人工智能助力高中数学学习，构建核心素养导向的教学模式

引言

高中数学属于培养学生逻辑思维，抽象能力，问题解决能力的关键学科，其教学目的正由传统的知识传授朝着核心素养培养改变。数学核心素养包含数学抽象，逻辑推理，数学建模，直观想象，数学运算和数据分析这六个部分，这是学生适应终身发展，社会发展所需的能力和品质。可是传统高中数学教学存在不少局限，不能很好地顾及学生的个体差别，教学形式单调，核心素养培养缺少有效的支撑等。而且 AI 技术正在高速发展，给突破这些局限赋予了新的也许性。AI 依靠其大数据分析，个性化推荐，智能交流这些长处，能给高中数学教学赋予新的活力，促使形成核心素养导向型的教学体系，推动学生数学学习质量与核心素养水准双提升。

1 核心素养理念下优化教学设计的原则

1.1 以学生为中心

学科核心素养理念下的教学设计优化应以学生为中心，尊重学生的主体地位。在学习“函数单调性”之前，学生已经对初等函数单调性有一定的认识，并能用集合及数学符号表示对应关系。因此，教师要基于学生最近发展区，不断优化教学活动，满足学生多元化学习需求，真正促进每一位学生的成长发展。

1.2 以核心素养为导向

学科核心素养理念下的教学设计优化应以核心素养为导向，基于核心素养发展设计、开展教学活动。例如，通过观察不同类型的函数图象，调动学生的积极性，让学生发挥直观想象能力，感受函数的单调性；通过课堂问题探究过程，引导学生运用数学语言进行表达，培养学生的数学抽象能力；通过具体实践环节，锻炼学生数学建模和数据分析的能力。

1.3 理论与实践相结合

学科核心素养理念下的教学设计优化应遵循理论与实践相结合的教学原则。教师可创设生活化、实践化的教学情境，将学科知识与日常生活相结合，降低函数单调性学习的抽象性。例如，可以将函数单调性和函数中的最值问题与日常生活中的生产效率问题相结合，还可以将其与方程和不等式的求解问题相结合，增强学生自主学习和实践应用的能力。

1.4 采用多样化教学策略

学科核心素养理念下的教学设计优化应采用多样化的教学策略，引导学生经历从适应到理解，再到应用的过程。例如，面对抽象概念教学，教师可适当借助学科专业软件，既能活跃教学气氛，启迪学生理性思考，又能精准展示数量间的变化规律，让学生及时获取思考和讨论的验证结果，突破教学难点。

2 人工智能助力高中数学教学的挑战与应对策略

2.1 面临的挑战

教师 AI 应用能力不足：一些高中数学教师对于AI 技术的了解及掌握程度比较低，没有能力将AI 技术与数学教学有效融合，在实际的教学过程中，教师不能很好地发挥AI 的优势，甚至会过度依赖AI 或者错误地使用AI，从而影响教学效果以及核心素养的培养。

学生过度依赖AI，自主思考能力弱化。AI 给学生带来便捷的学习资源和解题思路，学生如果过度依赖AI，遇到问题就找AI 帮忙，不自主思考和探究，就会导致学生自主思考能力、创新能力和解决问题的能力变弱，不利于核心素养的培养。

数据安全与隐私保护问题：AI 在教学过程会搜集很多学生的学习数据，涵盖学习行为数据，成绩数据，个人数据等，如果这些数据的安全性不能得到保证，存在数据泄露，被滥用的可能，就会侵害到学生的隐私，从而引起社会的注意和担心。

2.2 应对策略

加强对教师AI 培训，提高教师AI 应用能力：学校要定期给高中数学教师安排AI 技术与教学融合的培训课程，培训内容包含AI 技术基础知识，AI 教学平台使用方法，AI 与数学教学融合的教学设计案例等，还要促使教师参加AI 教学研究和实践，同其他教师交流分享AI 教学经验，持续改进教师的AI 应用能力以及教学创新能力，学校可以聘请专门的 AI 教学指导人员，给教师给予一对一的指导和援助，保证教师可以把 AI 技术同数学教学有效地融合起来。

引导学生合理使用AI，培养自主思考能力：教师在教学过程中，要引导学生正确看待AI，AI 只是学习的辅助工具，而不是代替人思考的工具。在设计教学活动时，注重培养学生的自主思考能力，在 AI 推送解题思路之前，先让学生自主思考解题方法，在学生使用AI 完成作业之后，要求学生自主总结解题思路与方法，反思自己的不足。教师也要加强对学生学习过程的监督与引导，及时发现学生过度依赖AI 的情况，并加以纠正，鼓励学生自主思考、大胆创新，培养学生的核心素养。

完善数据安全保障机制，保护学生隐私：学校和AI 教学平台提供商要形成起数据安全保障机制，利用先进的加密技术来保护学生的学习数据，防止数据泄露或者被滥用，确定好数据的搜集范围以及使用目的，依照“最少必要”原则，只搜集跟教学有关的必要数据，制订严格的数据管理制度，规范数据的存储，使用以及销毁流程，明确相关工作人员的数据使用权限和责任，加强学生和教师的数据安全意识教育，提升学生和教师对数据安全以及隐私保护的重视程度，保证学生的合法权益。

结语

人工智能于高中数学教学里的应用，给构建起核心素养导向的教学形式赋予了很强的技术支撑。在利用AI 技术之后，我们可以较为妥善地解决传统数学教学当中碰到的诸多问题，并做到学生数学学习水平和核心素养达成率同时得到提升的目的。未来随着AI 技术不断地发展改善，相信这种技术在高中数学教学中的应用会愈发广泛而且深入，为培育具备创新意识以及实际操作能力的新型人才作出更大的贡献，与此同时我们要不断去研究尝试并且执行，进而找到更为适宜的人工智能于高中数学教学之中使用的办法，促使技术同教育达到融合的状态，一起促进教育事业向前迈进。

参考文献：

[1]曹云飞.核心素养培养视域下高中数学教学策略优化研究[J].科学咨询（教育科研），2023（14）：206-208.

[2]魏燕.基于核心素养的高中数学函数教学策略探究[J].科学咨询（教育科研），2020（3）：245.