数字化技术赋能初中数学精准教学的创新路径研究

一、引言

信息技术的飞速发展推动教育领域发生深刻变革，初中数学作为培养逻辑思维、抽象能力和问题解决能力的核心学科，其教学模式正从“经验驱动”向“数据驱动”转型。传统初中数学教学中，教师往往依据经验设计教学内容，采用“统一进度、统一难度”的模式，导致约 30% 的学生因“跟不上”丧失兴趣， 20% 的学优生因“吃不饱”缺乏挑战（《中国教育信息化》2023 年调研数据）。精准教学理念强调“以学定教”，而数字化技术凭借数据采集、智能分析、资源整合等功能，成为破解这一困境的核心支撑。例如，某实验中学通过智能平台分析学生错题数据，发现“一元二次方程应用题”是普遍薄弱点，针对性设计 3 组分层练习后，该知识点正确率从 58% 提升至 82% 。因此，探索数字化技术赋能精准教学的路径，对提升数学教学质量具有重要现实意义。

二、数字化技术赋能初中数学精准教学的优势

2.1 精准学情分析：从“经验判断”到“数据实证”

数字化工具可全场景采集学生学习数据：课堂上，通过互动平板记录答题时长、错误选项；课后，作业系统追踪知识点掌握度、解题路径；考试中，智能阅卷系统分析得分分布、失分规律。这些数据经算法处理后，生成多维度学情报告——如某学生在“几何证明”板块，“辅助线添加”错误率达 65% ，但“全等判定定理”掌握率 90% ，教师可据此制定个性化辅导方案。某地区试点显示，采用数据驱动的学情分析后，教师教学调整的精准度提升 40% ，学生重复练习时间减少 25% 。

2.2 教学资源供给：从“单一教材”到“多元适配”

数字化资源库打破传统教材的局限，形成“基础-拓展-创新”的三级资源体系：基础层提供教材同步讲解视频、典型例题动画；拓展层包含跨学科案例；创新层设计探究性工具。某初中调查显示，使用分层资源后， 85% 的学生认为“能找到适合自己的学习材料”，课堂专注度提高 30% 。

2.3 个性化学习支持：从“统一进度”到“因材施教”

智能系统基于学情数据，为学生推送定制化学习路径。例如，针对“分式运算”薄弱的学生，系统先推送“分式基本性质”微课，再布置梯度练习（；为学优生推送“分式方程与实际问题”的建模任务，如“设计校园奶茶店的定价方案”。某学校实施该模式后，学生平均学习时长减少 15% ，但成绩优秀率提升 12% ，体现“减负提质”的效果。

三、数字化技术在初中数学精准教学中的应用案例

3.1 AI 大模型支撑的差异化教学设计

在“一次函数与实际应用”教学中，传统教案难以兼顾三类学生：基础生需巩固“函数表达式求解”，中等生需掌握“图像分析”，学优生需拓展“最优方案设计”。教师借助AI 大模型，输入班级学情数据（前测得分、错题类型），系统自动生成分层教案：

基础任务：通过“打车费用计算”案例练习“已知两点求函数表达式”；

进阶任务：分析“气温随时间变化”的函数图像，回答“何时气温最高”等问题；

挑战任务：用函数模型解决“学校运动会饮水供应的成本优化”问题。

实施后，课堂参与度从 60% 升至 90% ，不同层次学生的任务完成率均超 85% ，单元测试平均分提高 9 分。

3.2 VR 技术突破空间几何教学难点

“立体图形的三视图”是初中数学的难点，传统教学中 40% 的学生因空间想象力不足难以理解。某教师引入 VR 技术：

学生佩戴 VR 设备进入虚拟实验室，可 360^∘ 旋转观察正方体、圆锥等立体模型，切换“正视图、侧视图、俯视图”视角；

完成互动任务：如“根据给定三视图，在虚拟空间搭建立体模型”“调整光源角度，观察物体投影变化”。

课后测试显示，学生对“三视图与立体图形对应关系”的理解正确率从 52% 提升至89% ， 80% 的学生表示“VR 让抽象知识变直观了”。

四、数字化技术赋能初中数学精准教学的创新路径

4.1 构建“共建共享”的数字化资源库由区域教育部门牵头，联合名校、教研机构共建初中数学资源库，包含：

结构化资源：按“数与代数”“图形与几何”等模块分类，每个知识点配套“微课视频+分层练习+教学案例”；

互动性资源：如可编辑的几何画板模板、数据可视化工具、数学建模案例库；

动态更新机制：每学期根据教材修订、学生反馈更新 30% 的资源，鼓励教师上传自制资源并给予积分奖励。某区域资源库建成后，教师备课效率提升 40% ，优质课例数量增加 60% 。

4.2 实施“分层递进”的教师能力培训针对教师数字化能力差异，设计三级培训体系：

基础层：掌握智能平台、几何画板等工具的基本操作（如“如何用平板发起课堂投票”）；

进阶层：学习数据分析方法（如“从错题报告中定位教学薄弱点”）；

创新层：探索数字化教学模式（如“如何用 AI 工具设计项目式学习任务”）。

配套建立“名师工作室”，由骨干教师带教新手教师，定期开展“数字化教学展示课”。培训后，教师的数字化工具使用率从 35% 升至 90% ， 85% 的教师能独立设计融合技术的教案。

4.3 探索“线上线下融合”的教学模式

翻转课堂：学生课前通过线上平台观看“分式化简”微课并完成基础练习，课堂时间集中解决“复杂分式求值”的小组讨论与答疑；

项目式学习：以“校园雨水花园设计”为主题，学生用 Excel 分析降雨量数据，用几何知识计算花坛面积，用 3D 建模软件呈现设计方案；

游戏化学习：开发“数学闯关”游戏，如“方程求解”对应“解锁关卡”，“几何证明”对应“破解密码”，使抽象知识趣味化。某学校实施融合模式后，学生数学学习兴趣量表得分提升 28 分，课堂主动提问次数增加 50% 。

五、面临的挑战与应对策略

5.1 技术应用门槛高：从“畏难”到“善用”

部分教师因“操作复杂”抵触数字化工具，应对措施包括：

开发“极简界面”工具：如将“错题分析”功能简化为“一键生成报告”；

建立“技术支援队”：由信息技术教师或学生志愿者提供实时帮助；

开展“微认证”激励：教师掌握一项技能,可获得认证并纳入考核。某学校实施后，教师技术应用的抵触率从 40% 降至 10% 。

5.2 数据安全风险：从“隐患”到“可控”

学生答题记录、成绩等数据存在泄露风险，解决方案有：

采用“本地 + 云端”混合存储：敏感数据本地加密保存，非敏感数据云端备份；

明确数据使用权限：教师仅可查看本班学生数据，且需签订保密协议；

定期开展安全审计：由第三方机构检查数据管理合规性。这些措施实施后，家长对数据安全的满意度从 55% 提升至 90% 。

六、结论

数字化技术为初中数学精准教学提供了“数据驱动、个性适配、资源丰富”的新可能，通过精准分析学情、优化资源供给、创新教学模式，可有效破解传统教学的“同质化”困境。尽管存在技术门槛、数据安全等挑战，但通过构建共享资源库、加强教师培训、完善保障机制，能够充分释放技术赋能潜力。未来，随着 AI、VR 等技术的迭代，初中数学教学将实现“千人千面”的个性化学习，真正让每个学生在数学学习中获得适切的支持与成长。

参考文献：

[1] 苏国东. 基于大数据 +AI 的初中数学精准教学研究——以“一起中学”平台为例[J]. 中学数学研究，2021(08)：6-8.

[2]姜合峰，龚苇，谢亚锦，等. 信息技术与初中数学教学深度融合的思考[J]. 教学与管理，2023(03).

[3]吉峰，李新春，罗驱波. 多元学习理论融合视角下的业界专家协同教学模式构建研究[J]. 教育理论与实践，2023，43(9).