1.研究目标 本课题旨在以切实高效促进学生深度学习为目标，以AIGC支持下初中物理深度学习五大主题整体设计研究为重要载体，建立起促进深度学习的新机制，构建起运用AIGC后评价深度学习效果的系统，探索出以AIGC支持下农村初中物理深度学习创新路径和创新经验，全面提升新时代条件下农村初中超越城市的教与学先进经验。具体目标有： （1）充实AIGC支持下初中物理深度学习的理论基础，建立一套物理深度学习的检测方案。 （2）构建AIGC支持下物理深度学习的五大主题整体学习的模式和创新路径。 （3）建立AIGC支持下适合农村初中物理深度学习的平台模型范例。 （4）得出AIGC支持下适合农村初中物理深度学习的路径与策略。 （5）形成一套AIGC支持下适合农村初中物理深度学习的案例集。 2.研究内容 (1) AIGC支持下物理深度学习的理论研究 通过国内外最新AIGC资讯和文献，进行对比研究，寻找适合农村初中物理教学的最新AIGC技术。重点以国内的讯飞星火、文心一言、智谱清言、豆包、百川大模型、KIMI AI搜索、秘塔AI搜索、360AI浏览器、百度AI伙伴插件、扣子国内版、橙篇等智能检索，寻找出适合理论研究的AIGC。 尝试运用适合的AIGC，检索深层学习新理论。拟通过最新的文献，借鉴他们的研究成果，特别是适合运用AIGC的部分，快速地运用到本课题上，探索理论指导实践、事半功倍的作用。 （2）AIGC支持下物理深度学习的调查研究 调查研究主要聚焦于创建智能体进行评估和分析AIGC技术在初中物理深度学习中的应用效果。通过对比传统教学模式与AIGC支持下的教学模式，以客观的角度，通过前测、中测和后测调查，跟踪考察学生内在学习动机、深层学习动机、反思思维、批判思维以及高阶思维等方面的发展情况。此外，课题将同步重点调查研究农村初中在物理深度教学中对AIGC技术运用的现实需求。 （3）AIGC支持下物理深度学习的五大主题整体设计研究 在物理教学中要突破深度学习三个层次中五个方面的进阶，本课题将进行AIGC支持下物理深度学习（动机研究、切身体验、高阶思维、深度理解、创新实践）五个方面的主题实践研究。在研究中通过各种类型的物理课，研究在AIGC支持下让深度学习的某一个特质得到提升。探索出AIGC支持下农村初中物理深度学习的目标体系和评估方案；适宜的教学内容与教案；教学智能工具和建议。下面是详细的五大主题整体设计研究图： 
（4）AIGC支持下物理深度学习的平台开发及设计研究 ①搭建深度学习的“智能体平台” 主要研究AI机器人、深度学习模型等多种国产AIGC，研发搭建物理深度学习的“智能体平台”，及运用智能体模拟物理环境，进行复杂物理现象的呈现和数据分析的深度学习方式。重点研究“智能体平台”的搭建以及运用。以“设计合理的物理场景和数据集，训练智能体学习物理规律；通过大量实验验证智能体的准确性和泛化能力；优化智能体结构和学习算法，提升其在物理深度学习中的表现”等平台研发机制，力争形成一套切实可行的、可运用于初中物理深度学习的“智能体平台”。 ②搭建深度学习的“在线协作平台” 主要研究hysicsclassroom、A Plus Physics、flippingphysics、Bozeman Physics、The Physics Aviary等多种AIGC，研发搭建物理深度学习的“在线协作平台”。重点研究“在线协作平台”的搭建以及运用。运用平台提供的丰富的物理学习资源运行机制，如教程、视频课程、模拟实验等，支持师生在线交流、合作学习和资源共享。 a.利用平台上的资源学习物理基础知识，构建扎实的理论基础。 b.参与在线讨论和协作，与同行交流研究思路和方法，共同解决物理难题。 c.利用平台上的模拟实验功能进行虚拟实验，验证理论假设，探索物理规律。 d.分享研究成果和经验，促进学术交流和合作。 （5）AIGC支持下深度学习的路径与策略的研究 ①“AIGC在线问答”功能，支持深度学习“学习动机”和“深度理解”的路径与策略. 运用十多种国内大模型的智能生成问答，研究激发学习者的好奇心与探索欲，从而增强学习动机和深度理解的路径。策略上，AIGC可依据学习者反馈优化问题难度与深度，引导其逐步深入；利用自然语言处理技术，解析复杂问题，提供多维度、多层次的分析与解答，促进深度理解。此外，结合个性化学习路径规划，AIGC能精准推送学习资源，加速学习进程。 
②“AIGC虚拟实验室和增强现实”功能，支持深度学习“学生切身体验”的路径与策略。 通过构建高度仿真的虚拟实验环境，研究学习者在直观操作、观察物理现象下，增强“学生切身体验”的路径。结合增强现实技术，研究将虚拟信息叠加于现实场景，使抽象概念具象化，加深“学生切身体验”的路径。虚拟实验软件如“NB实验室”和“PhET”备受推崇。“Labster”以其高度仿真的实验环境和互动操作，让学习者仿佛置身真实实验室。增强现实技术如“生动科学AR”，使学习者体验更加丰富和直观。在策略上通过上面丰富软件，研究在提升“学生切身体验”后的学习效率，最终对深度学习的影响。 
③“AIGC图文创作和视频生成”功能，支持深度学习“高阶思维”和“创新思维”的路径与策略 通过AIGC图文生成和视频生成功能，研究支持深度学习“高阶思维”和“创新思维”方面，展现出的路径。以科大讯飞、百度AI、360AI、腾讯元宝、boardmix博思白板等为例，研究其强大的图文与视频生成能力对“高阶思维”和“创新思维”的影响。运用它们支持快速创建流程图、PPT、思维导图等图文内容，研究激发学习者高阶思维的策略；通过集成或对接的视频生成工具，如Lumen5、智普清言等能够轻松将文字内容转化为生动视频，研究促进创新思维发展的策略。 
（6）AIGC支持下深度学习的案例研究 本课题将AIGC支持下物理深度学习（动机研究、切身体验、高阶思维、深度理解、创新实践）五个方面的主题，进行案例研究。借助物理综合实践课、项目化学习课、大单元学习课、发明创作课进行深度学习的具体案例研究。也可以针对单个物理知识的深度学习进行个案研究。例如研究腾讯教育的虚拟实验室，结合AIGC的3D建模技术，重现教材中的光学实验，形成一个案例。 3.研究重点 本课题的研究重点集中在探索AIGC在农村初中物理深度学习中的应用。 （1）构建AIGC支持下物理深度学习的五大主题整体学习的模式和创新路径。 （2）建立AIGC支持下适合农村初中物理深度学习的平台模型范例。 （3）形成一套AIGC支持下适合农村初中物理深度学习的案例集。 |
