
      一、提示詞設計與優化：提升智能體應答質量
      二、知識庫搭建：豐富智能體教學資源
      三、插件應用：擴展智能體的物理教學能力
    第三節 高階智能體開發
      一、3分鐘上手：開發一個學科調查小助手
      二、多智能體協作：打造物理教學的智能體團隊
    本章小結
第三篇 場景實戰篇
  第五章 AI備課新範式：從經驗驅動到數據驅動
    第一節 5分鐘上手：極速生成高質量教學設計方案
      一、快速響應：觀摩課AI教學設計實戰
      二、融合詩詞與AI，生成互動教案
    第二節 精準定位：教學目標與學情分析
      一、學情洞察：AI問卷設計與數據分析
      二、AI支持下的核心素養目標轉化與測評設計
      三、AI預判學情與教學難點
    第三節 創意設計：教學流程與資源創生
      一、文本生成：情境故事與記憶口訣設計
      二、圖像生成：從科學插圖到教學連環畫
      三、音頻生成：預習播客與學科音樂製作
      四、視頻生成：3D動畫與數字人講解製作
      五、課件製作：教學PPT的快速生成與設計
      六、難題破解手：聲／光實驗的網頁模擬工具
      七、三維場景中橫波沿繩子傳播互動動畫
    第四節 因材施教：分層任務與個性化作業
      一、基於學情，AI快速生成分層作業
      二、分層作業智能編排策略
    第五節 復盤優化：教學評估與反思
      一、依據素養目標，AI生成實驗探究的評價量規
      二、教師主導審閱與優化教學方案
    本章小結
  第六章 物理實驗AI教學：從驗證到創造
    第一節 5分鐘上手：用Algodoo破除千年迷思
    第二節 攻破「看不見的微觀世界」
      一、PhET電流偵探——解密導線內電子的運動情況
      二、探究布朗運動——追蹤花粉的舞動
      三、可互動式觀察台——分子熱運動與擴散現象
    第三節 捕捉「抓不住的瞬間現象」
      一、感知增強現實——簡諧運動模擬器
      二、觸摸抽象的能量——可暫停蹦極模型
      三、基於phyphox的加速度分析——捕捉超重、失重瞬間
    第四節 化解「做不了的高危實驗」
      一、家庭電路交互模擬——安全用電沙盒
      二、虛擬α粒子散射——破解原子核之謎
    第五節 激發「被束縛的創造力」
    本章小結
  第七章 AI驅動的物理教學測評與個性化輔導
    第一節 智能命題與組卷：從課堂檢測到中考命題
      一、快速生成課堂檢測題：3分鐘輕鬆上手

      二、AI生成雙向細目表與試卷結構分析
      三、AI賦能原創試題的命制
      四、AI生成中考模擬試卷
    第二節 試卷與實驗報告的智能批改：從結果評價到過程診斷
      一、試卷批改：AI識別典型錯誤與認知診斷
      二、實驗報告AI批改：可視化思維過程
      三、基於視頻測評實驗情況：透視實驗操作與小組協作
      四、因地制宜巧用AI：鄉村學校輕量化實驗評估設計
    第三節 學情診斷與數據分析：從碎片化數據到能力畫像
      一、構建動態學情畫像
      二、多源數據採集與模型化分析
    第四節 個性化干預與輔導：從錯題變式到迷思概念糾正
      一、錯題變式生成：AI智能生成針對性練習
      二、迷思概念糾正：打破認知誤區
    本章小結
第四篇 場景創新篇
  第八章 人機協同物理課堂：從刷題到思維創新
    第一節 5分鐘上手：生成複雜問題鏈
    第二節 AI驅動的高階問題解決
      一、AI助力高階思維命題
      二、AI驅動跨界命題
    第三節 AI拓展探究疆域與認知邊界
      一、微觀可視化實踐：AR透視電子在勻強磁場中的運動
      二、跨尺度現象探究：從量子躍遷到宇宙膨脹的虛擬模擬實驗
    第四節 AI賦能辯論賽設計
      一、AI提供辯論題目
      二、學生與AI辯論
      三、AI進行結辯陳詞
      四、AI輔助復盤辯論過程
    第五節 人機協同的「創造思維課堂」教學設計
      一、基於問題閉環的教學設計
      二、「3PBL」教學模式的組織與實施
      三、「5維思維」的AI支持策略
    本章小結
  第九章 AI驅動跨學科實踐：打破學科壁壘，邁向素養融合
    第一節 5分鐘上手：用AI生成第一張跨學科實踐藍圖
    第二節 AI跨學科實踐深度整合
    第三節 AI支持的跨學科日常教學創新
      一、設計舞檯燈光秀：當物理遇見藝術
      二、改裝密度計：當物理遇見工程
      三、果廢料能源轉化：當物理遇見可持續發展
    第四節 AI賦能跨學科評價革新
      一、項目式學習的AI「體檢報告」
      二、跨學科素養發展追蹤
      三、大規模跨校評價與區域標桿庫建設
    本章小結
  第十章 AI助推物理教師專業發展與教研創新
    第一節 減負增效：AI破解物理教研的機械化勞動困境
    第二節 專業躍升：AI深化物理教研核心能力
      一、文獻研究的智能輔助

      二、文獻綜述的智能寫作
      三、數據分析的高效賦能
      四、論文撰寫的全流程支持
      五、教研新生態
    第三節 AI時代中學物理教師專業發展測評量規
    本章小結
第五篇 行穩致遠篇
  第十一章 負責任地使用AI：風險防範與教學倫理
    第一節 5分鐘上手：識別AI使用中的演算法偏見
    第二節 「飛行前檢查清單」：引入AI工具前的風險評估
    第三節 數據保護實操：為學生的數據「上鎖」
    第四節 「智能腳手架」與「思維萎縮」：警惕AI依賴
    第五節 評估新範式：在AI輔助的世界里驗證原創性
    第六節 AI倫理實驗室：將「演算法偏見」作為教學契機
    第七節 共創規則：制定班級AI使用公約
    本章小結
  第十二章 前沿技術瞭望：AI與物理教育的未來走向
    第一節 5分鐘上手：推開未來課堂教學之門
      一、展望2035年的物理課堂
      二、穿越時空，體驗利用智能學習平台輔助教學
    第二節 可穿戴設備在物理教學中的應用展望
      一、穿越時空：物理學習日記
      二、沉浸式認知實驗室應用場景案例
      三、穿越時空：基於可穿戴感測器的牛頓運動定律定量驗證
    第三節 元宇宙在物理教學中的應用展望
      一、穿越時空：元宇宙中的「浮力探秘之旅」
      二、穿越時空：「電磁探索者」——元宇宙中的楞次定律深度探究
    本章小結

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