智绘几何·数启未来：AI 赋能下初中数学教学的范式革新

《义务教育数学课程标准（2022 年版）》在“课程理念”部分提出：“合理利用现代信息技术，提供丰富的学习资源，设计生动的教学活动，促进数学教学方式方法的变革。在实际问题解决中，创设合理的信息化学习环境，提升学生的探究热情，开阔学生的视野，激发学生的想象力，提高学生的信息素养。”基于此，本文结合教学实践，探索了AI 赋能下如何进行初中数学教学范式革新的问题。

一、利用动态建模，还原几何关系

在 AI 赋能下的初中数学教学范式革新中，教师可以利用 AI 几何绘图功能生成动态几何模型，引导学生通过观察，深入分析几何图形的要素变化对结果的影响，从而促进学生对几何知识本质的掌握，提升学生的思维能力[1]。

以《点、线、面、体》为例。在本节课的探究中，学生需要了解点、线、面、体的概念，还需要掌握“点动成线”“线动成面”“面动成体”的几何知识。许多学生在理解“点动成线”时还比较容易，但在探究“线动成面”“面动成体”，尤其是涉及到曲面时，就遇到了困难。在注意到这一问题之后，我应用 AI 的几何绘画功能进行了动态演示，引导进行点、线、面、体的观察，帮助学生克服探究中的难点——先绘制一个曲面，然后尝试移动这一曲面，看见会形成怎样的体；或者进行曲面的拆解，看看曲面中的线是怎样的形态。在动态演示中，学生建立清晰而直观的认知，为后续的深入探究做好了铺垫。教师通过 AI 进行动态建模，引导学生探索几何关系，有效提升了学生的核心素养。

二、创设虚拟情境，培养空间观念

教师在应用 AI 开展初中数学几何教学时，可以为学生创设虚拟情境，引导学生在沉浸式的观察与互动中感知图形的变化，在这一过程中培养学生的空间观念，实现初中数学教学范式的革新[2]。

例如，在《立体图形与平面图形》的探究中，学生需要了解立体图形展开的平面图形的形态。许多学生因为想象思维和空间观念发展不成熟，在探究该部分知识时遇到了困难。于是，我将 AI 技术与 VR 技术结合在一起，为学生创设了虚拟情境。在本次的虚拟情境中，学生可以通过“切割”立体图形的方式，观察展开之后的平面图形是什么模样的。另外，从不同的面、不同的视角展开的平面图形，存在不同的差异。因此，学生也可以在虚拟情境中变换位置，从不同的面进行立体图形的切割、展开与观察。在这个过程中，学生就积累了丰富的直观经验。教师利用 AI 创设虚拟情境，引导学生在沉浸式的观察中培养空间观念，对学生后续进行几何的深入探究产生了正向影响。

三、监测探究动态，落实因材施教

在初中数学教学中，课堂练习可以帮助学生夯实基础。在这一过程中，教师可以利用 AI 技术监测学生的探究动态，通过及时批阅与详细解析帮助学生查漏补缺，进而落实因材施教的教育理念[3]。

当学生完成《余角和补角》的教学后，我在课堂上开展了练习活动。在这一过程中，我打开 AI 智能批阅助手，批阅学生的练习成果。像有的学生在进行练习时就掉进了一个陷阱中：三个角的和加起来为 90^∘ ，所以∠ 1 和∠ 2 互余，∠ 1和∠ 3 也互余，由此可以推断出∠ 2 和∠ 3 也互余，学生给出的判断是 ”。智能批阅助手在注意到学生的错误之后，就及时标注了出来，并且给出了针对性的解析：互余是两个角的和为 90^∘ ，一个角不能称之为互余，三个及以上的角也不可以称之为互余。在这样的解析下，学生意识到自己理解中的偏差，及时进行查漏补缺，夯实基础。这对提升学生的数学水平起到了积极作用。

四、立足学生需求，制定个性方案

学生的学习能力不同，对知识的掌握程度也会存在差异。面对这种差异，教师在初中数学几何教学中，可以借助 AI 制定个性化教学方案，满足学生个体的发展需求，进而促进班级整体的发展。

例如在《三角形的内角》探究中，就有学生虽然能够通过模仿作出辅助线，但不知道该如何进行准确表达，也不知道如何通过辅助线进行角的位置变换。在注意到学生的这一认知困难之后，我以“三角形的内角中辅助线的绘制”作为主题，利用 AI 技术生成了微课视频，在微课视频中详细阐述了辅助线作法：说清楚过的哪一个点，作的是什么线，与哪一条线平行还是相交等等；然后将其同步到了学生端，引导学生在观看中补足弱点。在微课资源的辅助下，学生的探究难点得到解构与重建，加强了对几何知识的掌握，夯实了基础。当然，除了从微观上生成、推送资源之外，教师也可以利用 AI 从宏观上帮助学生制定学习计划。通过这样“一对一”的指导，学生的学习品质也可以得到有效提升。

总之，将 AI 技术应用于初中数学教学逐渐成为一种趋势。当然，AI 技术在初中数学教学中的应用，并非单项的技术输出，AI 的动态、直观、可视化的特点紧紧贴合了学生的认知特点和学习规律，数据化特点则助力了教学评闭环的形成，对培养学生核心素养、推进初中数学课堂教学改革都有着积极意义。因此，希望本文的一得之见，可以助力 AI 在初中数学课堂的落地生根，通过充分挖掘 AI 技术的各项功能，灵活创新教学模式，让学生在探究中获得充分的锻炼，为未来的发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1] 刘晓旭. 基于AI 技术的初中数学新型数字化教学模式研究[J]. 数理天地( 初中版 ),2025,(17):172-174.

[2] 孙洁 .AI 数学建模思想在初中数学中的应用 [J]. 数理天地 ( 初中版 ),2025,(13):83-85.

[3] 王东 , 于鹏丹 , 钟永江 . 人工智能视域下初中数学图形与几何教学现状、问题及改进策略 [J]. 中小学电教 ,2025,(Z1):142-145.