基于AI 技术的高中数学精准教学策略探索与实践

引言

对于高中数学学科教育而言，这是一门极其重要的学科，对学生逻辑思维能力与发展以及综合品质有着极大影响。然而，传统高中数学教学过程大多采取“一刀切”的方法，对于每一个学生都进行相同内容的教学，也就导致部分学生难以跟上课程进度，某些学生则觉得所教授的教材知识内容过于简单。基于此，人工智能技术具有强大的信息收集、分析及预测能力，可为高中数学教学提供精准的学生情况分析以及辅导教师制定个性化教案的教学方式，以及也可以有效的提升学生的数学学习效果。

（一）利用AI 进行学情分析，定制个性化学习路径

学生在高中阶段学习过程中基本理论知识、学习方法和学习态度等存在较大的差异，这导致学生对课程内容的理解和学习进度有快有慢。尤其是利用人工智能教师可以从学生课上实践、课外作业、考试等场景获取学生学习相关的数据，并根据这些数据分析判断学生对不同主题的理解程度、学生的优势和弱项等，这样为学生制订个性化学习路径提供依据，也就可以大大提高学生的学习效果。例如，通过以高中数学教材的“函数”章节为例。运用 AI 教育工具采集学生课后作业以及小测验作答的结果数据，通过数据分析可以发现部分学生对函数单调性的证明过程存在较大误解，部分学生对函数图象的变换较混淆。对于该问题，系统会针对学生的学习情况生成个性化学习路径，对于部分学生函数单调性证明难以理解的情况，针对这部分的学生进行特训，提供相应的学习材料，包括函数单调性的证明过程如何一步步展开讲解的微视频，以及基本问题、延伸问题组成的特训专项题目练习集等。例如，先让其学习基本函数（如 y=x2 这样的函数）在具体区间内的单调性证明，逐步掌握此类问题的证明方法，再过渡到复杂函数的单调性证明练习。对于难以理解函数图像变换的学生，系统中有采用动画演示及解释函数图形平移、伸缩、翻转变换过程的相关学习资源，并设有相关交互练习题，学生可通过观看动画的方式来掌握函数式的变化随着函数图像的不同变换如何发生变化，例如输入 y=sinx 后做一系列的不同变换，看看其对所对应的图形有什么样的影响，从而可以有效加深学生对相关知识点的理解 [1]。

（二）借助AI 优化教学内容呈现，提高知识吸收效率

由于高中数学内容具有较强的抽象性和逻辑性。传统的教学方式，如传统的黑板书写、口述授课法等，有时不能够让学生快速且正确地理解这些较为晦涩的理论与原理。而通过 AI 技术的方式可从各层方面，将晦涩的数学知识转变为直观易懂的形式展现出来，帮助学生充分理解并掌握知识，以此可以提高学生的学习效率。例如，在高中数学“立体几何初步”的教学中，对学生关于空间几何体的构型和性质的学习有一定难度，利用智能信息技术，结合 3D 动画软件，制作各个空间几何体的 3D 动画。以三棱柱为例，从平面图形过渡到立体图形，展示三棱柱的各个面、棱、顶点之间的关系。最后，通过动态的演示三棱柱展开、折叠的动画效果让学生更直观地感受到平图形和空间图形之间的转化，并且也设计了互动环节，点击后可让学生更深入理解异面直线判定定理、性质定理的讲解和相关例题。由此可见，通过借助 AI 技术实现优化教学内容的呈现，能够有效的使抽象枯燥的立体几何知识形象化、具体化，以及可以促进学生更好地汲取知识。

（三）基于AI 进行教学评价与反馈，动态调整教学策略

借助 AI 技术可以搜集到各方面的教育信息，并对学生学习过程、对教师的教学过程进行有效的全过程精准评价，及时发现教与学的问题，为教师调整自己的教学方法提供依据，从而提高教学质量。在一个学期的人教版高中数学教学过程中，教师通过 AI 教学平台记录学生课堂活跃度的数据（回答问题的次数、提问的次数等）、作业数据（完成的时间、正确率、错误点等）、考试数据以及试卷批改数据等[2]。例如，在“数列”章节教学结束后，人工智能大数据分析后给出如下结论：全班学生对求数列的通项公式存在困难，班级整体在数列通项公式的推导这一知识点上错误率较高，课堂上主动提问该知识点的学生较少。另外，通过对教师的课堂活动数据进行观察可以看出，教师在数列通项公式推导方法过程讲解方面所用时间较短，在例子问题的输出上也较少，因此根据以上评估反馈的结果，教师决定调整自己的教学方式，并在后续复习课上丰富数列通项公式的推导方法的具体过程解释，增加数列通项公式推导的讲解时间，同时采用课堂提问、小组讨论等方法提高学生的参与热情。其次，针对部分学生数列求和方面存在的薄弱环节，教师布置个性化的课余练习以及加强数列求和的专项训练，并且借助 AI 进行教学评价和反馈，可以有效的实现教师根据数据信息对学生精准动态的教，从而能够提升教学质量。[3]

结束语

综上所述，基于 AI 技术的高中数学精准教学策略，为高中数学教学带来了新的机遇和变革。尤其是在实际应用中，要充分发挥 AI 技术的优势，还需要教师不断提升自身的信息技术应用能力，合理整合 AI技术与传统教学方法，注重学生的情感交流和价值观培养。同时，学校和教育部门也应提供相应的支持和保障，推动 AI 技术在高中数学教学中的广泛应用和深度融合，也就可以有效的为学生的数学学习和全面发展创造更好的条件。

参考文献

[1] 曹一鸣 , 吴景峰 . 生成式 AI 赋能数学课堂教学内容选配的探索与研究——以高中数学例习题选配为例 [J]. 数学教育学报 , 2024,33(5):60-66.

[2] 安金山 . 信息化 2.0 教学视角下高中数学精准教学研究 [J].中华活页文选 ( 高中版 ),2021(11):120-122.

[3] 贾涛. 基于AI 技术的高中数学精准教学策略探索与实践[C]//东师“前沿课堂”大家坛（2024 春）优秀教研成果集.2024.