借助智能教学工具培养初中生数学自主学习能力的实践研究

引言：在本文当中，主要探究以培养学生自主教学为目的。对于初中数学这一学科体系来说，即具有复杂性，同时也具有一定的抽象性的特点，要想促使学生能够在后期自主学习过程当中有所成就，必须要将这二者之间所存在的难以理解的难题进行解决，而智能教学工具的出现，使之迎刃而解，同时也在很大程度上助力学生自主学习能力的全面提升，为进一步推动数学课程教学信息化的变革打下基础。

一、智能教学工具及初中数学自主学习能力的基本概况

（一）智能教学工具的基本概况

智能教学工具作为将人工智能、大数据技术和云计算等先进技术融合的教育教学辅助工具，是智能教学软件和智能硬件设备结合的集中表现。其中，智能教学软件能够依据学生自主答题情况，通过算法来分析学生所掌握的知识情况及学习习惯，精准的推送专属的学习内容，帮助学生不断提升效率，弥补学习知识中存在的漏洞[1]。而对于智能硬件设备来说，例如：平板、手机、计算机等等，这些设备具备协助课堂互动、作业智能批改等功能，能够实现教育者与学生之间的相互沟通并反馈学生目前的学习状况，能够及时调整教育者的课程教学策略，为数学教学提供多元化的资源，进而满足不同学生后期的学习需求[2]。

（二）初中生数学自主学习能力的基本概况

初中生数学自主学习能力作为初中生数学学习过程当中对其学习过程予以掌握的综合表现能力，在后期制定学习目标的时候，学生需要依据自身的数学水平，合理的设定具有单元测验成绩的提升目标及知识掌握目标等等[3]。在自主选择学习方法的时候，针对各不相同的数学知识难点，学生则可以更加灵活的去选择合适的方式与方法，例如：在面对几何难题的时候，则选择借助图形软件更加直观的去观察图形的结构，或者是通过对模型的制作来辅助理解整个空间之间的关系。自我监控学习进度则要求学生需要定期的检查学习计划的完成情况，例如：每一周回顾本周的学习任务是不是已经完成，知识点是不是已经掌握等等，并且需要依据现实的情况来调整后期的学习计划[4]。

二、存在的主要问题

（一）学习动机相对薄弱

传统的数学课堂教育教学所表现的方式方法相对单一，教育教学的内容也比较抽象枯燥，这在很大程度之上难以满足学生的个性化的需求，这在很大程度之上导致学生在学习过程中处于被动的接受状态，缺乏学习的主动性以及积极性。对于数学知识来说，逻辑性和抽象性比较强，这对一部分学生来说很难理解，很容易产生畏难情绪，进一步削弱了学习的动机[5]。

（二）学习策略相对单一

学生在整个数学学习过程当中，缺乏对学习策略的训练，难以了解如何制定合理的学习计划，也不知道怎样去预习和复习，进而选择与自己学习相适应的方法。除此之外，传统的可成教学当中对学习策略培养也不够重视，教育者大多注重对知识的传授，忽视了学生学习方法以及技巧方面的培养，这也导致学生综合学习效率降低，很难获得良好的学习效果[6]。

（三）反馈机制相对比较滞后

在传统课程教学模式之下，作业批改周期比较长，教育者很难及时对学生学习问题进行反馈。学生在后期学习过程当中所出现的错误也不能够及时得到纠正，这就导致错误的认知及学习方法很难及时调整，大大影响了后期学习的效率以及知识的掌握情况。除此之外，教育者对学生学习情况的反馈缺乏针对性以及个性化，难以进一步满足学生后期的学习需求。

（四）资源获取受到限制

课外的数学学习资源往往比较分散，学生很难获取到与自己学习水平及需求相匹配的学习资源。在学校的途观当中，数学资料往往更加的缓慢，网络当中的学习资源残次不齐，很难有大量的时间去筛选和整合，这时候，学生去获取资源的时候就很难找到与自身相适应的学习资料，在很大程度上限制了学生自主学习及知识的拓展。

三、智能教学工具培养初中生数学自主学习能力的有效策略

（一）依托智能工具的预习自主化策略

首先，教育者则可以借助“智学网”等不同的平台所发布的分层预习课程，学生根据自身的情况对基础的概念、典型的案例微课程进行学习。同时，配套交互式预习的人物单元，在这当中包括填空题、选择题和思维导图的绘制等等，可以让学生在通过这些动态图像演示微课程进行观看，直观的了解相关的知识和内容，并从中分析学生的错误点以及知识薄弱的环节等等，将这些数据反馈给相应的老师，进而为课堂教学提供更加准确的数据支撑。其次，运用人工智能算法来预判学生在后期预习过程当中的潜在难点，让学生在后期预习过程当中出现频繁错误或对某些知识点理解困难时，系统自动推送针对性补偿资源，帮助学生在预习阶段及时弥补知识漏洞，为后续的课堂学习奠定基础，提高学习的效率和效果。

（二）运用课堂互动来促进自主探究

首先，运用希沃白板的 “课堂活动” 功能，此时教育者则可以将数学问题逐渐转化为可视化的互动人物，从而设计具有启发式的问题链，引导学生自主推导，学生在参与这样一种互动人物的过程当中，会主动的思考并探讨，并通过小组合作的形式来进行交流，分享自己的思路与方法，不仅能够培养学生团队的合作能力，同时还能进一步提升学生自主探索的热情。其次，还可以借助“雨课堂”等不同的平台来进行实时答题，教育者在课堂教学过程当中对学生所学习的知识点进行掌握，依据学生答题的正确率来进一步调整课程教学的策略，组织并分层进行讨论，在答题正确率小于等于60% 的时候，则说明有大部分学生对这一知识点没能掌握，教育者在进行集体讲解之后可以在进行知识点的深入剖析。而在 60%80% 正确率之间的时候，就可以组织学生进行小组讨论，让学生相互交流和沟通，进而解决问题，在正确率大于等于 80% 的时候，教育者就可以提供拓展性学习资源，引导学生进行深入探究，满足学有余力学生的学习需求，实现因材施教。

（三）不断拓展课后巩固的自主管理策略

首先，可以依据学生在课堂当中以及作业完成情况、学习水平，充分运用“作业帮直播课”等职能题库来自动生成分层作业。在作业设置上可以划分为基础层、提升层和拓展层这三个层次。在基础层当中主要是针对概念的分析以及基础练习题的学习，帮助这部分学生进一步巩固基础知识。提升层则主要是综合应用题，进一步培养学生对知识的运用；拓展层则主要是一些跨学科的实践题以及探究性的题目，这样就能够不断训练学生做题的思维能力[7]。学生则可以依据自身的情况自主的选择作业的难度，但是系统则会依据学生所表现的知识漏洞强制推送少量补偿题，确保学生全面掌握知识点。通过个性化作业推送，学生能够有针对性地进行学习和巩固，提高学习效率，减少无效学习时间。其次，还可以通过“钉钉家校本”等平台来进一步学习报告功能，学生则可以更加直观的查看一周当中数学学习的时长、错题分布、知识点掌握度雷达图等学习轨迹数据。这些数据可视化的呈现，也会让学生能够更加清晰的了解自身的学习情况，发现自身在学习过程当中存在的优势及不足之处，进而在后期的学习过程当中能够有针对性的进行强化学习[8]。除此之外，学生还可以依据自身的学习轨迹数据，自主的制定需要改进的计划，进而不断调整学习的策略及方法，培养自我反思和自我管理能力[9]。

（四）不断拓展延伸的自主发展策略

首先，学生可以通过借助“GeoGebra”等不同的数学实验平台，自主的去设计一些数学实验，例如：立体几何展开图或者是抛物线平移规律等等，在实验过程当中，让学生通过动态化的演示来进行自我猜想的验证，深入去探索数学知识自身所存在的本质及规律。在学生实验完成之后，还可以让学生形成一些探究报告，并且在班级的云空间当中来进行分享，与班级同学展开交流和讨论，进一步拓展学生的视野，提升学生自主学习的能力。其次，教育者还可以在“智慧校园” 平台当中去发布一些具有跨学科特点的人物，让学生自主的去组队，并分工合作，运用智能教学工具提供的多方面的资源，例如：数学建模案例库、绘图软件等等，来共同完成项目。这样就可以通过学生自主的规划来共同促进问题的解决，同时小组成员相互之间也能够共同协作，提升自主管理能力，也进一步实现知识的迁移和拓展。

结论：综上所述，通过智能教学工具培养初中生数学自主学习能力的实践研究，表明了智能教学工具能够更有效的提升学生数学自主学习的能力。在学习动机上来说，智能教学工具所表现的趣味性及个性化特点能够全方位激发学生的学习兴趣，增强学生自主学习能力；从学习策略上来说，智能工具提供多样化的学习资源及方法指导，能够帮助学生全面掌握科学的学习策略，进而提升学习效率；在自我监控及评估方面，能够通过学习轨迹可视化及实时反馈的功能，让学生全面了解自身的学习情况，进而不断反思和调整，促进自我的提升。由此可见，智能教学工具的不断更新和发展，为数学教学带来了更多的可能性，未来应持续关注新技术在数学教学中的应用，探索更有效的教学策略和模式。

参考文献

[1]人工智能背景下的初中信息技术课程设计与实践研究[D].金雪婷.长春师范大学,2021. 91

[2]初中生自我学习管理能力的现状与培养对策研究[D].李锦秋.郑州大学,2021. 58

[3] 智能时代以自主学习为中心的学生学业发展体系构建探索[J].廖春华;欧李梅.中国大学教学,2020(10). 69-74

[4] 人机学习共生体——论后人工智能教育时代基本学习形态之构建[J].李海峰;王炜.远程教育杂志,2020(02). 46-55

[5] 基于人工智能视频处理的课堂学生状态分析[J].贾鹂宇;张朝晖;赵小燕;闫晓炜现代教育技术,2019(12). 82-88

[6] 人工智能技术对成人自主学习的影响[J]. 任毅; 吴瑶; 谭希. 中国成人教育,2019(17). 3-5

[7]中学教师自我管理能力的现状及培养对策研究. 蔡月桂.闽南师范大学,20

[8]提升初中生自主管理能力的个案研究. 陈蜜.宁波大学,2019.68

2025 年度焦作市基础教育教学研究项目，项目名称《借助智能教学工具培养初中生数学自主学习能力的实践研究》 立项编号:jzjy2025131