步入21世纪这个信息化飞速发展的时代，人工智能技术正以前所未有的速度席卷教育领域，为传统教育模式带来了一场颠覆性的变革。作为自然科学的重要基石，物理学科在培养学生科学素养和创新能力方面发挥着举足轻重的作用，而实验教学更是这一过程中的关键环节。将人工智能技术深度融入初中物理实验教学之中，不仅能够显著提升实验教学的效率与质量，更能够点燃学生的学习热情。
一、初中物理实验教学现状分析
（一）实验教学方式单一
在传统的物理实验教学模式中，教师常常占据主导地位，主要通过演示实验来传授知识。然而，这种教学方式存在一个显著的弊端：学生的参与度普遍较低。在实验过程中，学生往往只是被动地观察，缺乏主动探索和动手操作的机会。这种被动的学习状态不仅难以激发学生的学习兴趣，更难以培养他们的探究精神和实验能力。
（二）实验设备不足
当前，众多初中学校在物理实验设备的配置上存在明显短板，这一问题在农村地区及欠发达地区尤为突出。由于实验设备的匮乏，实验教学难以按照教学大纲的既定要求顺利开展。学生们因此失去了通过亲手操作来直观感知物理现象的机会，只能依赖于理论讲解和模拟实验来勉强理解相关知识。
二、人工智能与初中物理实验教学深度融合的重要性
人工智能（AI）技术，起初只是计算机技术中的一个分支，但经过持续的发展，现已成长为独立且至关重要的学科，深刻地影响着人类的生产与生活。AI技术凭借其精准度高、能提供个性化服务与支持、强化网络安全等多重优势，在初中物理教学中展现出巨大的融合潜力。它不仅能助力教师创新教学设计，为学生提供量身定制的学习体验，促进个性化与自主学习，显著提升学习成效；还能智能评估学情，帮助教师精准把握学生需求，实施针对性教学，确保教学质量。
三、人工智能与初中物理实验教学深度融合的实践策略
（一）创设问题情境，培养学生探究能力
学生的探究能力，作为衡量其学习质量高低的关键指标，对其学术成长具有深远影响。具备强大探究能力的学生，能够自主完成知识的预习与复习，洞察新旧知识间的内在联系，实现深度学习的目标。相反，探究能力较弱的学生则往往被动接受知识，学习效率低下。因此，初中物理教师应充分利用人工智能技术的助教与助学优势，精心构建问题情境，以激发学生的探究潜能。
以“电流和电路”的教学为例，教师可以巧妙地运用人工智能技术，为学生打造一个既安全又富有启发性的学习环境。通过虚拟实验，学生可以在无触电风险的前提下，直观感受电流与电路的奥秘。在“家庭电路”的虚拟实验中，学生得以清晰观察电路的连接细节，深入理解家庭照明电路的内部结构及各元件的功能。当教师模拟切断电路中的某个电器连接点时，学生惊讶地发现，整个家庭电路并未因此停止运转。这一现象立即引发了他们的好奇心，促使他们主动探究其中的原因。通过仔细观察与分析，学生发现被切断的电器连接点与整个电路处于并联状态，因此其断开并不会影响整个电路的工作。在此基础上，教师进一步提出问题：“如果想在现有的家庭电路上接入新的闭合电路，应该如何操作？”这一问题的提出，再次点燃了学生的探究热情。他们纷纷结合虚拟实验中的观察结果，展开热烈的讨论与尝试，逐步提升了自身的探究能力。
（二）开展实践活动，激发学生学习兴趣
实验教学作为物理知识体系中不可或缺的一环，对于培养学生的实践探究能力、动手操作能力以及问题解决能力具有至关重要的作用。然而，在传统的教学模式中，初中物理教师往往因为教学资源有限或教学观念的束缚，很少开展实验教学。然而，随着新课改的深入实施，教师的教学观念发生了显著的变化，对初中物理实验教学的重视程度也大幅提升。
以《机械能及其转化》这一章节的教学为例，教师可以先准备好相关的教学工具和实验器材，为实验教学做好充分的准备。在实验开始之前，教师需要为学生讲解基础知识，特别是实验中需要注意的问题和需要观察的现象。为了提高学生的实验效率和安全性，教师可以在讲解完实验注意事项后，利用多媒体技术将实验的过程和要求进行展示。但需要注意的是，教师不应直接展示实验结果，以免削弱学生的好奇心和探索欲。随后，学生可以按照教师的提示和指导，独立或分组完成实验。在实验过程中，学生不仅可以直观地观察到机械能的转化过程，还能通过动手操作来加深理解。当实验成功时，学生会获得极大的成就感，从而对物理知识产生更加浓厚的兴趣。
（三）丰富教学资源，弥补课堂教学不足
在信息化迅猛发展的今天，初中物理教师需深刻认识到，教材资源仅仅是学科教学的一个组成部分，而非知识传授的全部。为了有效培养学生的学科核心素养，仅仅依赖教材资源是远远不够的。因此，开发新的课程资源，拓宽学生的知识视野，弥补课堂教学的局限性，显得尤为重要。
以“机械效率”的教学为例，教师需要先对学生的学情进行深入分析，了解他们对“效率”这一概念的理解程度。由于机械效率涉及“总功”、“有用功”和“额外功”等较为抽象的概念，学生在学习过程中容易遇到瓶颈。而教材资源大多侧重于理论知识，难以帮助学生深入探究这些概念。为了帮助学生更好地理解和掌握机械效率的知识，教师可以在课堂教学中运用人工智能技术，引入丰富的课外教学资源。通过人工智能技术模拟真实的物理实验环境，让学生在虚拟的实验场景中体验实验过程，利用滑轮组实验装置测量并计算不同情况下的机械效率。这种实验教学不仅能够丰富课堂内容，还能有效弥补课堂教学的不足。
四、结语
综上所述，人工智能与初中物理实验教学的深度融合，对教育教学改革的发展起到了显著的推动作用。初中物理作为学生打牢科学基础的重要学科，其教学方式的创新至关重要。在教学过程中，教师必须始终将学生置于主体地位，积极创新实验课堂活动，以激发学生的学习兴趣和探究欲望。
参考文献：
[1]张广丽.浅谈“人工智能+大数据”在初中物理教学中的应用方法[J].南北桥,2021(11):32.
[2]商旻.运用人工智能在初中物理教学中培养学生的创造性思维[J].科学咨询,2020(31):184-185