人工智能技術在初中數學教學方式優化中的應用

高貴杰 李雪金

（唐山市第十二中學，河北唐山 063000）

近幾年，隨著不斷進步的信息技術，將信息技術應用到教育工作不僅使教育工作改革需要面臨一定的挑戰，也為教育工作改革的實施提供良好的機遇。當前我國教育行業發展的主要方向，就是在教育教學過程中積極地利用人工智能技術，促使通過有機地融合教育與大數據，實現教育信息化的發展。在我國所頒布的《新一代人工智能發展規劃》中也充分表明，如果有機地結合教育與人工智能技術，促使教師在構建教育環境時，會以學生為教育的核心，充分發揮學生的學習主體性。因為只有在教學過程中教師開始重視學生學習的主體性，才能夠確保學生徹底的融入到教學活動中，所以教師需要積極應用人工智能技術，改進與優化數學的教學方式，為學生提供更加輕松自由的學習環境，促使學生可以對數學知識進行更好地理解與掌握，進而強化學生的數學學習效果。

1 初中數學教學的現狀

在學生的學習過程中初中階段的教育教學屬于極其重要的階段，但是大部分教師長期受應試教育理念影響，只關注學生的學習成績。數學學科本身就屬于一種復雜抽象的學科，如果教師采取傳統教學方法進行數學知識的教學，不僅會使教學活動越來越枯燥乏味，也會增加學生的學習難度，進而對學生的數學學習造成極其嚴重的影響。傳統的初中數學教學都是以教師講解為主，利用灌輸的方式向學生傳授數學知識，導致學生很少有機會對教學實踐進行參與，會嚴重限制學生思維的發展，導致學生無法對數學知識形成良好的興趣，甚至一些學生逐漸開始厭煩數學知識的學習，從而對初中數學教學的開展造成極其嚴重的影響。因此，當前我國大部分初中學校在開展數學教學時，首先，需要解決的問題就是如何應用人工智能技術才能夠提高教學質量，并幫助學生對預期的學習目標進行實現。

2 人工智能技術的概述

人工智能技術的發展與應用，不管在各行各業的發展過程中，還是在計算機軟件的開發，都具有極其重要的作用，特別是在計算機軟件開發方面，通過有機地結合人工智能理論與方法，促使我國開發出一系列的軟件，例如專家智能系統、計算機游戲、計算機故障診斷等軟件。因為主要在思維、感知與行為三個層次能夠充分體現出人類的智能，所以只有通過研究以下三個層次的問題，才能夠實現計算機的人工智能。（1）思維：計算機的思維為計算機學習、計算機編程、計算機診斷、計算機輔助設計等。（2）感知：人類能夠感覺到氣味與顏色，具有觸覺，發展計算機時也同樣需要讓計算機具有良好的感知能力。（3）行為：主要是指通過對人的智能行為進行模擬、延伸與擴展，例如動作、語言、智能控制等行為。當前人工智能的應用十分廣泛，例如智能管理、智能設計、智能控制、智能通信等，而且人工智能主要的發展方向，就是通過對知識經濟時代的機遇進行把握，以及結合知識經濟發展的需求，通過對知識工程的方法與技術進行發展，進而為知識經濟的全過程提供更加優質的服務。

3 人工智能技術的應用對初中數學教學造成的影響

現階段，隨著我國社會發展逐漸進入人工智能時代，促使我國教育領域也發生一定的變化。初中教師可以在對班級之后進行確定之后，利用大數據對學生的學習情況、成長環境等內容進行了解，能夠更加利于教師根據學生的認知情況與學習能力進行備課。在開展教學活動時，教師通過大數據也可以根據學生的學習興趣，利用更加多樣化的教學方式，對教學目標進行實現。在人工智能時代背景下，學生都具有獨立自主的特點，他們利用網絡技術，可以通過自身體驗對知識與技能進行獲取。人工智能技術在初中數學教學過程中的應用，有助于學生在對課堂學習任務進行完成的基礎上，利用微課、慕課等新型的教學形式進行學習，有助于學生突破時間與空間的限制進行學習，進而對學生的數學學習水平進行提升。因為教師通過利用大數據可以更加快速地對教學信息進行采集，能夠預測學生學習過程中可能會存在的問題，或者分析學生學習過程中已經遇到的問題，及時地調整教學活動，不斷強化教學效果，同時學生也可以根據大數據所顯示的信息，對自己進行全面地了解，能夠更加利于學生對知識進行更新，并對自我進行強化，所以教師需要極其重視初中數學教學過程中人工智能技術的應用。

4 初中數學教學過程中利用人工智能技術對教學方式進行優化的策略

4.1 因材施教

我國初中學校的教育教學都被應試教育理念所影響，導致教學過程中都是以教師講解為主，完全忽視學生學習的自主性，導致學生在學習過程中始終都處于被動接受的狀態，根本不會自主地進行思考。當前隨著新課改的實施越來越深入，教育部門對于教師的要求，不僅需要教師在教學過程中向學生傳授知識，也需要極其重視培養學生的綜合能力，促使學生進行更加全面的成長與發展。因此，教師在對初中數學教學進行開展時，可以利用人工智能技術的評測分析作用，充分了解學生的學習情況與學習需求。在了解與掌握學生的情況之后，教師需要嚴格遵循因材施教的原則，積極地利用分層次的教學方法，并將學生劃分為若干個學習小組，具有針對性的對學生進行引導與培養。

在初中數學教學過程中，教師為確保達到因材施教的教學效果，首先需要對學生的學習情況準確的了解。教師利用傳統方式根本無法幫助學生形成更加系統的認知，在這種情況下教師可以通過利用人工智能技術與大數據技術，為學生構建屬于自己的數學知識結構。例如教師在向學生講解《因式分解》的知識內容時，為確保學生可以進行更加高效的預習，教師可以提前對一些有關于教學內容的微課視頻進行錄制，并設計一些預習題目，讓學生在教學活動開展之前進行預習。通過人工智能技術，教師也可以及時全面地了解學生的預習情況，并對學生預習題目完成的情況進行自動的批改與統計，有助于教師根據學生的預習結果進行新知識的備課，以及對合理的教學策略進行制定。

教師在對教學實踐活動進行開展時，需要給予課堂交流活動必要關注，才能夠及時的將評價信息反饋給學生。根據學生的學習情況與學習需求，將學生劃分為若干個學習小組，再向學生發布適合他們認知水平的學習任務，能夠更加利于學生在學習小組內積極主動地收集與歸類梳理相應的知識內容，并與其他組內成員分享、討論自己的想法及觀點。學生在學習小組內與其他學生進行討論時，需要及時將討論結果反饋給教師，促使教師可以根據各學習小組的談論情況，選擇合適的教學方法與教學手段，著重向學生講解比較重要的知識內容，不斷強化學生的學習效果，促使學生的數學學習能力得到大幅提升。

4.2 重視薄弱知識點

當前國家與教育行政部門越來越重視中小學生學習負擔過重的問題，促使我國教育部門逐漸將“減負”作為主要發展方向。雖然國家與教育部門都越來越重視“減負”工作的開展，但是“減負”工作的開展效果并不理想，尤其是在大班教學體系下，仍然存在大量問題需要解決。例如，緩解教師過大的工作壓力與學生課業負擔過重的情況，以及對教學質量與效率進行提升等。因為隨著我國教育部門越來越重視教育與人工智能技術的結合，不僅為學生學習減負提供新的思路，也為提升教學效率提供良好的幫助，所以教師需要結合實際教學情況與教學內容，科學合理地將人工智能技術應用到教學活動中。

“減負”主要是指將一些已經超出學生心理與生理發展能力以外的學習任務，從學生的學習過程中減去，以及不讓學生進行大量過于機械化重復的練習等。為確保對“減負”的目的進行實現，在學生的學習過程中，教師應該幫助與引導學生對詳細的規劃進行制定，不斷增加學生數學學習的目的性。因此，教師在對初中數學教學進行開展之前，必須對學生的學習薄弱點進行掌握，并在特定的時間段內利用人工智能技術，開展一些考試與練習活動，根據學生的考核結果，結合學生的實際情況，加強學生對于數學知識的掌握，進而使學生形成自己獨特的數學知識框架。根據上述教學活動的開展，能夠更加利于教師結合學生的學習情況，有針對性地為學生布置作業與考試內容，促使學生可以在有限的時間內，對自己不會的試題進行解決，從而達到為學生減負的目的。

“減負”并不只是減去，而是需要根據實際情況適當的加入一些內容，教師需要減去一些教學活動中不必要的學習內容，適當的融入一些課外知識在教學活動中，能夠更加利于教師引導與培養學生，不斷提升學生的綜合素質水平。教師在對初中數學教學任務進行完成之后，需要利用人工智能技術分析學生的學習情況，并為學生布置適量的作業。教師也可以開展一些與教學內容有關的課外拓展活動，學生在課外活動中能夠有效地緩解數學學習所帶來的壓力，促使學生通過參與活動，逐漸形成良好的學習興趣，并在活動中完成教師所布置的作業任務。因此，教師在對初中數學教學進行開展時，通過重視學生薄弱的知識點，可以有效地為學生“減負”，進而對減負增效的教學目標進行實現。

4.3 在考后進行適度的講評

開展考試的主要目的，就是檢驗教師的教學情況，以及對學生的學習情況進行考察，促使教師可以及時對所存在的問題進行發現與解決，進而考后的講評課在初中數學教學過程中具有極其重要的作用。然而，傳統的初中數學教學，在考試結束之后教師所開展的講評課，一般情況都是向學生講解試卷內容，而且教師都結合自己的經驗講解重點內容時，教師都是結合自己的經驗。因此，教師在這種情況下，需要積極地利用人工智能技術，預設考試標準的要求，以及學生考試情況的數據，并在此基礎上確定講評課上所要講解的重點內容與順序。

在初中數學教學過程中，人工智能技術與大數據技術的應用，有助于教師結合學生的數學學習薄弱方面，具有針對性的布置隨堂練習與作業，促使學生可以進行個性化的練習。在學生完成隨堂練習與作業之后，教師可以實時掌握學生的作業完成情況，以及練習的結果，進而充分發揮個性化練習的作用。個性化練習的結果可以充分體現學生發生高頻錯誤的階段，促使教師可以根據學生的考試情況，具有針對性地開展教學活動。其次，在對考后講評課進行開展時，教師需要根據實際情況，利用15 分鐘的時間，對所有學生共同的錯題進行講解，然后在結合不同學生的考試結果，為學生布置一些比較個性化的練習題，讓學生在15 分鐘內完成，在最后的時間內，教師需要根據學生的練習情況，講解學生共同發生錯誤的數學題，并具有針對性地輔導一些學生，促使學生在日后的考試中能夠有效避免發生同樣的錯誤。

5 結語

綜上所述，初中教育教學作為學生學習過程中極其重要的階段，教師必須極其重視此階段的教學開展，才能夠確保向學生更好地講解知識，培養學生的綜合能力，促使學生進行更加全面的發展與成長。在信息化發展的背景下，我國教育領域也隨著信息化的發展積極地進行發展，如果教師在開展教學活動時，對人工智能技術進行應用，不僅能夠對傳統的教學形式進行改變，也促使教學內容與教學活動越來越豐富，從而提升初中數學教學的質量。因此，在開展初中數學教學時，教師需要結合教學實際情況與教學內容，科學合理地應用人工智能技術，不斷發揮人工智能技術的作用，對教學方式進行優化，才能夠確保在達到因材施教教學目的的同時，進而推動我國初中數學教學的改革。