编者按

人工智能技术已广泛应用于教育教学领域，为中小学教学改革注入了全新活力。为推动人工智能技术更好地赋能教师教育教学工作，搭建交流共享平台，促进一线教师学习借鉴，陕西人工智能教育研究中心特推出“人工智能教育实践案例展示”系列推文，聚焦人工智能赋能“教、学、管、评、研、育”全场景，探索技术与教育教学的深度融合路径，展示人工智能通识教育的创新实践。

西安市铁一中学——人工智能助力虚拟实验设计

本期案例聚焦西安市铁一中学，该校巧用人工智能技术设计并落地虚拟物理实验，成功破解高中物理教学中抽象概念难理解、实验操作受限制等痛点，实现课堂互动性与学生学习成效的双重提升，为高中物理教学改革提供了可借鉴的实践范式。

一、实践痛点：传统物理实验的多重局限

在高中物理教学中，实验是帮助学生理解抽象概念、验证物理规律的核心载体。然而，传统实物实验常受限于设备、环境、时间等因素，难以充分发挥其价值，具体表现为：①物理量无形抽象，力、电场、磁场等概念难以直观呈现；②运动过程过快，诸如碰撞、波动等现象发生迅速，不易观察细节；③理想条件难以实现，无法在现实实验中创设无摩擦、无空气阻力等理想环境。这些局限影响了学生对物理本质的理解，也制约了探究式学习的开展。

二、核心工具：交互式网页生成功能，零代码打造虚拟实验

（一）交互式网页生成功能：无需教师掌握专业编程技能，通过简单指令即可生成可直接运行的代码与交互式网页，支持根据教学需求自定义实验参数、调整呈现形式，满足学生学习需求。

（二）推荐工具：DeepSeek，免费易用，代码生成效率高且可直接运行，与物理教学内容的适配度高。

三、解决路径：三步落地AI辅助物理实验教学

以人教版高中物理必修第一册第三章第四节《力的合成与分解》为例，基于DeepSeek工具，说明具体的实施方法：

第一步：输入高效的提示词，生成初版虚拟实验

高效的AI提示词是生成优质虚拟实验的关键，需包含“角色设定、明确任务、背景信息、输出要求”四大核心要素，如同给AI下达一份清晰的“工作任务单”。

第二步：迭代修改优化，敲定终版虚拟实验

1.运行初版虚拟实验，逐一验证是否满足教学需求，明确“符合要求的部分”与“需优化的问题”；

2.优化提示词：对满意的功能模块明确肯定，避免AI修改时误删；对需完善的部分，提出具体、细致的调整意见；

3.反复迭代修改，直至实验功能完全契合学习目标，最终下载保存为网页版文件（无需网络，可直接在浏览器中打开使用）。

第三步：课堂应用，助力自主探究与规律验证

课堂教学中，教师引导学生借助该虚拟实验完成“合力方向预测”“合力与分力关系”等学习活动，并基于实验结果开展小组讨论、分享并总结规律。

附件1是该虚拟实验的网页版文件，附件2是学生课堂使用的实验导学单，感兴趣的老师可以下载查阅。

AI助力虚拟实验设计不局限于物理学科，也可拓展至数学、化学、地理等需要模型构建与过程模拟的课程中，助力抽象概念直观化、复杂过程可操作化。

如果您在人工智能教育方面有优秀的实践做法或宝贵经验，可下载附件3中的案例征集模板，并将填写完成的实践案例发送至邮箱：154382880@qq.com（邮件主题统一格式：案例名称+学校+姓名）。您的案例一经采纳，我们将通过邮件或电话方式通知，并由陕西省教育科学研究院为您颁发案例分享证书，以资鼓励！

（来源：本院 陕西人工智能教育研究中心）