人工智能技术在高中数学教学中的应用探索

随着人工智能与高中数学教学的深度融合，给高中数学教学带来了新的机遇，使教师能用更加直观的方式将知识呈现在学生面前，使学生直观理解这些抽象的数学知识。人工智能技术具有强大的数据分析和数据存储功能，不仅能辅助教师做出科学的教学评价，还能为学生推荐个性化的数学学习资源，满足学生的个性化数学学习需求。笔者结合多年高中数学教学实践，从优化课前预习活动等层面，提出在人工智能背景下的高中数学教学策略。

一、借助人工智能技术，优化课前预习活动

高中数学内容丰富，有许多抽象的原理和概念，如果学生没有进行课前预习，直接听教师讲解知识点的话，容易感到迷茫无从下手。因此，预习活动是学生提前了解单元数学知识内容，听懂数学课堂的基础，对于提升数学课堂教学质量具有重要意义。教师在高中数学教学中，可引入人工智能技术，指导学生完成预习工活动。学生只需要将数学教材放置在人工智能系统的扫描区域，人工智能系统会自动分析这个单元的数学知识点，并为学生推荐一些预习的数学学习资源和课前预习任务，使学生在上课之前提前预习单元的重点知识内容，以便在课堂教学中，能够听懂教学讲解的数学知识点，提高学习效率。

具体而言，教师在“函数”章节教学中，为了使学生理解函数的概念、性质等知识点，可给学生布置利用人工智能数学学习系统的提前预习任务。学生只需要将“函数”教材放置到人工智能系统的扫描区域，点击桌面的预习模块，人工智能系统会自动开展对单元知识内容的分析。在分析单元知识内容后，人工智能系统会为学生推荐一些课前预习的资源和推送一些课前预习小任务。例如，人工智能系统为学生推荐了一些有趣的函数概念讲解的动画视频，使学生直观理解函数的概念。通过人工知识播放的动画，学生能看到很多生活中的与“函数”有关的实际案例，如汽车行程与路程问题，销售利润与定价问题等，可结合生活经验更好地理解这些抽象知识点。在推荐函数的预习资源后，人工智能数学学习平台还会依据学生的数学学习情况，为学生推荐一些函数概念的例题，使学生通过做题来推测其在单元学习过程中可能会遇到的问题，从而在教学过程中重点听讲，提升数学学习效率。

二、利用人工智能技术，丰富课堂教学资源

在传统的高中数学教学中，教材往往以教材为中心，向学生讲解数学知识点，要求学生理解和记忆。这种围绕教材的高中数学教学模式，很少或者几乎没有为学生拓展课外数学资源，限制了学生的数学学习视野。在高一数学教学过程中，教师借助人工智能技术，可以丰富课堂教学资源，丰富学生知识储备，使学生拓展数学学习视野，更好地完成数学学习任务。在人工智能背景下，教师可以将数学抽象的知识内容如空间几何等直观呈现的学生面前，使直观理解，更好地记忆这些数学知识点，感受数学课堂教学的生动性与趣味性。

具体而言，教师在“立体几何初步”教学中，为了使学生理解抽象的几何知识，可引入人工智能绘图软件，如 Geogebra，为学生展示各种立体几何图形的绘制过程，如正方体、长方体和圆锥等立体几何图形的绘制过程，使学生对这些立体几何图形特征有更加直观的理解。教师在绘制完这些立体几何图像后，可以结合移动和旋转按钮，使学生从不同角度看到这些立体几何图像的结构特征，更清晰理解立体几何图形中的点、线与面之间的关系。同时，为了使学生更好地理解异面直线这个抽象的概念，教师还可以借助人工智能绘图工具把这两条异面直线绘制出来，并直观将异面直线具有“不平行”和“不相交”的特点展现出来。通过在讲解立体几何知识过程中，引入人工智能绘图工具，使学生清晰认识不同立体几何图像特征和清晰理解立体几何中的抽象概念。

三、利用人工智能技术，优化教学实践

教师可基于人工智能技术，分析总结不同方法下学生的课程学习兴趣指数，并基于指数采用学生比较感兴趣的教学方式，从而实现教学方式的多元化。在人工智能背景下，教师可以优化教学实践，在对学生的数学知识掌握情况分析的基础上，生成个性化的数学学习报告，使教师在查阅这些数学报告内容的基础上，为学生制定个性化的数学培养方案。在个性化的教学模式下，学生能有针对性地对其薄弱知识点进行训练，逐步提升数学学习能力。

具体而言，教师在“平面向量”教学中，为了了解学生对单元知识点的掌握情况，以便调整教学策略，可引入人工智能数学评价系统。人工智能数学评价系统能依据学生在这个单元中的学习数据，如学生在课堂发言情况、数学作业完成情况和人工智能学习平台的数学记录等，全面分析数学的对“平面向量”知识点的掌握情况。在分析学生对数学知识点掌握情况的基础上，教师可为学生制定个性化的数学学习方案。例如，教师发现某个学生在向量运算题中如“已知，，求出 ^⋅+ 的坐标”频繁出错，推断他可能是没有清晰理解向量加减法的几何意义，则可借助动画视频为学生再次讲解向量加减法的几何意义，并为其设计一些习题，使其减少在向量运算题中的错误，逐步提升数学运算能力。通过人工智能的个性化分析功能，教师能科学评估班级学生的单元知识内容掌握情况，并依据学生的学习情况为其推荐一些个性化的数学教学资源，使其能够扫清单元知识障碍，逐渐形成完整的数学单元知识体系。