生成式AI助力县域高中数学“教学评一体化"课堂效率的提升路径

引言

教育数字化转型的浪潮中，县域高中数学教学面临着挑战。由于县域地区优质教育资源相对匮乏，师资力量、教学设备等与城市学校存在差距，难以满足学生学习需求，导致课堂效率难以提升[1]。而生成式 AI 作为一种新兴的人工智能技术，教师将其引入到县域高中数学“教学评一体化”课堂中，能够为学生提供丰富学习资源，精准设计课堂教学活动，进而实现评价的即时性与针对性，以此提升课堂教学的质量。

、借助生成式AI技术，设定分层教学目标

教学目标是整个教学活动或计划的起始端，是影响整个教学实施的关键条件，可以说教学目标精准、科学、系统，为后续教师教学与学生学习奠定了坚实基础[2]。此时教师则需要在教学时，借助生成式AI技术，分析县域高中学生的数学基础数据，根据教学内容，设定符合的教学目标，以确保学生能够在学习时对教材内容有更清晰的认识和把握，在自主探索中达成学习目标，实现教学的个性化和精准化。

例如，学生学习《立体几何初步》知识时，教师借助DeepSeek将本单元拆解为“空间几何体的结构特征”“三视图与直观图”“空间点、直线、平面的位置关系”“直线与平面平行、垂直的判定与性质”4 个核心模块，每个模块再细分出基础知识点。随后通过超星学习通的AI学情分析系统，提取学生以往历史成绩数据、学习行为数据、能力测评数据等，将班级学生划分为基础层、提高层层次。教师在DeepSeek中输入这些数据，便给基础层学生匹配“直观认知”类目标，如“能识别常见棱柱、棱锥的结构特征并画出简易直观图”“通过实物模型理解空间点、线、面的位置关系”；提高层学生，AI侧重“逻辑推理” 类目标，如“能运用直线与平面平行的判定定理证明简单空间关系”“根据三视图计算组合几何体的表面积”。

二、借助生成式AI技术，优化教学内容设计

数字化与智能化快速发展的今天，新知识和技术的更新换代速度显著加快。通过将生成式AI技术融入到数学课堂中，不仅能够增强学生解决问题能力，还为学生未来学习打下了基础。基于此，教师在“教学评一体化”模式实施的过程中，为了解决县域高中教学资源受限的问题，便可以借助生成式AI技术将抽象知识点转化为具象化场景，为学生提供丰富的学习素材，引领学生积极主动参与课堂学习，激发学习的热情，提升课堂教学的有效性。

例如，教师讲解章节中的“棱锥的结构特征”，通过多模态内容生成技术生成“金字塔模型逐层拆解”动画，引导学生在观看时通过点击屏幕旋转模型，观察底面多边形与侧面三角形的连接关系，对所学知识有更直观的认识和了解。而学生在分析“面面垂直判定定理”时，NeRF技术生成了“教室墙面与地面拼接”动态过程，并用红线标记交线蓝色箭头演示垂直于交线的直线如何满足“线面垂直”条件，让学生在观察的过程中了解到直线与平面的垂直关系，巩固对知识的掌握。最后教师则可以布置“包装设计中几何应用”知识，生成式AI给出产品尺寸，引导学生自主设计包装盒，并在展示的过程中选出“用料最省设计方案”，增强学生知识理解和应用能力。

三、借助生成式AI技术，助力教学评价设计

反思与调整是实现“教学评”一体化课堂持续改进的关键环节。教师在教学过程中定期对课堂教学整体情况以及学生学习成效进行反思和总结，及时发现问题并解决问题，这样才能够有效提升教学效果和学生的学习体验。此时教师就可以应用生成式AI技术对学生课堂知识学习态度和过程进行评估，针对学生学习中存在的不足之处，提供具体修改意见和方法，助力教师精准定位学生的思维漏洞，有效促进学生数学能力的持续发展。

例如，教师借助 GPT-4 从“知识理解”“技能应用”“思维发展”等方面设计评价指标体系：1.知识理解包括对棱柱、棱锥等几何体结构特征的识别准确率，对空间点、线、面位置关系的表述清晰度等等；2.技能应用涵盖三视图与直观图的转化正确率，几何体体积、表面积的计算准确率等等；3.思维发展方面关注学生空间想象能力、逻辑推理能力、创新思维发展情况。学生之间便可以结合这几个维度展开互相评价，提出自己的意见和想法，促进学生之间的互动与交流。而学生完成设计包装盒任务后，将相关的数据发送至DeepSeek中，AI技术就会将测量数据、设计方案转化为可视化报告，其他学生在观看时时可以从“方案合理性”“计算准确性”等方面进行点评，以加深对知识的把握，实现教学效果最大化。

结束语

总的来说，教师借助生成式AI技术展开教学，不仅丰富了教学手段，还提高了学生的学习兴趣和参与度，还为教师提供了更为精准的教学反馈和个性化的教学支持。从精准锚定教学目标、创新教学内容呈现，到构建动态评价体系，可以有效解决县域高中数学教学资源不均、个性化教学不足、评价反馈滞后等问题。未来教师应当在教学时持续完善“教学评一体化”实施生态，加强AI技术创新，以此增强课堂教学质量。

参考文献

[1]徐海锋.“生成式AI+数智资源”赋能高中数学课堂教学的探索[J].教育传播与技术，2024，（06）：62-67+73.

[2]陶文平.ChatGPT/生成式人工智能对高中数学教育的影响探析及应用策略[J].数理化解题研究，2024，（27）：36-39.

本文系福建省电化教育馆教育信息技术研究课题《生成式人工智能助力县域高中“教学评一体化”课堂提质增效实践研究》（立项批准号：KT25130）的研究成果。