AI助力下的高中数学课堂构建

摘要：随着人工智能技术的飞速发展，其在教育领域的应用愈发广泛且价值不断凸显，本文聚焦于高中数学课堂，深入剖析AI助力构建该课堂的重要意义，认为 AI可以通过对数据的处理和资源的整合为学生创设新颖的情境来激活他们的思维，同时也可以充当“智能教师”来培养学生自主学习能力。与此同时，本文围绕课堂构建展开策略探讨，涵盖融入游戏化元素搭建趣味情境以激发学生学习热情以及利用AI深度分析学情数据为学生定制专属学习方案，从而实现因材施教、提升教学质量与学生学习成效。

关键词：人工智能；高中数学；数学课堂

高中数学作为一门逻辑严密、抽象性强的学科，在激发学生学习兴趣和满足学生个性化学习的需要上，传统的教学方式有很大的局限性，人工智能的兴起，给高中数学教学改革提供了新的变革契机，它凭借强大的数据处理能力与智能交互特性可以把一些抽象的数学概念用直观的、动态的方式表现出来，从而把一些比较复杂的知识体系简单化。与此同时， AI还可以对学生的学习轨迹和弱点进行精确的分析，为教师制定个性化的教育策略提供依据，助力构建更加高效、灵活且富有创新性的高中数学课堂。

一、AI助力下的高中数学课堂构建意义

在传统的高中数学教学中，由于其抽象和枯燥的特点使学生对其产生抵触情绪，从而使其学习热情受到阻碍，而人工智能技术的融入为高中数学课堂注入了全新活力，它凭借强大的数据处理与资源整合能力能够对丰富多样、直观形象的学习材料进行大量的收集和筛选，不管是生动的、有趣的数学动画演示，还是接近于生活的数学应用案例都能为学生创设出新颖独特的学习情境，这既拓宽了学生的知识视野，更能有效激活他们的思维，使他们在积极地探究有趣的数学资源的同时自然地把抽象的数学知识和现实的生活联系起来，从而实现了思维的发散与拓展。此外，AI就像是一个孜孜不倦的“智能教师”，它可以根据学生的学习进度和水平提供定制化的学习内容与辅导，并能随时解答学生的问题，这样一种新颖而又符合学生需要的学习方法更容易被学生所接受，促使他们摆脱对教师的过度依赖，学会独立思考、自主探索[1]。

二、AI助力下的高中数学课堂构建策略

（一）趣味情境搭建，激发学习热情

在高中数学课堂构建进程中，教师可以将游戏化的元素有机地结合起来，利用 AI技术设计各种形式的数学闯关游戏和知识竞赛，将抽象的数学知识巧妙地融入到有趣的规则和挑战任务之中，在这种沉浸式的游戏中，学生需要灵活地运用自己所学到的数学知识去攻克一道又一道的难关，在轻松愉悦的氛围里自然完成知识运用与巩固。在这个过程中，学生们的学习热情得到了极大的提高，同时，他们的竞争意识和团队合作精神也在不知不觉中得到了发展。

例如，在讲授《直线与圆、圆与圆的位置关系》时，教师利用 AI技术构建一个虚拟岛屿：上面有形状各异的湖（圆）、桥梁（直线）以及会移动的神秘圆形岛屿。学生们需要操控虚拟角色来完成闯关任务，比如计算出角色从某点到湖岸的最短路径（涉及直线与圆相切问题），或者判断两座移动的圆形岛屿何时会相遇（对应圆与圆的位置关系判定）。此外，人工智能系统会实时生成动态几何图形，使学生能够根据图形变化调整计算策略，并且每次学生解决一个问题都可以解锁新场景或者得到一个新的道具。教师利用 AI后台监控学生的解题过程，针对共性困惑（如对“相交时圆心距与半径差”的模糊理解）在闯关间隙推送三维动态演示——将抽象公式转化为岛屿碰撞时的光影变化，并设计设置“弹幕答疑”环节，要求学生输入疑问后AI立即生成趣味化比喻（如“两圆相交就像两个呼啦圈部分重叠”），在这样的环境中，学生能够积极地利用游戏来解决问题，并通过 AI的及时反馈和教师的精确指导共同促进学生对知识的吸收。

（二）精准学情诊断，定制个性方案

传统教学难以全面兼顾学生个体差异，而 AI可以对学生的学习数据进行深入的分析，从而建立起一个精确的学生学习画像，在此基础上， 基于这些数据，AI能智能评估学生的知识掌握程度、学习风格及潜在薄弱点，并为每个学生制定一条个性化的学习路径，教师可以根据 AI所提供的综合分析报告对教学的重点和进展进行调整，为学生推送契合其能力水平的学习资料与练习题目，保证每个学生都能按照自己的节奏进行学习，从而真正做到因材施教[2]。

例如，在上《一元二次不等式》这门课之前， AI会全面地分析学生在之前函数和方程相关知识上的作业完成情况、考试正确率和课堂讨论的积极性，从而建立起一个学生的学习画像，通过对画像的分析， AI发现一些学生对二次函数的图象和性质的理解不够牢固，对不等式转化思路不清晰等潜在薄弱点，并生成专属学习路径规划。在课堂上，根据人工智能的报告，教师可以把学生分成几个小组，针对不同问题推送定制化学习资料，比如针对函数基础较差的学生提供更多二次函数图像平移、对称轴等基础巩固资料；对于转换思想不明确的学生给出详细的不等式转化步骤图解与典型例题解析。在课堂结束后，教师还可以推送分层练习题，帮助学生巩固所学的知识，提高他们的学习效率。

三、结语

在信息化的大潮汹涌而来的今天，以人工智能为代表的先进技术正以前所未有的态势融入高中数学课堂，成为推动教学变革、提升教育质量的关键力量，在人工智能的帮助下，高中的数学教学已经逐渐摆脱了传统教学的束缚，为学生们创造了一个高效、个性化的学习生态，这既符合“以人为本”的教育思想，又对学生的个性化学习需要做出了准确的反应，所以教师可以进一步主动探索人工智能与数学教学的深度融合路径，把科技优势和人文关怀有机地结合起来。与此同时，教师也要不断提高自己的职业素质才能更好地驾驭智能教学新环境，帮助学生在数学学习上取得突破和全面发展。

参考文献：

[1]王明."大数据+人工智能"技术与高中数学教学融合路径探究[J].中华活页文选（高中版）， 2024（17）：0137-0139.

[2]张钦芬.人工智能技术在高中数学教学中的应用[J].中国新通信， 2024， 26（18）：170-172.