基于AI 进行初中数学跨学科主题学习课例开发

引言：

在当今这个阶段，科技飞速进步，社会对人才的要求逐步升高，不仅得掌握扎实的学科知识，更应具备综合运用多学科知识处理复杂难题的能力，初中数学身为基础学科，传统教学模式把重心放在知识传授和技能训练上，难以契合学生适应未来社会发展的需求，跨学科主题学习着重破除学科壁垒，归并多学科的知识及方法，造就学生的综合素养及创新思维， AI 技术借助其强大的数据处理、智能分析还有个性化学习支持能力，为初中数学跨学科主题学习课例的开发创造了新的机会与改变。

一、初中数学跨学科主题学习中采用AI 技术的优势

1. 提供丰富资源

AI 能够借助网络搜索、智能筛选等途径，为教师供给海量的跨学科教学资源，涉及图片、视频、案例等类别，教师可迅速得到跟数学课程相关的其他学科素材，若在讲解数学和艺术的跨学科课程内容时，AI 可给出大量艺术作品里包含数学原理的图片与视频资料，充实教学内容，开阔学生眼界。

2. 实现个性化学习

依靠 AI 技术，可按照学生的学习进度、兴趣爱好和认知水平，为每个学生设计个性化学习路径，同时提供针对性学习资源，针对在数学与物理跨学科学习时对力学部分理解存在困难的学生，AI 系统可发送相关的微课视频、练习题以及拓展学习材料，助力学生补齐知识漏洞，实现针对性学习。

3. 智能辅导与反馈

AI 智能体随时可为学生给予辅导，化解学生跨学科学习时遇到的麻烦，借助对学生学习数据的剖析，诸如作业完成情况、课堂上的表现等，AI 会及时反馈学生学习进度与对知识的掌握程度，助力教师调整教学方针，优化教学成效，学生进行数学建模解决跨学科问题的时段里，AI 智能体可实时针对学生的建模思路进行引导，探究学生模型里的问题并提出改进办法。

二、借助AI 进行初中数学跨学科主题学习课例开发的流程

1. 确定主题

联合初中数学教学内容跟学生兴趣，开发跨学科主题，可从生活实际、社会热点、学科前沿等范畴获取灵感，现阶段环保问题备受关切，可选定“借助数学与化学知识促进垃圾分类与资源回收”的主题，既涉及到数学里统计分析、成本计算等方面知识要点，也结合了化学中物质分类、化学反应原理等相关内容。

2. 分析教学内容与学情

对选定主题相关的数学及其他学科知识进行整理分析，明确教学里的重难点，借助问卷调查、测试等手段掌握学生现有的知识基础、兴趣爱好和学习能力，从而在教学中实施因材施教，就如在“数学与体育中的运动数据分析”主题领域里，分析学生对数学统计知识以及体育项目规则的熟悉度，找准教学的起点。

3. 设计教学目标与活动

结合教学内容和学生当下学情，制订具体可行的教学目标，涉及知识与技能、过程手段与方法、情感态度价值观方面目标，按照教学目标设计一整套跨学科教学活动，诸如小组合作探究实践、项目式学习案例、实验操作实例等，好比在“数学与建筑中的美学设计”课程案例之中，教学目标可拟定为学生可运用数学中的几何图形、比例等知识解析建筑美学特性，进而设计出简易建筑模型，教学活动可囊括组织学生到实地去观察建筑、利用 AI 软件分析建筑图片中的数学元素、分组进行建筑模型的设计等。

4. 整合教学资源

利用 AI 技术搜罗、筛选然后整合教学资源，含有教材、课件、视频、案例等类别，好比在“数学与历史中的数学文化”课例之中，借助 AI 来搜索历史上有名的数学家故事、数学著作里的经典案例以及相关历史阶段的社会背景资料，做成生动逗趣的教学课件，充实教学内容。

三、以AI 为基础的初中数学跨学科主题学习课例实施案例

1. 课例主题

“数学与物理中的力学探究”

2. 教学目标

知识与技能目标：学生可运用数学内的函数、几何知识对物理力学里力与运动的关系加以分析，掌握力的合成和分解的数学求解办法，过程及方法维度目标：依靠实验探究、小组合作及数据分析，提高学生的科学探究水平、跨学科思维水平和问题解决水平，情感态度跟价值观具体目标：引发学生学习数学和物理学科的热情，造就学生严谨的科学态度以及团队合作意识。

3. 教学过程

情境导入：依靠AI 播放一段汽车在不同坡度道路前行的视频，引导学生思考汽车受力状况跟行驶状态的联系，引入本节课的关键主题。

知识回顾与铺垫：教师借助 AI 智能教学平台呈现数学里三角函数、一次函数等相关知识，协助学生复习稳固，为后续的力学分析工作做铺垫，回顾物理范畴内力的基本概念以及牛顿运动定律。

实验探究：学生们分组去做斜面实验，借助弹簧测力计测量不同坡度斜面上物体受的拉力，采用AI 软件处理、分析实验数据，画出力与坡度的函数关系图。

理论分析：把实验数据跟图像结合，教师带领学生借助数学知识剖析物理力学原理，采用三角函数计算物体在斜面上的重力分力，凭借一次函数描绘拉力跟坡度的关系。

拓展应用：运用AI 呈现一些生活中跟力学相关的实际问题，就如桥梁设计方面、起重机工作原理之类，让学生利用所学知识进行分析解答。

总结与评价：学生归集本节课的学习所得，教师实施点评与补充，采用AI 智能评价系统对学生在实验操作、数据分析、问题解答等方面实施评价，同时号召学生开展自我评判和相互评判。

4. 教学效果

借助本次课例的推行，学生对数学跟物理知识的理解及应用能力显著改善，就学生的实验报告和问题解答情形而言，多数学生能熟练运用数学知识处理物理力学问题，跨学科思维能力得到一定锻炼，学生对数学、物理这两门学科的学习兴趣明显增强，课堂上参与的积极程度高，团队合作能力也得到了妥当培养，经由 AI 智能评价系统得到的数据反馈，教师可更精准地把握学生的学习情形，为后续教学给出有力参照。

结束语：

基于 AI 进行初中数学跨学科主题学习课例开发是教育创新的重要探索，为初中数学教学注入了新的活力与契机，依靠跨学科主题学习，能够高效培养学生的综合素养及创新能力，适应时代对人才培养的要求，AI 技术在课例开发及实施过程中发挥了关键功效，为教学提供了多样资源、个性化学习帮扶和智能评价反馈。在实践的过程当中也面临某些挑战，需要教师、学校和教育部门一起去努力，加大教师培训力度，增强技术应用水平，创建资源审核体系，持续深化对学科融合的研究，以推动基于 AI 的初中数学跨学科主题学习长久进步，为学生未来的成长打下坚实基础。

参考文献：

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[3] 韩会会 , 吕佳 . 初中数学跨学科主题学习的设计流程——以“勾股定理”为例 [J]. 学园 ,2024,17(21):113-115.