人工智能背景下初中数学教学的创新方案探索

对学生而言，初中数学对其理科学习思维的形成与未来发展发挥着核心角色，其不仅仅是单纯的知识拓展，更是思维方式的关键飞跃，这也是学生从单纯的“算数思维”到“符号+关系思维”的重要转变[1]。但很多初中生往往对数学的学习兴趣不高，甚至失去兴趣，这并非单一因素造成，而是学科特点、教学方式、社会环境等多因素共同作用下的结果，而这又会影响整体教学效率，甚至造成严重的偏科问题。近年来，人工智能（AI）迅猛发展，已广泛应用于医疗健康、交通运输、金融服务、教育等多个领域，这也意味着初中数学教育领域正在经历深刻的变革。故本文结合当前初中数学教学的现存问题，以期利用AI 系统以优化当前的教学薄弱环节，提高学生的学习兴趣与整体教学效率。

一、初中数学教学质量影响因素分析

1.1 部分学生学习习惯有待改善

对部分学生而言，其克服困难的毅力相对薄弱，存在学习意志力不足或学习习惯尚未科学建立的问题，在此背景下，学生的心理韧性及自我调节能力仍有待加强，而面对学科性强、抽象程度高的数学内容，易出现坚持性不足或畏难情绪，一定程度上影响到了教学工作的顺利开展，降低学习效果[2]。另一方面，相比小学数学内容，初中数学很多内容更为“抽象”，且更为强调思维逻辑性及推理性，学生需结合题目给出的已知条件，结合自身所掌握的定理与公理进行解题，这种思维跨越与很多学生大脑的认知发展并不对等。

1.2 教学方案相对传统

在现代教育模式不断转变的今天，仍有很多教师沿用传统的教学方法，盲目进行“填鸭式”教学，使学生处于极为被动的地位，忽略了不同学生之间的个体差异，对于反应稍慢的学生，很容易被“甩”在后面，无法跟上学习节奏[3]。并且，传统数学教学中同样存在“作业设计单一”的问题，例如让全班同学做同一套试题，对于数学能力强的学生，其可能短期内便会完成解题，而数学能力弱的学生，可能短期内无法完成，最终放弃解题。这类流程单一、节奏失当的教学工作很容易影响到学生的参与度，导致两极分化问题严峻，整体教学效果差异大。

1.3 技术工具与教学内容脱节

近年来，我国互联网普及率显著提升，在此背景下，很多学校均引入了多媒体投影仪、答题器/即时反馈系统等设备。以多媒体投影仪为例，虽然该设备能够向学生提供动态几何动画或有关图表案例，帮助学生进行复杂计算等操作，但很多时候却沦为了“高级黑板”，其仅用于播放某些静态PPT 或例题资料，导致交互性不高。

二、AI 技术在初中数学教学中的应用策略及优势分析

2.1 激发学生学习兴趣，满足个性化学习需求

教师利用AI 技术将课程知识点制作为语言精炼、重点突出的视频并供学生选择，使之从“被动学习”转变为“主动学习”，结合自身的情况选择学习内容，且视频中内容可反复、循环播放，直至学生掌握，这有利于减少学生学习水平差异性[4]。以“几何图形”为例，教师可提前利用 AI 技术制作与几何图形相关的实体物体，并鼓励学生结合自身生活经验对以上物品的特征予以总结，这能够很大程度上调动学生的学习情绪。在此基础上，利用AI 技术能够通过创建丰富学习情境以实现数学内容从“抽象”到“具体”的转变，例如三角函数动态图像、统计与概率知识分析、几何证明推理游戏……引导学生快速理解、掌握教学内容[5]。

2.2 实现“人机协同教学模式”，提高学生学习效率

“人机协同教学模式”已成为新时代的教学趋势，在此背景下，教师与AI 系统均能发挥各自的优势性，在授课期间，AI 系统负责基础知识的整合，以及科普视频/图表的制作，而教师则承担“学习体验设计师”角色，结合AI系统整合的内容向学生传授有关知识。此外，易于操作，便捷性强是 AI系统的关键优势，为此，教师可结合课程重点内容布置相关问题，要求学生借助AI 系统提前预习，鼓励他们自行寻找解题的方法，期间父母同样可以参与到学习当中，增强学生的学习互动性。有了良好的预习基础后，学生在学习期间的状态也会更为轻松，使其更愿意主动投入到学习当中，打破“思维跨越与大脑的认知发展不对等 $$ 学习参与度下降 $$ 放弃学习”的恶性循环[6]。

三、结语

综上可知，在目前初中数学教学工作中，整体教学效果易受到部分学生学习习惯有待改善、教学方案相对传统等因素的影响，而这又是影响学生学习兴趣，降低整体教学效率，并呈现严重“两极分化”问题的重要因素。而AI 系统的产生有效改善了时代发展对初中数学教学提出的有关需求，在此期间，AI 系统发挥着十分关键的作用，在调动学生学习兴趣，实现“因材施教”等方面均有体现。在未来的研究工作中，基于 AI 系统的数学教育工作将会为学生提供更为智能化的学习环境，为教师提供多元化的评价体系，形成AI 教室、课程建设、研学体验等多维度为一体的综合教学方案，使学生更为受益。

【参考文献】

[1]邵锐. 初中数学动点问题解题障碍分析及对策研究[J]. 教学管理与教育研究,2022,7(19):90-91.

[2]方小玲. 初中数学课堂教学小组合作学习存在的问题及对策研究[J].中外交流,2021,28(4):1371.

[3]秦翠璘. 初中数学“问题导学”教学的现状及对策研究[D]. 重庆师范大学, 2023.

[4]袁聪. "AI+教师"协同教学模式下初中数学的课堂实践[J]. 科学与信息化,2024(7):133-135.

[5]林明. AI 赋能初中数学教学评一致的智慧课堂建构——以综合与实践"密码中的数学"为例[J]. 数字化用户,2025(14):166-168.

[6]才如曼. AI 人工智能在初中数学课堂教学中的应用 [J]. 数学大世界(下旬), 2024, (11): 80-82.

作者简介：邢超超，1991 年7 月6 日，男，汉，河南省洛阳市伊川县，重庆师范大学，中学一级，硕士研究生，研究方向：学科教学（数学），邮箱：928503159@qq.com

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