人工智能輔助下的初中數學教學思辨

張春延

摘要：文章利用人工智能輔助的形式，針對我國初中數學課堂存在的問題進行分析。新的教學模式是將大數據的資源和優勢運用到課堂教學中，在促使教師利用大數據進行教學的同時，培養教師對于分析大數據的能力，從而進一步提高教學質量與學生的數學素養。

關鍵詞：人工智能 大數據分析 初中數學

當前，我國人工智能的迅速發展，推動了義務教育階段的各個學科的改革進程。利用人工智能的優勢優化義務教育階段的教學，并將兩者有機結合，更是大勢所趨。初中數學教學課程改革的現狀也為當前的中學教學帶來挑戰。正如陶行知先生所言：“生活即教育、教學做合一、行是知之始。”教師的主要職責是教學生學知識，而教師教學的方法，也應該隨著時代的變遷與時俱進。本文分享、探討作者在實際教學中使用人工智能對數學教學進行優化的一些實踐，以期得到一些適合當下初中生的新的教學思路。

一、學科特點

中學數學教師在教學過程中要考慮每個學生的綜合素質，主要根據現在掌握的數學的基本情況以及學生的理解力和接受事物的能力，制訂合理的教學方案，必要時對同一班的學生進行分層教育。這種教學方式可以使每一個學生都能真正進入課堂，融入學習環境中。教師根據學生的綜合素質情況，將學生劃分為不同的級別組成小組，每個組的學生學習水平相當。分級后，教師制訂培訓計劃和培訓目標以容納不同級別的學生，并對每個學習階段進行個性化的全面評估，以協調成員組成。

二、研究階段

1.選擇研究方法

人工智能必須由某種形式的軟件構成。根據中學數學教育的特點，需要豐富的初中數學題庫，而且能夠判斷知識點并根據發現的問題快速推送新練習等功能軟件。此次研究使用了“一起上中學”應用程序，與智能手機結合，對此次課程實踐任務進行實踐研究。

每次上課前，教師在應用程序的問題庫中選擇與第二天要處理的內容相關的主題，問題的難度要相對比較低，主要專注于基礎知識點和基礎技術審查，原則上讓學生認真預習教材就能正確獲得答案。教師把選定的題目推送到學生的手機上，讓學生在父母監督下完成預習任務后提交，再通過應用程序反饋統計信息。最后，教師根據反饋顯示的問題調整第二天的教學內容。

2.技術措施

課題組采用分組教學的形式，通過數據分析來確定各組學生的學習情況，進而制定個性化的作業內容，使每個學生能夠發揮主體作用。具體的實施過程分三部分：

第一，因材施教。教師必須先掌握每個學生的實際情況，掌握課堂的整體學習情況，才能以教學方案為目標。例如，在講授《一元二次方程式》時，教師對教學內容進行講解之后，讓學生自主完成相應的練習題目。通過學生練習題所產生的數據及其情況進行技術性的分析，實時顯示學生在該學習環節當中的情況，教師根據數據所反映的情況制訂相應教學方案。

第二，課題組教師在教學過程需要實時觀察學生的情況，通過自身的教學經驗有目的性地提高學生的學習興趣。例如，增加小組比賽學習環節、支持團體內交流、共同學習、團體間競爭，課題組教師及時評估每個學習小組的績效，并進行適當的評價。通過統計分析班級內學生考試試卷的相關數據，能夠直觀地看出學生答題的進度和正誤情況，能夠實時查看學生考試中出現的高頻錯題、高頻知識點以及對應的學生名單。同時，教師根據課程內容和團隊成員的情況指定不同的任務，進一步細化團隊內的任務，組織每個團隊在完成任務的過程中提出自己的想法。諸上環節完成之后，教師根據數據所反映的學生學習狀況以及掌握情況，調整授課的重點，高效地完成課程授課。

第三，重視學生課堂下的復習鞏固。教師應準備必要的作業練習和相關知識學習，以便學生在課堂上按照自己的興趣進行學習和鞏固。大數據與人工智能技術相結合，可以制訂每個學生的知識能力指導方案，使教師能夠根據大數據所反映的學生對知識點的掌握情況，有針對性地安排強化訓練題目，進而解決每個學生在學習中出現的問題。

3.結合大數據分析提高解決問題的能力

以某種方式培養學生的數學思維，提高學生思維的深度、靈活性和創造性應該成為中學數學教師關注的焦點。在此次課題研究中，研究小組在中學數學教學實踐中，通過學生練習所產生的數據的特點，了解學生對具體問題的掌握情況，并進一步引導教學。研究小組教師根據學生的各種答案，掌握學生的數學知識習得情況，通過大數據具體分析每個選項或答案出現的人數和比例，具體了解學生的問題情況，使課題組教師能夠通過數據高效、準確地整理學生的學習情況，同時根據數據特性分析學生情況。研究小組還發現，通過這樣的學習，可以有效地提高學生找到不同解決方案或不同錯誤的效率，并且挖掘了群體的智慧，使學生能夠做到一題多解，舉一反三。學生可以在比較解決方案中找到最適合自己的方法，從而有效地提高解決問題的能力。

三、展望

這次研究課通過大數據分析比較準確地反映了學生對知識點的掌握情況。通過研究，我們發現，教師不再單純地抱怨學生的學習力不足、注意力分散等情況，他們會更多地反思學生是否已經高效地完成了課程，重視學生現有的知識認識情況，同時能夠主動制訂不同的方案來照顧不同水平的學生，結合科學合理的課程方式，創設能夠促進學生有效學習的情境。例如，在中學數學定理的推導教學中，教師可以特殊情況為例，對學生有針對性地分組，然后推導證明公式來驗證其準確性。這樣的教學有助于中學生更深入地理解教科書中出現的公式，促進學生之間的溝通，進而提高課堂教學的效率，突出學生的主體地位，從而營造和諧的數學課堂氛圍。這種教學方式能夠幫助初中生更深層次地理解課本上的定理和公式，促進了學生之間的互助交流，能夠大幅提高班級整體的數學課堂授課效率，突出學生自主學習的地位，有利于構建和諧的數學課堂 。

基于大數據分析的初中數學教育要求教師改變傳統的教育觀念，通過數據分析的方式進行教學組織，進而培養學生學習的興趣。在教學中引入數據分析，可以提高教師對數據的敏感性，使其結合數據特點開發合理的教學方案，提高整個教學過程當中學生學習的目的性，提高學生的學習積極性。此外，在中學數學教育中，由于學生的水平不同，教師必須有足夠的耐心指導學生，從學生的角度看中學數學學習，分析學生的實際問題。教師還要懷著開放的教學思維，改變過去落后的教學模式，在大數據的幫助下實現高效的教育。

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