三新背景下AI助力高中数学教学新样态研究

引言：

依据《普通高中数学课程标准（2017 年版2020 年修订）》的指导方针，“三新”教育理念推动了教学重心由知识传授转向核心素养培育，传统课堂教学里，人教A 版教材往往用静态文本表达数列递推关系，函数属性等内容，这容易引发学生的认知困惑，“一刀切”的教学模式很难适应个体差异，而且也对实践能力的培养和发展空间形成了一定的限制。

人工智能技术飞速发展，使它具备了动态数据处理，智能资源生成以及精准反馈这些核心能力，从而给冲破传统教育瓶颈带来了新的想法，拿人教A 版教材来说，它依靠案例带动，注重实际操作的设计理念，给 AI技术深入整合营造了合适的平台——不论是“观察与思考”板块里找寻规律，还是“实习作业”部分解决问题，都可以用AI 手段来改良教学效果，促使高中数学教育朝着智能化方向转型。

一、AI 赋能高中数学教学创新的核心路径探索（一）教学资源重构：抽象概念的直观化转变

人教A 版教材里的数列，立体几何以及函数等关键章节由 高度抽象的特点而成为教学的重点和难点，借助生成式人工智能（AIGC）技术 在递推数列教学环节，采用分步骤动画演示公式推导过程， 何部分，运用交互式三维模型展示空间图形的构成原理及其旋转， 学习，通过动态演示来剖析参数变化给图像带来的影响，以二次函数为例， 决定抛物线开口方向和顶点位置的变化规律。

此方案借助教材静态文本内容的可视化表现，促使学生形成抽象概念同直观表象之间的内在联系，全方位符合人教A 版教材所倡导的“由具体而抽象”的知识建构路径，进而大幅度缩减学习过程中对抽象思维能力的需求。

（二）个性化学习与精准反馈：满足分层教学需求

“三新”教育改革针对学生的个性化成长需求，人教版A 版教材通过“探究与发现”“拓展阅读”等板块体现分层教学观念，利用人工智能技术，可以依照学生的学习数据（答题正确率，知识点掌握时长等），动态生成合适的习题，包含基本的认知层面，能力培养层面，以及实践应用层面，从而超越传统“一刀切”训练模式的固有束缚。

人工智能推动的动态回馈体系可以即时察觉并且精确找出学生学习进程中的薄弱之处，当学生在数列递推关系的理解上多次犯错的时候，系统就 本概念剖析以及简化实例辅助学习，如果学生在数学运算中屡屡出错，就给予专门技能训练来改 作精确度，这种个性化的干预形式既符合人教A 版教材提倡的分层教学观念，又保证了每个学生能在合适的学习途径上达成学业进步。

（三）推动数学建模实践：强化素养导向的教学策略

“三新”教改侧重于实践性，人教A 版教材包含很多与真实情境相关联的实际例子（例如种群动态分析、成本计算评估以及环保指标数据检测等），这些内容被系统地融合进教材中，这为数学建模教学赋予了一大批资源来支撑它，学生使用AI 技术工具，能够较为便捷地实施建模全过程的各类操作，从数据的采集和初步加工处理开始，一直到就某个问题形成递归公式或建立特定形式的关系式，在完成这些步骤之后再做仿真的运算操作，然后把所得的计算成果进行直观化的显示表达，繁重且复杂的计算任务与制图操作均被交由AI 完成，学生只需专心去搞模型的设计构思部分，参数意义说明分析工作也可以通过这一方法来完成，不再像以往那样局限于那些繁琐的技术限制里。

此教学模式旨在把人教A 版教材里的抽象理论变成解决实际问题的能力，引领学生体会数学在现实情境中的应用价值，从而系统培育学生的数学建模素养以及跨学科综合思维能力。

（四）跨学科融合教学的 AI 赋能：拓展数学素养的应用边界

“新课程标准”改革侧重于学科整合和核心素养培育，人教版高中数学教材慢慢掺入跨学科要素，必修一“函数应用”板块牵涉到物理运动学知识，必修二统计部分可同生物种群动态联系起来，选择性必修三概率论部分能够对接地理气候变化模型，传统教学模式被数据处理繁杂，学科协作缺乏等状况所限制，跨学科融合的价值很难完全发挥出来，人工智能技术的应用给解决这个难题给予了强有力的支持。

依靠人工智能技术的数据整合优势，可以创建起跨学科的数学探究平台，在人教版教材“统计图表的应用”这一章节的教学过程中，利用AI 系 降水改变趋向， 化学实验出现的误差记录等诸多多源数据，然后引导学生用数学办法去执 这 任务，这样就能加深对统计知识的认识，这种教学方式很好地表现 泛适用的特点，AI 系统的动态交互特性有益于冲破传统学科壁垒。在 可视化的手段来显示它同物理简谐振动，音乐声波流传之类的现象之间的关联，从而促使学生认识数学与其他领域存在较为深层的联系。

这种AI 赋能的跨学科教学模式既符合人教 A 版教材的理念又回应了“三新”教育改革对综合素养培养的需求，成功打破了传统课堂里各学科知识相互割裂的局限，大幅拓宽了数学核心素养的实际应用范围和实践空间。三、教学新样态的反思与优化

人工智能技术虽然给教育革新带来了宽广的前景，但它存在的目的并非是要替代教师的主要工作，而是在推进AI 融入教学实际操作的时候，教师要依照课程标准，凭借智能系统所生成的数据支撑，动态调整教学方案，针对那些抽象又繁杂的概念，可以安排小组讨论来加深学生的认识，而不是单纯依靠算法推送一条信息，当遇到开放性的探究任务时，就要重点引导学生仔细思考模型假定是否有效，还要弥补目前的技术难以做到的深层次批判性思维培养需求。

人工智能技术的应用还存在明显局限性，在培养学生创新意识、加深数学核心素养等方面，依然需要依靠教师采用启发式教学手段来进行引导，当下急需加大对教师群体的人工智能技能培训力度，提升他们对于技术原理的认知水平，避免出现技术应用仅仅停留在形式上的状况，特别是利用AI 辅助命题设计的时候，要联系教材内容实施精确筛选，保证生成的试题同课程目标紧密结合，从而达到预期的教育效果。

总结：基于“三新”教育理念指引，人工智能技术同高中数学教学实现深度结合，以人教 A 版教材为依托，创建起“资源可视化、学习个性化、实践深化化”的新型教学模式，这种创新范式冲破了传统课堂既定框架，有力推动了学生核心素养的全面提升，给高中数学课程改革赋予了操作参照和理论支撑。展望未来，应着力于人工智能与教育领域的深度结合，依靠教师的知识积淀来改良AI 技术的应用效果，把AI 当作一种辅助教学的手段而不是主要力量，促使教学形式发生革新，切实改进学生的综合素养，进而达成“新课程改革”的目的。

参考文献：

[1] 刘浪华.“三新”背景下高中数学函数解题思路多元化的方法探索[J].数理天地(高中版),2024(23):30-31.

[2] 王炳荣.“三新”视域下高中数学单元教学策略研究[J].启迪与智慧(上),2024(12):101-103.