初中数学项目式学习中AI 辅助问题解决能力培养研究

在教育改革浪潮中，项目式学习成为培养学生综合素养的重要方式。初中数学项目式学习通过实际项目引导学生运用数学知识解决问题，锻炼逻辑思维与实践能力。然而，传统项目式学习面临资源有限、情境创设单一、反馈不及时等问题，影响学生学习效果。

一、构建分层动态学习路径，精准匹配学生需求

学生群体在数学认知起点与能力发展上差异显著，常规项目式学习采用的统一框架难以匹配个体需求。基于个体过往的学习记录、作业表现及测评结果，智能系统能够解析其知识掌握状况与学习倾向，进而构建出适应性的、可调整的学习轨迹。针对基础尚不稳固的学习者，系统会呈现概念阐释视频等基础性资源及相应的巩固练习。考察一次函数项目学习情境，某个体若对函数概念理解模糊，系统则推送动态演示变量关联的视觉材料，辅助其建立初步认知；理解基础后，该个体将获得如依据条件求解函数表达式等匹配练习以强化所学。例如在“平面直角坐标系”这一初中知识点的学习中，对于基础薄弱的学生，系统会先展示坐标系的基本构成视频，让学生了解横轴、纵轴、原点等概念，随后给出一些简单的点在坐标系中的位置描述，让学生写出对应坐标的练习。对于能力居中的学生，系统引导其接触函数在生活场景中的应用实例，例如出租车费用计算或销售利润模型，促使其将抽象知识与现实问题联结，发展应用意识；同时，设计如校园活动成本预算方案这类中等复杂度的项目任务，要求运用函数进行估算，实质性地锻炼其分析并解决问题的能力。就像在“二元一次方程组”的知识点学习中，能力居中的学生可以通过解决如“购买两种不同价格的笔记本，已知数量和总价，求两种笔记本各自单价”这类生活中的实际问题，来提升运用方程组解决实际问题的能力。能力突出的学生则被导向更具挑战性的学习内容，可能涉及复杂函数模型探究或跨学科实践项目。具体而言，整合物理知识探索物体运动速度与时间函数关系即是一例，旨在培育其综合运用多领域知识解决复杂问题的素养。比如在“勾股定理”的学习中，能力突出的学生可以挑战用勾股定理解决一些复杂的几何图形中的线段长度问题，或者结合物理中的斜面问题，计算物体在斜面上的运动距离等跨学科问题。整个项目实践进程中，系统持续监测学习进展，依据完成状况实时调适学习路径，力图使每个学习者持续处于可被适度激发的状态，有效维持其学习动力并促进潜能释放。

二、创设沉浸式问题解决情境，激发学生探索兴趣

突破物理资源与空间场地的固有束缚，传统项目式学习在情境创设上往往显得局促，难以实现学生对于待解问题真正的临场感投入。人工智能技术在此展现出其独特价值，它有能力消弭时空的阻隔，构建一种深度沉浸的问题解决环境，从而显著深化学生的学习体验。设想在围绕“商品销售利润最大化问题”展开的代数项目式学习中，人工智能可以精心模拟出一个虚拟商场的运作场景。置身其中的学生需要承担起经营者的角色，具体操作包括设定商品的售卖价格、核算基础成本构成，并持续跟踪观察由此引发的销售数量波动与最终利润变化。反复调整定价策略的过程，使得价格变量对于利润结果的直接影响变得异常清晰可视，这驱动着学生主动调用所掌握的代数知识体系，着手构建描述利润关系的数学模型，进而致力于探寻那个能带来最大收益的最优价格点。例如在“有理数的运算”这一初中知识点的学习中，人工智能可以模拟超市购物的场景，学生扮演收银员，对不同价格、数量的商品进行有理数的加减乘除运算来计算总价和找零，让抽象的有理数运算与实际购物场景紧密结合。这种高度沉浸的模拟情境，其核心作用在于拉近了数学抽象原理与现实生活实践的距离，极大提升了学习过程的代入感，有效触发学生自发运用数学工具去应对现实挑战的内在动机。人工智能的另一项应用体现在设计游戏化的问题解决场景上。构思数学解谜游戏，将特定的数学问题有机嵌入游戏关卡的挑战核心，学生唯有成功运用相关的数学知识完成解答，方能解锁并进入后续的游戏环节。就像在“全等三角形”的知识点学习中，设计一个寻宝游戏，每一关都需要学生根据全等三角形的判定定理，找出图中隐藏的全等三角形，从而获得开启下一关的线索，让学生在游戏过程中不知不觉地掌握全等三角形的知识。此类游戏化情境的引入，其直接效果是增添了学习的趣味元素，点燃了学生参与的热情，让他们得以在一个相对轻松愉悦的氛围里，不知不觉地锤炼并提升自身的问题解决能力。

三、搭建智能反馈与协作平台，促进学生互动交流

项目式学习中学生互动交流离不开及时反馈与有效协作，智能反馈与协作平台借助AI 技术为学生提供支撑。学生完成项目任务或练习题后答案得到AI 迅速分析，错误被指出同时附有详细解析。以函数图像绘制为例，学生提交绘制结果，AI 将其与标准图像对比，可能发现坐标轴标注错误或曲线绘制不准确，正确绘制方法随即得到解释。AI依据学生错误类型推荐针对性学习资源，知识漏洞的弥补由此获得帮助。反馈不仅关注最终结果也深入解题过程，AI 分析学生解题步骤识别思维误区逻辑漏洞，引导学生反思改进方向。解决方程组问题时学生若采用复杂方法，AI 会提示更简便解法并解释思路，优化解题策略的能力培养借此实现。该智能平台还提供线上协作空间支持学生组建项目小组共同完成任务。小组讨论中学生分享想法交流经验相互启发。AI 实时监控讨论情况分析学生参与度贡献度，评估依据提供给教师。讨论内容触发AI 推荐相关资料，学生思路得以拓展，小组探讨问题的深度因此获得促进。

综上所述，初中数学项目式学习将更加高效、有趣，学生数学思维与问题解决能力将得到有效提升。随着AI 技术不断发展，其在初中数学项目式学习中的应用将更加广泛深入，为教育创新与人才培养注入新活力。

参考文献

[1] 刘坤, 邵永成. 初中数学项目式学习的设计原则与实践探索[J].甘肃教育研究 , 2025,(15): 110-114.

[2] 沐文中 , 胡锦秀 . 初中数学项目式学习中教师思维预见力的价值与培育 [J]. 教学与管理 , 2025,(22): 26-29.

[3] 董兴胜 . 初中数学课堂教学与信息技术的融合策略 [J]. 亚太教育 , 2025,(13): 171-173.