数智赋能高中数学教学模式变革与实践探索

摘  要：运用数智技术推动高中数学改革的已经当前的热点话题，为高中数学教育提供了改革的方向。本文深入分析了数智技术在高中数学教学中的优势，通过数智化教学能够实现课程内容优化、知识框架构建和教学评价融合，以高中立体几何学习阐明了数智技术应用实践，达到课前深度参与、课堂高频互动、课后精准反馈的良性循环，为提升高中数学教学质量、培养学生数学核心素养提供参考和借鉴。

关键词：数智赋能；高中数学；教学模式变革

数学是进行科学研究和提升原始创新能力的重要基础，学习数学是训练逻辑思维、培养科学精神和创新意识的重要途径，高中的数学学习是重要基础。在信息技术飞速发展的今天，高中数学教学要主动拥抱科技的发展，借助数智技术挖掘教学资源、推动教学设计改革、优化教学评价，不断提升数学的教学效率和学生核心素养的培育，促进学生个性化学习与全面发展。

1.数智技术在高中数学教学中的优势

信息技术高度发达的时代，高中数学教学也要迎合时代发展的趋势，主动转变教学理念，优化教学设计，将数智赋能的优势转化为高效的教学手段，推动数学教学改革和学生综合素养“双提升”。

1.1提供丰富多元的教学资源

传统高中数学教学常常借助课本、教辅、课件等教学资源，而数智赋能改变了这一局面，为教学带来了海量的教学资源。借助数智赋能，教师可以多渠道获取各类型教学资源，运用优质精品课程、动画演示和实验分析，帮助学生理解抽象的数学概念，还可以接触上最前沿的教学方式，推动教学改革。例如，学生在进行三角函数学习时，可以运用动画展示不同函数曲线表示，帮助学生理解函数概念；在进行立体几何学习时，可以通过3D动画演示，学生一目了然了解立体图像线面关系，让抽象的几何知识具体化，对空间感不强的学生帮助非常大。

1.2创造充满活力的深度课堂

传统的数学课堂是老师讲、学生学的模式，借助数智技术，完善“空中课堂”全学段，通过讨论、抢答、提问等方式，即时反馈学生的学习情况，激发学生的竞争意识与参与热情。通过运用线上教学平台，学生可以随时向教师请教问题，与同学交流学习心得，分享独特的解题思路，打破了时间、空间地域限制，提高课堂上的灵活性。例如，在讨论数列的通项公式推导时，学生们在平台上各抒己见，不同思维相互碰撞，拓宽了彼此的解题视野，释放学生的创造性思维。

1.3呈现即时精准的教学反馈

传统的教学评价一般是通过试卷测试，教师通过统计分析了解一个单元、学期中学生学习情况，是一件繁琐的工作，尤其是数学成绩分析。数智化教学可以有效解决这一问题，通过信息化批改作业和试卷，可以精准显示每名同学各单元各学期成绩情况，清晰勾勒出学生的学习画像，也可以掌握一个班级成绩整体分布情况，为教学改进提供建议，实现了“教-学-评”一体化，极大提高了教学效率。教师能实时了解学生学习进展，调整教学策略；学生也能清晰认识自身学习状况，明确努力方向。

2.以高中立体几何学习探究数智技术的实践运用

2.1 自主预习与学情分析，加强课前深度参与

高中立体几何学习是难度较大的学习内容，尤其对于空间感不强的学生，对一些知识更是难以掌握。数智技术让立体几何学习变得更加容易，通过改变教学设计，可以取得不错的教学效果。

在立体几何课程开始前一周，教师通过智慧教学平台发布预习任务，主要是立体几何基本概念的微视频学习，如棱柱、棱锥、棱台的定义与结构特征，以及简单的空间图形识别练习题。教师还分享了一些生活中常见的立体几何物体的 3D 模型链接，让学生借助手机、平板或电脑进行全方位观察，提前建立立体几何空间感知。

学生完成预习任务后，平台自动收集学生的答题数据，分析学生对各个知识点的掌握情况。通过大数据分析，发现学生对异面直线的理解存在较大困难，在判断两条直线是否为异面直线的题目上错误率较高；对于空间图形的展开与折叠问题，学生也表现出理解障碍。基于这些分析结果，课堂上对于已经掌握的内容可以压缩教学时间，有针对性地讲解难点问题，提高教学效率。教师还可以掌握不同学生对立体几何知识的掌握情况，制定个性化的教学计划，对基础薄弱的学生，加强基础知识的讲解和立体图形演示；对于基础很好的学生，安排具有挑战性的学习任务，拓展学习的难度和广度。

2.2多元教学与合作探究，加强课堂高频互动

通过引入数智技术，改变了传统的教学模式，为教师高效教学、精准教学提供了可能，让抽象的数学概念具体化、复杂的推导形象化，让数学学习变得有趣有味，便于消化、易于巩固。

在讲解 “直线与平面平行的判定定理” 时，教师利用虚拟现实（VR）技术，创设逼真的立体几何学习情境，通过观察建筑物中直线与平面的位置关系，更加直观理解立体图形中点、线、面、角之间的关系，掌握直线与平面平行的条件，通过旋转移动立体图形，从不同角度观察直线与平面的关系，沉浸式的学习方式可以激发学生的学习兴趣和学习的主动性。

在探究“三棱锥的体积公式推导”时，借助电脑或者平板，搜索相关资料，为学习提供便利。利用动态数学软件GeoGebra进行模拟实验，学生们可以随意改变三棱锥的底面形状和高，观察体积的变化规律，学生自主总结出体积公式。

在讲解完“二面角的概念”后，教师借助智能教学软件开展课堂互动活动，发布几道关于二面角判断和计算的题目，学生在数智平台进行抢答。软件可以实时统计答题结果，显示每个学生的答题时间和准确率，教师看到统计结果后，适时调整教学进度和方法，加强对难点问题解析。此外，还可以看到不同解题思路，让学生参与分享，加强发散思维训练，促进师生课堂的互动。

2.3分层作业与个性化辅导，加强课后精准反馈

在“双减”大背景下，课后的作业要求“少而精”，教师要借助数智技术，精准掌握学生的学习情况，有的放矢地安排课后训练，提升学习效率。

教师根据学生的课堂表现和平台学情分析数据，利用智能作业系统为学生分层布置作业，将学生学习情况由差到优分三个梯度。梯度一：主要针对基础知识的巩固，如正方体、长方体的表面积和体积计算，简单立体图形的三视图绘制等；梯度二：作业侧重于知识的综合应用，如求解复杂多面体中直线与平面的夹角、距离等问题；梯度三：鼓励学生进行拓展探究，如用立体几何知识设计一个创意空间模型，并撰写设计报告，阐述模型中所涉及的立体几何原理。

学生在作业中遇到问题时，可以通过在线学习平台随时向教师提问，不受时间空间限制，也可以利用“豆包、Deepseek、作业帮”等软件寻求解答，学生的探究性学习进一步加强。利用平台的智能推送功能，教师及时解答学生的疑问，为学生提供相关知识点的复习资料和强化练习题。教师还可以在平台上发布立体几何的拓展知识、数学文化等内容，引导学生进行自主学习和拓展阅读，拓宽学生的知识面。

3.研究结论

数智技术为高中数学教学变革提供了广阔空间和无限可能，我们要以数智技术这个重要“引擎”，引领新时代高中数学教学改革，通过人技结合，助力因材施教，更赋能立德树人，培养学生的核心素养。学校和教育部门应加大对教育信息化基础设施的投入，确保每个学生都能享受到优质的在线学习资源。教师应合理引导学生使用数智工具，注重培养学生的自主学习能力和数学思维能力，避免过度依赖电子产品，带偏了数智技术促进学习初衷。高中数学教师要转变思维方式，主动拥抱数智技术，提高数智技术与教学深度融合的能力，注重课前、课中、课后全链条融入数智技术，发挥数智赋能在高中数学教学中的优势，促进学生的全面发展和数学素养的提升。