新课改下AI 在高中数学中的应用

引言

随着人工智能、大数据技术的不断融入教育领域，教学范式正在发生深刻的变革。高中数学教学对于提高学生的综合素养和高考成绩具有重要意义，传统的教学方法以及单一的技术辅助已经不能满足当前的教学需求。

1AI 概述

AI，也就是人工智能，是当下科技界的热门话题，它那强大的数据处理与分析能力给教育领域的智能化转型给予了强有力的支撑，在高中数学教学过程中，AI 的应用并不仅仅表现在教学内容的智能化展现上，而且还在于它能够依照学生的个体差异来做到精准教学并实施个性化的指导，从而大幅度改善了教学的效率与质量，AI 技术借助深度学习和大数据分析手段，可以对学生的各种学习行为，知识掌握情况，学习习惯等等进行全面跟踪分析，给教师给予科学而客观的学情诊断报告，这样就能让教师随时知晓学生的学习情况，找出学生学习过程中的难点和痛点，从而调整自己的教学策略，做到因材施教。

2 课改背景下AI 在高中数学中的重要性研究

新课改推进之下，高中数学教育正在朝着智能化、个性化方向转变，AI 技术的加入，给这种转变赋予了很强有力的技术支撑，它不但可以改良教学资源调配状况，减轻教师工作量，而且能唤起学生的学习兴致，改善学习效率，借助 AI 的帮助，学生可以更直观地领悟数学概念，把握解题技巧，进而提升数学成绩，而且，AI 技术还能依照学生的学进程度和能力水平，智能地给予有关的学习资料和练习题，助力学生巩固所学知识，拓宽学习视野，所以，新课改下AI 在高中数学中的应用有着重大的现实意义和深远的教育价值。

3 新课改背景下AI 在高中数学教学中的应用策略研究

3.1 精准学情诊断策略

用 AI 作业分析系统（像科大讯飞智学网）扫学生课后练习，自动标记“函数定义域求解错”“立体几何辅助线构造弱”之类的问题，形成班级错题热力图和个人学情报告，帮老师按需设计课堂例题，不让“一刀切”教学，AI 作业分析系统还能追查学生的学路，看学生在各个知识点上的掌握情况怎么变，给老师发学生学得进步或者退步的警报，这样老师就能马上察觉到学生的学习起伏，采取办法去应对，不让学习问题积累起来，学情诊断报告还能表现学生在解题策略，思维习惯这些方面的特点，帮老师更好地认识学生，给制订个别化教学策略给予依照。

3.2 个性化学习推送策略

基于 AI 自适应平台（洋葱数学）为不同层次的学生制定路径，基础薄弱生推送“集合概念动画 + 基础题闯关”，中等生推送“三角函数变式训练 ⁺ 解题思路提示”，优等生推送“导数与不等式综合建模任务”，根据答题正确率实时调整难度，满足新课改“关注个体差异”的要求。AI 平台能自动分析学生的学习情况和能力水平，根据分析结果自动调整推送的学习内容难度，让每个学生都在适合自己的节奏下学习。这种个性化的学习推送可以提升学生的自信心和学习动力，而且能防止“一刀切”教学模式的弊端，真正做到因材施教，AI 平台还能记录学生的学习轨迹，给教师给予详细的学习数据分析，利于教师掌握学生的学习情况，为之后的教学设计给予支撑。

3.3 探究式教学辅助策略

在“圆锥曲线”这类抽象章节，用AI 动态几何工具（像 GeoGebraAI插件），学生输入参数（比如离心率 e），AI 立刻生成椭圆、双曲线的动态图，焦点，准线的变动规律也一同显现出来，老师引领学生借助AI 动手探究“e 和曲线形状的关系”，训练直观想象和逻辑推理能力，取代传统的静态板书。立体几何章节，依靠 AI 三维建模软件（类似SketchUp），学生可以随意旋转，拆解三维几何体，看透内部构造，体会空间位置关系，通过 AI 设置动态问题，比如“三棱锥底面边长发生改变的时候，它的体积会怎样变”，促使学生通过操作去找出答案，从而加强空间感知和解决问题的能力。

3.4 跨学科实践赋能策略

联系新课改“综合与实践”要求，以AI 数据工具推动项目式学习，比如“校园绿化面积优化”课题，AI 协助学生搜集校园地形数据，自动创建平面直角坐标系模型，学生凭借函数知识规划绿植布局，AI 随时算出面积和费用，做到数学与地理，经济学科的交叉融合，在“智慧交通设计”项目里，AI 解析城市人流，车流数据，学生利用概率统计知识预估交通流量，设计最合理路径算法，AI 模仿各种方案效果，促使数学与信息科技，城市规划学科相互交叉应用，通过这种跨学科的实践活动，学生可以加深对数学知识的认识，而且提升解决问题的能力，增进革新意识和团队合作能力。

3.5 过程性评价升级策略

AI 评价平台记录学生全流程表现：课堂上 AI 记录“主动回答问题次数”“小组讨论贡献度”，课后跟踪“建模任务完成进度”，期末输出“知识掌握度（ 40% ） + 思维能力（ 30% ） + 实践能力（ 30% ）”的多元评价报告，取代一张试卷评分，符合新课改“重视过程，综合评价”要求。

3.6 教师教学赋能策略

用 AI 备课助手（如希沃 AI 助教），输入“数列求和”课题，自动推荐新课改示范课例、素养目标分解方案、分层作业设计模板；有“学生课堂注意力分析”，摄像头捕捉学生抬头率、笔记频率，提醒教师适时变换互动方式（插入AI 互动答题环节）。

结语

综合以上可以看出，在新课改之下AI 在高中数学中的运用具有很大的潜力和作用。通过准确的学情诊断、个性化的学习推送、探究式的教学辅助、跨学科实践、过程化评价赋能、教师教学赋能一系列措施让AI不仅改变着高中数学的教学方式也让其提高其教学效果和效率。在未来随着AI 的进一步的发展和完善我们相信 AI 会在高中数学教育领域中发挥更大的作用，为创新型人才和实践型人才做出更大的贡献。而我们也要与时俱进，适应这样的变化，不断培养自身的素养和技术能力，让其成为教学工具来为学生的成长发展创造更好的条件。

参考文献：

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