生成式AI 在高中数学教学中的应用与赋能潜力研究

高中阶段教育正经历着透彻变革。其中，数学作为培养高中学生逻辑思维与辨析能力的重点学科，其教学体系的革新非常重要。一般来说，在教师主导课堂教学的传统教学模式下，学生习惯了被动式的灌输学习，其学习主动性不高，学习兴趣缺失。而生成式AI 通过学习大量的数据和模式，生成与训练数据相似但又全新的内容，输出形式包括文本、图像、音频、视频等多种形式。由此可见，生成式 AI 教学在高中数学教学中的应用，具有重点实践价值与现实意义。

一、在高中数学中应用生成式AI 的价值

生成式 AI 能够根据学生的基本学情和学习需求，动态生成个性化的数学问题与情境。在高中数学教学过程中，基于学生对数学知识的掌握程度，教师可以利用生成式 AI 针对不同学生，生成具备针对性和差异性的教学任务。AI 还可通过交互界面收集、整理并分析学生的学习数据，识别学生的常见错误或知识薄弱点，生成针对性的教学建议。基于此，生成式 AI 技术可以为学生提供海量的教学资源和参考资料，包括教材、课程和学习视频等 [1]。同时，教师可利用 AI 生成的数据，来优化数学教学策略，设计开放式问题，调整课堂节奏，提高教学精准度。教师在高中教学课堂中应用生成式 AI 进行教学，设置新颖的数学情境，有助于激发学生的学习兴趣，促进学生自主投入数学学习中，进一步培养学生的批判性思维、逻辑推理和创造性解决问题的能力。

二、在高中数学中应用生成式AI 的教学策略

（一）依托平台开展教学，优化数学教学步骤

教师可借助生成式 AI 辅助教学，生成式 AI 的问题驱动属性借助数智资源的场景，能提供更多的交互功能 [2]。在课程开始前，教师需要将课时内容投入生成式 AI，AI 通过检索、整合与分析，结合学生之前学过的内容，梳理出函数知识图谱，构建出系统的知识框架。接着，教师可利用生成式 AI 分析教材内容与课后习题，整理出学生必须掌握的重点知识与数学技能，以此来构建全面、系统的知识框架。

以人教版高中数学必修第一册第三章“函数的应用（一）”为例，教学课程开始前，教师利用生成式 AI 设计出符合学生基本学情的教学目标，学生应学习并掌握一次函数、二次函数、幂函数在题目中的应用，及其解题思路。教学过程中，教师带领学生回顾函数的概念、基本性质及幂函数相关知识点，接着利用生成式 AI 设计：“某工厂生产某种产品，固定成本为 20000 元，每生产一件产品，成本增加100 元，已知总收益 R 与年产量 σ_X 的关系是 R(x)={400-1/2x²(0≤x≤400) ，80000(x>400)} ，求总利润最大时的年产量”等函数检测题。学生在 AI互动平台上解答题目，生成式 AI 可自动批改作业，并生成学情分析报告，呈现学生对函数求解知识的掌握情况。最后，教师根据报告调整教学重难点，帮助学生攻克知识薄弱点，提升学生数学知识应用能力。

（二）明确数学教学目标，提高课堂学习效率

依据新课标要求，在高中数学教学中，教师需要通过“四基”“四能”和“情感态度价值观来设置教学目标，并且，教学目标需要符合学生目前的学习情况，特点及兴趣点。因此，教师可通过生成式AI 设置符合学生学习情况，特点和兴趣点的教学目标，激发学生学习的内生动力。

（三）创设虚拟数学情境，激发学生学习兴趣

教师可以借助生成式 AI，将高中数学知识融入有趣的故事情境中，通过生动的角色对话与动态画面，引导学生思考其中的数学知识。学生沉浸式体验故事性情境，产生探索数学知识的兴趣，潜移默化中学习并掌握数学知识，加深其对数学知识的理解，促使学生积极参与到课堂学习中。

以人教版高中数学必修第二册第十章“随机事件与概率”为例，教师利用生成式AI 结合概率知识，创设“神秘宝藏探险”的故事情境，并安排学生进行角色扮演。首先，教师安排 AI 扮演探险家肩负“寻宝”任务来到一座岛上，岛上分布着 10 个神秘洞穴，其中 3 个藏有宝藏。其次，由学生扮演探险助手，分析进入任意一个洞穴找到宝藏的可能性。生成式 AI 通过将抽象的事件概率的概念转化为生动有趣的寻宝任务，学生积极参与进情境中，主动思考事件发生的概率大小，运用所学概率知识来解答“宝藏在哪里”的问题，促进学生对事件概率内容的深层次理解。最后，教师在 AI 平台上公布“宝藏”答案，借助AI 分析出学生学情报告，总结课堂教学知识框架，并针对知识点掌握较为薄弱的学生，进行辅导。

结语

综上所述，生成式 AI 在高中数学教学中具有重点应用价值，能够有效激发学生学习兴致，对促进学生全面进步具有主动作用。在教学实践中，高中数学教师需依托 AI 平台设计教学目标，创设趣味数学教学情境等策略，开展数学教学应用设计探究，伴随设计经验积累，教师能逐步协助学生更好地理解、掌握数学知识，提高学生数学核心素养。

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] 刘若辰 , 李建霞 , 侯彪 . 生成式 AI 对高校教育教学的影响与思考 [J]. 高教学刊 ,2025,11(15):7-10.