7月11日至14日，华北电力大学数理系“码上启蒙”AI科普实践团走进保定市第七中学，面向12名高一学生开展“AI赋能物理学习”科普训练营。活动设置轨道模拟、开普勒定律验证、代码参数调试三大模块，共计16课时，学员完成6件小组实践作品。

实操课堂上，保定第七中学张宇航同学借助MATLAB开展行星轨道仿真探究。他发现，若设定火星轨道为正圆，模拟位置与真实数据最大偏差接近半个天文单位。当将轨道偏心率调整至真实值0．09后，轨道呈现椭圆形态，仿真结果与天文观测高度一致，直观验证了行星椭圆运行规律。课本把轨道画成圆是方便计算，真实数据却并非如此。

实践团引导学生自主推演，先尝试正圆轨道模型，发现难以匹配真实观测数据。通过标注椭圆焦点，同学们直观认识到太阳处于椭圆轨道的一个焦点，而非中心，自主领悟开普勒行星运行规律。

在开普勒第二定律验证过程中，李雨桐小组融合AI绘图与MATLAB仿真，直观观测到火星运行规律：行星靠近太阳时运行速度更快，远离太阳时速度减慢，相等时间扫过的扇形面积恒定。组员结合角动量守恒开展讨论，持续优化画面呈现，完成科学可视化作品。在参数调试环节，第三小组优化行星轨道仿真代码。因初始运算步长设置偏大，模拟几圈后轨道偏移、轨迹散乱。实践团成员现场指导，讲解步长过大会造成误差累积，引导学生掌握数值仿真原理。学生将仿真步长优化后，轨道模拟效果明显提升。王浩然通过调整速度参数，观测到轨道形态发生改变，理解参数对天体运行轨迹的影响。小组在融合AI星空图像与轨道数据时遭遇坐标错位问题，经统一坐标尺度完成画面适配，实现仿真数据可视化呈现。

在结业路演上，六个小组轮番展示科创成果。授课教师表示，四天研学推动学生跳出书本理论，运用数据验证物理定律，课程契合高中物理教学内容。

实践团成员柳剑桥介绍，团队提前两周打磨课程，将大学天体模拟内容简化，选用火星轨道等易懂案例适配中学生认知。指导教师刘明浩表示，本次训练营是推动大中小学AI与物理学科融合贯通培养很好的一次社会实践，团队后续将整理标准化课程资料，持续开展进校园科普活动，并将设置多项实践模块，全程收集学生反馈、学习作品，不断优化中学生AI物理科普课程体系。

原文链接：从“火星轨道”到“星空扫过”AI把开普勒定律画进星图