16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 课件-2025-2026学年人教版物理九年级上学期

该初中物理课件以“制作简易调光台灯”为核心，通过“古今光影对话”导入，从新石器时代火把、宋代省油灯等古代调光智慧，到现代电路调光原理，梳理“改变影响光亮输出的因素”的知识脉络，以项目提出、分析、实施、展示交流为学习支架。 其亮点在于跨学科融合与项目式实践，结合科学探究（小组合作设计调光方案、改进问题）和科学态度与责任（安全卫生、环保要求），通过评分细则引导团队分工与方案优化（如一组“守正创新传承”、二组“优化设计效果”）。学生在实践中提升科学思维与动手能力，教师可依托结构化流程高效开展教学。

凸显特色·深耕育人 ——《跨学科实践：制作简易调光台灯》课程设计与优化思考 在金普新区“秋实杯”AI创新成果大赛相关课程设计筹备中，本课程立足物理核心素养培育，着力规避“单纯物理实践”“技术表面应用”等常见设计局限，以“情境闭环、技术重构、素养共生”为核心特色，通过“可验证的成效”与“有深度的反思”夯实课程实践价值，具体思考如下： 一、核心特色：立足育人本质，打造课程独特辨识度 1.情境设计：从“任务驱动”到“叙事闭环”，用情感共鸣破局结尾呼应 （AI合成台灯融入古代场景） 中间实践 （跨学科制灯） 开篇设疑 （小女孩缺可调光的照明工具） 多数实践课聚焦“作品制作”，本设计以“为古代小女孩打造智能调光台灯”为核心叙事线，构建“开篇设疑（小女孩缺可调光的照明工具）—中间实践（跨学科制灯）—结尾呼应（AI合成台灯融入古代场景）”的完整逻辑链。这种设计让技术实践摆脱“冰冷的电路拼接”，成为承载“古今科技传承”的人文行动——学生不仅是“制作者”，更是“古今光影传递者”。相较于传统实践课“任务完成即结束”的设计，本课程的情境闭环既呼应“光影连古今”的主题，又让学生成果从“课堂作品”升级为“解决真实情感需求的方案”，以独特的故事性与温度，增强课程的辨识度与感染力。 2.AI应用：从“工具叠加”到“流程重构”，用技术深度立足 大赛中不少作品仅将AI作为“辅助工具”（如单一仿真、问卷统计），而本设计让AI贯穿教学全流程，成为“重构教学逻辑的核心纽带”： 课前：AI生成穿越情境视频，激活任务意识，而非简单播放素材；AI分析调研数据，精准定位学生知识盲区，让教学更具针对性； 课中：AI生成分工动画，明确6大角色职责，提升协作效率；AI电路仿真实现“接线逻辑+调光效果”双验证，提前规避短路风险，解决传统教学“试错成本高”的痛点； 课后：AI实现互评数据可视化，让评价高效精准；AI合成古今同框场景，让成果可视化、情感化，实现 “需求-实践-应用”的完整闭环。 这种“AI深度融入教学流程”的设计，突破了“技术表面叠加”的传统局限，凸显“人机协同育人”的核心理念，精准契合大赛“AI创新赋能教育”的核心导向。 3.跨学科融合：从“学科拼凑”到“有机共生”，用素养维度加分 多数跨学科作品存在“物理+技术”的单一融合模式，或多学科“各自为战”的碎片化问题。本设计以“制灯”任务为纽带，让物理、语文、美术、信息技术“服务同一主题、实现素养共生”： 物理：聚焦“电阻-电流-亮度”核心原理，解决“怎么调光”的技术问题； 语文：通过“古人不曾照今月”等诗句渗透文化内涵，让台灯设计有温度； 美术：用落叶、古风贴纸等材料装饰，让作品适配古代场景，为AI合成铺垫； 信息技术：全程用AI工具实现情境生成、仿真验证、成果升华，串联多学科需求。 这种“多学科围绕核心主题有机融合”的设计，规避了“跨学科流于形式”的常见误区，体现“综合素养培育”的深度，让课程设计更具层次感与完整性。 2、 实践支撑：夯实成果落地，凸显课程实践价值 1.成效可视化：用数据与成果说话，避免“创新仅停留在理念” 部分课程设计常因“创新理念空洞”难以落地，本课程通过“三重证据”让特色设计扎实落地： 数据证据：学生AI工具独立操作率，用数据验证AI赋能； 实物证据：个性化台灯作品，作品兼具技术可行性与人文创意； 数字成果：AI生成的情境视频、分工动画、古今同框效果图/短视频，形成“从输入到输出”的完整成果链，直观呈现课程设计的落地效果。 2.痛点破解精准：直击教学难点，体现实践价值 创新不是“为创新而创新”，而是“为解决问题而创新”。本设计精准瞄准传统物理教学3大痛点： 针对“原理抽象”：用AI仿真可视化“电阻-电流-亮度”关联，让抽象概念可感可测； 针对“实操风险高”：用AI提前验证电路逻辑，规避短路、元件损坏等问题，降低教学成本； 针对“评价低效”：用AI互评实现快速汇总、零误差统计，解放教师精力，让评价更精准。 精准的痛点破解让课程设计既有创新特色，又具备扎实的实际教学价值，避免了“理念悬浮、难以落地”的常见问题。 三、持续优化：立足真实问题，提升课程迭代空间 优质的课程设计不仅在于特色鲜明，更在于能够立足真实教学场景反思问题、明确优化方向。本课程设计直面教学实践中的不足，通过针对性优化持续提升课程品质： 1.现存问题 技术分层不足：学生需辅助操作AI，部分学生过度依赖AI排错，自主思考能力弱化； 数据联动缺失：问卷、仿真、互评数据需手动整合，影响教学流程的连贯性。 2.优化方向 构建“基础+进阶”双模式AI工具：基础模式提供预设参数，适配低能力学生；进阶模式开放参数调整，满足高阶探究需求，兼顾分层教学； 四、核心感悟：以创新赋能，回归育人本质 所有创新设计的落脚点，始终是学生核心素养的提升——AI让电路原理变直观，是为了让学生更好地理解物理观念；情境闭环让成果有温度，是为了激发学生的科学态度与责任；跨学科融合让学习更立体，是为了培育学生的综合能力。 本课程的设计逻辑，核心是跳出“重技术炫技、轻育人本质”的误区，让技术服务于育人核心，让创新扎根于教学实际。这种“有温度、有深度、可落地”的设计，既符合大赛“AI赋能教育”的导向，也彰显了基础教育阶段跨学科实践课的育人价值。 未来，我们将持续优化技术分层、数据联动等细节，让设计既保持差异化亮点，又具备更强的可复制性和推广价值，让“AI+跨学科实践”的模式真正服务于更多学生的成长。 学科网（北京）股份有限公司 $大连经济技术开发区红星海国际学校 张宝琪 古人不曾照今月，今月曾经照古人。 ——唐李白 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 为小女孩设计并制作一盏适合阅读的 简易调光台灯！ 像这轮明月般跨越时光 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 新石器时代 火把 “增减柴火” 改变亮度 宋代 省油灯 灯盏旁有夹层，注入冷水，水降温让油烧得慢，既省油又能让亮度更持久。 汉代 长信宫灯 灯罩可转动，通过遮挡光线角度，间接调节照射到书本上的亮度 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古代人靠“手动操作”解决调光问题，月亮灯靠“电能语音”调光。 这两种方式核心都是什么？ “改变影响光亮输出的因素” 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 环境定位——亮度需求——元件选择 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 活动方案 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 展示交流 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 展示交流 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 小组自评互评评分细则 （满分10分，4分不及格，6分合格，8分优秀，10分完美） 调光方案描述 发现问题及改进 安全 卫生 纪律 调光台灯外观 团队分工合作 仿真实验操作 描述现象清晰，语言规范，用词严谨 在制作过程中发现问题，并寻找改进措施 操作过程注意用电安全，桌面整洁干净 台灯注意色彩搭配，稳固安全 团队分工明确，协助默契，共同解决问题 使用熟练，操作规范，与实际电路相符 添加标题文字内容 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 展示交流 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 一 组 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 二 组 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 三 组 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 四 组 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 五 组 项目提出 项目分析 项目实施 展示交流 古今光影设计师 Lavf57.56.101 Lavf57.56.101 $好，上课，同学们好，老师好，请坐。今天我们来学习一下第16章最后一节化学课实践制作简易调光台灯。在上课开始之前，老师拿了一个小月亮一起来看一下开灯开好，你也可以语音调节它，你再来试一试。来维罗斯关灯。好。还想怎么调节他呢？来周天东。听科技产业的。变化，那你。试一下。很明显我们这个灯没有制冷到那个程度，来开灯亮一点暗一点。好，这是一个语音调控的月亮小灯。提到月亮我们就想到这样一首诗，来大家来读一下。古人不曾照今月，今月曾经照古人。唐李白，好。同样一个月亮不仅照在了古人李白的身上，还洒在了我们的身上。同样他也你是怎么找的？爹爹说看书要亮一些，可是灯油烧得快。娘说省油就拔西灯芯，可是这光亮连字都看不清，要是灯光能像春日阳光，想亮就亮，想暗就暗，该多好啊。跨越千年，小女孩的调光系。一月，在今天的中国早已实现。从照亮奥运的光影秀，到会感知天色的智慧路灯，中国的灯光正闪耀世界。小女孩缺一盏可以智能调光的台灯。那么今天你已经学习了电路知识，可以化身古今光影设计师，为小女孩设计一盏可以看清书本的台灯。可以，那我们一起制作。首先我们来看一下古代是如何调整的。首先在新石器时代，人们利用火把增减柴火来改变亮度。在宋代有省油灯灯展旁边有夹层冷水，水温降低让油烧的慢，从而使这个灯又省油又让亮度更持久。汉代的长信宫灯灯罩可以转动，通过遮挡光线角度间接调节照射到书本上的亮度，那么古人没有学过电路知识，却可以通过手动操作来调节光的亮度，那刚才的月亮，刚才的智能语音月亮灯又可以通过我的语音来调节，你觉得他们的核心或者本质的问题是什么呢？如何调节灯光的亮度举动改变一波量输出？好，请坐，他们的本质都是改变光亮输出的因素。谢谢同学们。想要制作简易调光台灯需要考虑哪些问题呢？张，那我们想要给古代的小女孩制作一个调光台灯，需要考虑哪些问题呢？闫同学。我认为应该考虑这个台灯使用。环境好使用环环境好使用环境。来听一下需要考虑哪些问题呢？制作台灯的制作材料，制作材料需要什么材料来制作台灯。来我们如何固定使这个台灯摆放的更稳定。好，我们来看一下同学们的回答有几个方面。首先环境定位，亮度需求和软件选择。我们来分析一下这个项目。首先第一步我们要明确台灯使用的环境和光源，二设计调光电路，三选择元器件和材料，四从哪些方面加强方案的实用性。如果斯所说的我们可以节能减排，对不对？好，那现在请完你屏幕上的第一个二维码的问卷。是否有设计师能看清楚吗？不可以。我选择拿走看啊，那你这语音问题。能够看清楚你的亮度，咱们是卧室，那你问一下我真的。不是眼睛不感觉，没有一点。乐舞。使用光敏电阻改变灯泡的亮度，这是补充需要的三级管线管院。LE的最后没有。好，电视实用性，你写东西能调节啥也行。台灯会放在哪里？哪位同学来说一下？放在卧室我们有可能会在在睡前看书，这样放在卧室的这个台灯就可以调节卧室的光线，就可以跟我们看书的时候使用。好非常好的这个环境需要什么样的亮度。我们先来看一下，这样子的同学来说一下，不能太暗，让看不清书本，太亮就会刺伤眼睛。三个问题选择哪种光源合适？二极管光源LED都可以。接下来第四个问题，如何改变灯泡亮度？对。我们总是通过使用光敏电阻，通过外界环境的光线亮度变化来改变我们灯泡的亮度。好，请坐。光敏电阻这个设计我觉得非常好，既能节能又非常适应我们生活。电路需要哪些元件？来看一下。百分之百需要电源导线、开关儿，80%的同学用到了滑动变阻器40%电阻、小灯泡20%，以及其他热敏电阻、铅笔芯和光敏电阻。这个设计具有多样性，来用什么材料固定？我们来看一下有胶带积木，来积木组的同学来说一下。这个积木在生活中容易得到，而且十分美观，所以我选的是积木。好，从哪些方面加强抬头的实用性？先来看一下。关闭一来能根据光线亮度自动调节照明亮度，根据自身亮度来适应环境亮度非常好。刚刚我们进行了项目分析，现在我们一起来看一下这个活动的活动方案。古今光影设计师活动方案一、活动参与人员及分组本次活动由五支队伍组成，每组六人。每组包括，一、电路魔法师，负责连接并检查电路。2、光影解说家，负责小组汇报展示解说。3、美学设计师，对灯罩、支架进行美化。四图纸绘制师完成调光电路图以及实物图绘制。五安全守护员负责操作中的电路安全及操作安全问题。六人工智能师利用AI技术进行仿真实验验证。2、活动流程一、准备阶段，制作小组计划明确人员分工，进行项目分析，完成图纸绘制。2、实施阶段，按照既定任务在规定时间内完成实物制作，并进行仿真实验验证。在项目实施过程中要严格遵循安全卫生纪律，正确使用电学员文件和设备，保持操作区域整洁。3、展示阶段，各小组完成制作后，由光影解说家进行展示，最后进行小组自评、互评。好，现在。好，可以开始制作了。我感觉拥有。成长帝国走不太好。怎么了？怎么我来了。完了再把你对他的一个一个一个接一个接着一个。那也没事，我来过。给我一。是放这都。有开关，你把这个开关。排骨。我试试都对齐了。对，你队长，队长怎么怎么？最后我拟一下我队长，可以了，可以。神奇，有一些细的还是把这些都串的。不用，咱都是直接把这个藏在里面，到时候就看。不认识我忘把光纤带上，然后先得把工作找了就。这个就是手动控制白光，是手动控这个黄。你要是这个黄光，它其实就是可以自动，就这个题特别少。然后我希望他把他这边的问题了。说话。开关。你现在。坚决不能在这个。安全守护员整理桌面。公安局专家准备。咱们回去。在刚才同学们绘制实物图和电路图的时候，老师收集的一下大家的实物图与电路图，这是一组的同学。这是二班同学，一起来看一下。这是三个同学。40个同学。五组同学。刚刚同学们绘制完电图实物图后，我看到有同学利用仿真实验进行了验证。今天就不用大家上台来验证了。下面有请各组的光影解说家上台。进行展是。其他组上台展示的时候，你可以扫描其中二维码进行评价。左侧是自填图，完成后可以。可以这样绘制出来你们组的一个自评结果。下面有请英语同学。我们这是一款自制。的智能小台灯，是一次将基础物理的学科学习原理巧妙融入日常科技的精彩实践。我们约了两个电路，将LED灯、小灯泡、开关、滑动变阻器及光敏电阻进行科学的串联与并联，实现了双重调光模式。首先是在卧室使用的这个模式，我看还可以通过滑动变阻器，还可以通过滑动变阻器进行手动调光。是这一这个就是适用于我们的书房，因为LED灯白光比较护眼。然后看我们的外观，首先是进行了跨界融合，底座是非常有科技感的创意，然后顶部的灯罩是运用了卡通造型。这种科技底座点亮萌趣灯罩的灵感，让它在沉稳的书房和温馨的卧室都能成为一道别致的风景线。好，这是我的介绍，谢谢大家。其他组对赵建东刚才的表述进行打分，自评自首先。我们主要是台光的外观，因为刚才在展示过程中除了意外之外，所以给这个外观打到9分。然后我们全程安全、守护员安全、健康安全，我们全程都是遵循了安全卫生纪律三个方面，这个方面给自己打十分。调拨方案描述有一些小瑕疵达到8分，发现问题及改进。因为最开始觉得只在卧室或者书房会觉得作用比较小，所以我们改进了，又加了一个电路，实现了两个模式的双重调整。这个给我们增加实力团队，分工合作，我们每个人都有参与到我们这个制作中来，这个也给我们自己打十分。仿真实验操作。就是我们的科技这个解说员，我也他是非常完美的进行了一个仿真实验，给他打实验。好，掌声鼓励。下面第二组进行展示交流。你对20进行打分。好，下面有请第三组。这是我们组的一个成果展示。我们这个灯泡的结构有电源、电位器、导线、开关和2个LED小灯泡。为了使光线更加亮，我们采用了两个小灯泡并联的方式，也是为了达到如果有一个小灯泡断路，另一个可以正常工作。我们将电源安装在外侧，目的是为了当一个电池，当电池没有电的时候，随时可以更换电源。在我们在操作过程中也发现了一些问题，为了使因为原来的这个灯罩太厚了，不好透射光线，我们往里进行了粘贴锡纸，从而达到光线更好反射到书本上。但是在粘贴锡纸的过程中，发现锡纸可以导电，让这个小灯泡发光的不稳定。所以我们又在里面包了一层纸，改变了它可以它导电的这个结果。另外我们这个。外观选择用积木搭建也是为了美观方便。积木也是我们日常中可以更好得到的一种材料。我们通过扭转电，你通过旋转这个电位器。改变了通过电阻的长度达到改变电流的大小，进而改变了光的亮度。这是以上我们小组的汇报结果。好，有请第四组同学。翻面翻一下PPT，翻一页右边这个箭头。对，好，再往下拜拜。好，四组了。好。我们我们用的是一个像这种用积木搭建的一个灯泡，用这个积木它的优点就是说非常的美观。你看这上面还有个亭子，然后上面还有春夏秋冬，非常的美观。我们里面用的电路是一个电池，一个芯片，还有一个光敏电阻。这个光敏电阻的作用，就是就比如说环境亮度特别暗的时候，一开一按这个开关，它就会特别亮。那要是环境的亮度非常的亮的话，那么它就不会怎么亮。但是我们在制作的时候出现了一个问题，就是这一根导线它在穿进去的时候一直接触不良，然后导致它这个灯就是忽暗忽亮忽暗的。然后现在就是接给大家看，现在是亮不起来，然后我得像这么转圈，它有的时候还亮不起来，所以说我们会对这一个电路进行一个改进。我觉得我们在做这个电路的时候，我们都很守纪律，没有说话。然后一个合作，所以我这只打了十分。然后团队合作我觉得也挺好的。然后我觉得调光方案我觉得可以再进行完善一下，因为这个电路没有接的不太好。外观我觉得也还可以，仿真实验操作我觉得做做的没有那么好，但是发现问题，我们就是要及时改进，所以说就打完。掌声鼓励。下面有请第五组同学。我们小组设计的调光台灯，除了最基本的电源开关导线以外，还增加了可控的声音设备，可以通过说话来改变光亮。下面我。给大家演示。一下，关灯开灯，然后就是这个效果。但是在完成的过程中发现了几个问题。首先在增加这个生产设备的时候，用到了一个比较小的这个电路板。然后这个电路板和导线需要用电焊笔去把它们衔接在一起，然后没有准备这个材料，所以就用最简单的方式用胶带把它们粘在一起，然后也能达到这个效果。还有就是这个光控设备，它只能通过说话来实现开灯和关灯，没法进行调光。就是不能通过说让他我跟他下一个指令说让你亮一点或者暗一点，它没法改变它自己的亮度。然后这是我们小组紧接着要去改进的一个地方，是介绍我们这个。小组。灯的介绍就到这里，下面给大家打给自己打。说吧在实验的。时候，我们是比较是进行的非常安全的了，而且卫生控制也很好，所以就可以打十分。然后调光方案描述可以给他打到。9点5分. 然后在发现问题的时候也能改进，但是最后没有实现光线的亮暗的改变。所以给大家。团队分工合作，每个人都参与了。所以李老师仿真。实验操作，我们组的负责这一方面的同学也很好完成了。然后调调调节台灯的外观。考虑到它是古代的小女孩使用这个台灯，所以融入了一些古代的设计，更符合当时的审美。好，掌声鼓励。好，刚才各小组都对其他组同学进行了评价打分，我们一起来看一下。首先第一组的打分都是完美，掌声鼓励一下。有什么样的建议呢？先来看一下。非常好啊。有一个建议是能否更加环保。我觉得这个问题也问的非常好，它的这个原件是否可以循环使用，是否可以用一些节能的或者设备？接下来对二组的评分。60%的组认为是完美。40%认为是优秀。那我们来看一下对二组的建议，可以增加LED灯的亮度，或者木板过重可以减小灯的体积或质量，我觉得他们给的这个建议也非常中肯，我们二组同学可以进行改进。三个同学的评分，80%的同学认为是完美，20%的同学认为是良好。来看一下对三组建议三组建的，有一个是讲述不熟练，可以用演讲稿讲述，谢谢。来接下来对四组同学打分。20%的同学认为是完美，80%认为是优秀。我们来看一下这四个同学的建议，芯片的作用是什么？而且台灯不完善，合作可以更高效。刚才四个同学也说了，他们在刚刚完成展示之后，也进行了另一部的改进。这个改进措施不仅可以在课上完成，也可以在课下你再进行进一步的改进。对五组同学们来五组，20%也是完美，60%优秀，20%是良好。对五组的建议来看一眼偏离主题，因为台灯不能调节亮度，这个确实也是一个原件上的失误。我们五组同学答案文本都是改进都是优改进，都是无一会给我点一下。谢谢光影设计师们跨越千年，有了你们的帮助，我也可以感受科技的力量，也可以使用智能调光台灯看清书本。好，刚才大家经历了自评、互评、设计电路、实施展示交流。今天我想说，今天我们做的不仅是一盏台灯，更是跨越时空的光影对话。古人用生活智慧调光，我们用现代科技让智能更有温度。希望大家记住，无论是古代还是现代，让光适配需求的初心永远不变。好，谢谢大家。这节课就上到这里，请大家拿好实验器材离开教室。 金普新区“秋实杯”A创新成果大赛一教学设计 案例名称 跨学科实践：制作简易调光台灯 参与者姓名 张宝琪陈思刘骞翼 一、设计背景 政策与趋势：紧扣2022版物理课标“电磁能应用”“跨学科实践”核心要求，呼应“从生活到 物理”理念；顺应人机协同教学发展趋势，以智能技术优化教学流程，落实“技术赋能育人”目标。 教学痛点：电路知识抽象，学生难理解调光原理；传统教学情境薄弱，学生兴趣不足；实物实 操易短路、元件损坏，风险较高；需求汇总与评价效率低，跨学科融合不足，素养培育单一。 技术契机：情景视频具象化教学情境，AⅡ仿真实验降低实操风险，数据可视化工具快速聚焦需 求，A红互评实现评价标准化，为解决教学痛点、落地个性化学习提供支撑。 理论逻辑：基于项目式学习与建构主义理论，以“为古代小女孩制作调光台灯”任务驱动学生 主动建构知识；通过AI工具串联物理、语文、工程、信息技术学科，既破解传统教学核心问题，又 实现知识、能力、素养三维培育统一。 一节以“为古代小女孩打造智 课程紧扣《义务教育物理课程标准(2022版)》 能调光台灯”为核心任务的跨 “电路与电器”探究及跨学科实践要求。 学科实践课。 直面传统电学课程中 在 原理抽象理解难 l 物理原理落地 I 实验试错风险高 能 工程实操成型 下 评价反馈效率低 现 古今人文融合 三大痛点 三重目标 二、设计理念 项目式学习(PBL)理念：以“制灯”为驱动任务，遵循“做中学”逻辑。AI赋能全流程：生 成情境视频唤醒任务意识，用仿真工具支撑实践探究，以互评系统优化评价反馈，培育物理观念、 科学探究等核心素养。 A虹生成情境视频 仿真工具支撑实践 优化评价方式 建构主义学习理论：立足学生主动建构知识，AI扮演“认知脚手架”：具象化电路原理，梳理 设计需求，帮助学生突破认知难点，深化概念理解。 环境定位→亮度需求→光源选型 AI赋能活动方案梳理 明确成员分工 梳理设计需求 跨学科融合理念：打破学科壁垒，以任务为纽带。AI作为跨学科桥梁，串起物理电路设计、语 文文化渗透、信息技术工具应用，实现知识与素养协同培育。 物理：设计符合需求电路 语文：诗句进行文化渗透 信息：信息技术赋能课堂 人机协同教学理念：秉持“技术服务教学”原则，AI为“智能协作体”：承担数据汇总、电路 预验证等重复性工作，解放教师；引导学生“自主思考+AI验证”，避免过度依赖，实现协同增效。 质量 改变 腹 减小 木板寻 项目分析环节：小组讨论明确需求拆解任务 展示交流环节：数据处理+词云提示 三、学习目标（含重难点） (一)学习目标 学习目标 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 借助AI仿真直观 通过AI问卷数据 经历“设计-AI仿 借AI情境共情需 理解“电阻-电流 可视化分析需求， 真-组装优化”流 求，树立“技术服 亮度”关联，结合 结合仿真反馈优化 程，用AI排查电路 务生活”意识：规 AI视频归纳古今调 设计，发展归纳推 错误、预览效果， 范使用AI,强化 光共性，建立电磁 理与模型建构能 提升实验与问题解 安全与协作责任， 能应用认知。 力。 决能力。 增强文化认同。 AI优势：突破抽象 AI优势：整合分 AI优势：降低实 AI优势：强化情感 局限，让物理观念 散需求，助力高阶 操风险，高效验证 共鸣，培养智能时 可感可测。 思维落地。 设计方案。 代技术应用素养。 2 (二)教学重难点 1.教学重点 简易调光台灯的电路设计与连接、电路调试与故障排除；跨学科知识的综合应用。 AI助力：仿真工具集中呈现滑动变阻器接线规范与电路故障提示，数据可视化整合多学科设计 需求，快速聚焦核心要点。 2.教学难点 滑动变阻器接线柱选择与调光效果的关联；电路与机械结构的适配（如变阻器固定、导线整理）： 跨学科知识的有机融合。 A工助力：仿真提供接线与调光效果的动态关联演示，输出元件固定的工程化建议，直观呈现多 学科需求的整合逻辑，降低抽象与实操难度。 四、教学创新点 构建"I预研-精准探究-创意落地"模式，适配多元元件（滑动变阻器/电位器等）与创 1.人机协同探究 意材料（锡纸/落叶等）组合。A1先验证元件协同逻辑、预览材料适配效果，再实操落 重构素养路径 地， 将盲目试错转为靶向探究，提供“个性化+标准化“可复制方案。 2.跨学科深度融 以Al为纽带，构建“物理原理+人文创意+工程实践”深度融合结构。A1融合物理电路、 合实现共生 人文古风设计与工程适配需求，让创意不脱离原理、原理服务创意，为跨学科素养培 育提供清晰落地路径。 3.评价体系破 创新"“I适配性评价”，预设电路规范、调光有效性等统一标准，兼顾创意材料适配度 解个性化教学 等弹性维度。A!生成个性化改进报告，实现评价公平与精准反馈，解决传统个性化教 学“标准难统一、指导不精准”难题。 4情境应用完 以“l合成小女孩和学生自制台灯同框场景”串联开篇与结尾，让“为古代小女孩制 成闭环设计 灯”的任务从“情境导入”到“成果应用”形成完整逻辑链，既强化了任务的人文温 度，又让“古今科技传承”从抽象概念变为可视化体验，提升学习的连贯性与沉浸感。 五、 教学环境、教学工具与教学资源 (一)教学环境 核心环境：智能教室，配备多媒体触控屏（用于展示 AI视频、数据图表)、小组协作桌(6人一组，适配分工 任务)、安全供电接口（保障电路实操安全）。 辅助环境：线上AI工具操作终端（学生平板/电脑， 支持仿真实验、问卷填写、互评提交)。 （二)教学工具 1.AI智能工具 情境生成工具：豆包+即梦：数据处理工具：AI问卷系统； 3 电路验证工具：AI电路仿真软件；评价反馈工具：AI互评。 2.物理与工程工具 核心元件：滑动变阻器、电位器、光敏开关、声控开关、LED灯、电池盒、导线： 辅助工具：绝缘胶带、剪刀、胶水、螺丝刀（固定元件）。 3.创意材料 功能型材料：锡纸（反光罩）、积木（底座）等： 装饰型材料：落叶、古风贴纸（适配古风设计需求）等： 支撑型材料：硬纸板、易拉罐（灯罩/底座）等。 (三)教学资源 数字化资源：AI生成视频（穿越情境视频、分工动画视频、小女孩使用学生自制调光台灯视频）、 问卷二维码、仿真操作教程短视频、PPT课件： 文本资源：《小组任务单》《评分细则表》： 案例资源：古代调光装置图文资料（火把、省油灯、长信宫灯原理图解）。 六、 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 AI应用意图 阶段性目标 1.演示月亮语音台灯调光： 1.体验语音台灯； 用AI情境视频强化 激发兴趣，建 2.播放AI生成“古代小女调 2.共情任务需求： 代入感，避免传统 立“技术服务 光困境”视频（融合李白诗 环节一： 3.初步确定材料 说教式引课，快速 生活”的初步 句)： 情境导入 与元件组合方案。 唤醒任务意识。 认知。 3.明确“创意制灯”任务。 任务唤醒 古今光影对活 古今先影设计师 、女孩的鸿老心恶 为小女孩设计并作喜适合阅 1.展示古代调光装置图文资 1. 对比古今调光 用AI问卷快速整合 料： 原理； 环节二： 分散创意与需求， 梳理设计逻 2.发布AI问卷（含元件选择、 2.填写AI问卷， 需求分析 数据可视化让设计 辑，发展归纳 材料用途、设计需求等)： 明确小组方案： 方案构思 方向更清晰，提升 推理能力。 3.实时呈现问卷可视化数 3.绘制初步电路 分析效率。 据，引导聚焦核心要点。 图与外观设计图。 4 改变 1.录入小组电路 1.指导人工智能师使用仿真 图； 用AI仿真前置验证 软件： 2.用AI仿真验证 多元元件与材料组 验证设计方 2.巡视协助排查仿真中的电 接线正确性、元件 合的可行性，降低 案，夯实物理 环节三： 路问题； 协同效果； 实物实操风险，突 观念，提升科 仿真验证 3.引导结合仿真反馈调整方 3.预览材料适配效 破“原理-设计”瓶 学探究能力。 方案优化 案。 果（如锡纸反光聚 颈。 光)，优化方案。 1.按优化方案组装 台灯（如粘贴落叶 AI仿真已提前规避 1.提供应急材料； 装饰、固定积木底 完成个性化 核心错误，让实物 2.指导安全操作： 座)： 作品，强化动 组装聚焦创意落地 环节四： 3.协助解决材料与电路适配 2.借助AI仿真提 手能力与协 与细节优化，提升 实物组装 问题。 示排查接线故障； 作意识。 实操效率。 创意落地 3.测试调光效果， 微调优化。 环节五： 1.组织小组汇报； 1.汇报设计思路、 用AI互评实现“统 反思改进方 展示评价 2.引导扫码参与AI互评： 元件/材料选择理 标准+弹性维度” 案，增强文化 总结提升 3.结合AI评价报告总结。 由及问题解决过 的公平评价，个性 认同与责任 5 程，汇报后进行自 化报告提供精准反 意识。 评 馈，助力迭代提升。 2.扫码完成AI互 评； 3.查看个性化改进 报告。 项目完成后：A评价与升华一古今光影设计师的“成果赋能” 三位一体评价闭环： AI互评 互凝 AI互评 鼻 学生用iPad扫码为各小组打分、填写改 进建议，A瞬间生成可视化报表，自动 构建了“自评+AI 汇总平均分，既高效又零误差，清晰呈 互评+师评”的完 现出各小组的亮点及待优化点： 整评价体系 学生依托雷达图，从仿真 评 实验操作、调光方案描述 教师结合AI评价数据 等六个维度，梳理本小组一 评 与现场演示，从”物 的优势与不足； 理原理准确性”和 “古今融合巧思”双维度点评，让点评 师评 有数据支撑、有温度共鸣。 1.梳理“AI赋能创意-探究-落 升华素养，树 环节六 1.回顾学习过程； AI工具应用全流 地全流程； 立“技术+创 总结反思 2.明确后续改进方 程，强化“技术服 2.强调古今智慧传承与技术 意服务生活” 素养升华 向。 务育人”认知。 合理应用。 的理念。 成就感强化： 1.作品收集：各小组提交自制 情境闭环：任务从 让学生直观 调光台灯实物照片： 学生分享“看到 “提出需求”到 看到自己的 环节七 2.AI场景合成：借助豆包 自己的台灯被古 “成果落地”再到 实操成果，从 成果升华 AI、即梦等工具，将学生台 代小女孩使用” “场景应用”形成 “完成作品” 古今联动 灯作品与开篇情境中的“古 的感受 完整闭环； 升级为“实 代书房场景” 现价值”，深 化学习获得 6 感； 收集各小组台灯实 生成“古代小 学生直观看 成就感十足，实现 物照片，用A工具 女孩使用智能 到自己的作 了从“实操成果” 合成到“古代书房 台灯夜读”的 品在任务中 到“素养沉淀”的 场景 效果圈 的应用场景 升华 八、案例影响力 2025年12月：由华东师范大学主办的“Al赋能师生成长”第三届中小学教师A1创新教学案例大 赛三等奖 ①大连金普新区教有 张宝琪、吴继波、陈思 大连经济技术开发区红 科学研究院：②大连经 辽宁 跨学科实践：制作筒易调光台灯 刘阳①、尹敏贤② 刘赛翼、白杨 星海国际学校 济技术开发区红星海 国际学校 >