AI+教育賦能初中數學自主預習的研究報告

李小娜 程曉志

摘要： AI+教育是基于人工智能技術的教育模式，這種教育模式能夠將傳統的有效教學方法和現代化的信息技術結合起來，帶給學生全新的學習體驗和學習感受。隨著教育的改革與創新，越來越多的教師開始將AI+教育模式應當到具體的學科教學上，旨在通過AI+技術賦予課堂教學更大的能量。因此，筆者結合教學經驗，對AI+教育賦能初中數學自主預習的相關問題進行研究，希望能夠幫助廣大教師提升教學效率。

關鍵詞： AI+教育;初中數學;自主預習;研究

中圖分類號： G633.6? 文獻標識碼：A 文章編號： 1992-7711（2021）15-028

AI+教育模式為學生提供了更加便捷的自主學習條件，有利于學生自主解決學習中的重難點問題。但是，在當前的初中數學教學中，許多教師對AI+教育仍然存在著一些錯誤認識，導致其所設計的教學內容和選用的教學方法不利于提升學生自主預習的能力。在此背景下，AI+教育賦能初中數學自主預習的研究具有較強的必要性和重要性。

一、AI+教育

（一）AI+教育的定義

AI+教育是基于人工智能的教育，它的核心是算法。AI+教育即人工智能教育，簡稱智能教育，指基于人工智能多層次教育體系的全民智能教育。在AI+教育模式下，學校的教育逐漸向著在線化的教育模式發展，展現出了現代化、信息化的特點。同時，教師能夠打破教學的時間與空間限制，隨時隨地地向學生發布學習任務并及時通過反饋數據了解學生的實際學習情況。學生則可以借助AI技術搜索資料，查找重難點問題的不同解答方法，與教師、同學進行便捷的交流?？傊?，AI+教育是依賴于人工智能、結合教師教學與學生自主學習的創新性教育，體現了人工智能技術在教育場景下的應用。

（二）AI+教育的定位

AI+教育的定位是為教育現代化建設打造智能引擎，推動現代化教育事業的發展。教師在準確定位AI+教育時，應當綜合考慮人工智能技術的本質和教育教學活動的出發點。從人工智能技術的本質出發，筆者認為AI+教育旨在將大數據、計算機算法、人工智能服務等應用到教學中，以創造良好的教學條件。從教育教學活動的目標出發，筆者認為AI+教育旨在提升教師教學活動的個性化特征，以充分滿足不同學生的學習需求。教育現狀表明，AI+教育在一定程度上促進了教育公平、優化了教育效果、實現了個性化教育的目標。所以，AI+教育能夠利用人工智能技術推動教育的公平化、高效化、個性化發展。

二、自主預習

（一）自主預習的概念

自主預習是指學生在課前獨立學習的方式提前學習課本內容，以此為正式學習奠定良好的知識基礎的過程。從初中數學教學的角度來看，自主預習是初中生在數學教師的指導下結合自身的知識基礎、利用自身的思維能力和學習能力對將要學習的數學知識進行創造性的探索活動，進而實現自主性發展。

（二）自主預習的特點

初中生雖然經過小學階段的學習積累了一些數學知識，但是其個人的思維能力和分析能力仍然有待提升，所以其在學習時離不開教師的指導。初中生自主預習的特點具體包括五個方面：

1.獨立性。

學生獨立學習是自主預習過程的顯著特征，學習中的獨立性是學生依靠自身的學習意識和學習能力進行學習，所以獨立性是初中生自主預習數學知識的重要特點之一。自主預習的獨立性特征要求學生樹立課堂主體意識，提倡學生正確的認識和應用自己的學習能力。在自主預習的過程中，學生需要盡可能消除對教師或者其他同學的依賴心理，實現學習中的自我支配、自我調節和自我監督。另外，自主預習的獨立性特征對教師也有一定的要求，其要求教師給予學生獨立學習的時間和空間，通過一些教學措施滿足學生獨立學習的需求。

2.主動性。

在自主預習時，學生往往呈現出主動學習的狀態，而不是被動學習的狀態。當自主預習數學知識時，初中生一般都是秉持著“我要學”的思想。在主動學習意識的推動下，學生會主動地閱讀課本、搜集資料、提出問題并分析問題，進而逐漸養成主動學習的良好習慣。

3.情感性。

初中生在自主預習數學知識時，會展現出積極的情感和學習態度，這在一定程度上體現出了自主預習的情感性特點。同時，AI+教育模式能夠通過信息技術和網絡技術將更多有趣的內容引入學生自主預習的過程，給學生帶來樂學趣學的情感體驗。在此情況下，初中生在自主預習的學習過程中能夠展現出更加積極的情感。

4.反思性。

反思性是自主預習過程的一個重要特點，初中生在自主預習的過程中不僅能夠提前認識尚未學習的數學知識，而且能夠不斷地反思自己對學過的知識的掌握程度。AI+ 教育能夠記錄并保留教師在長期的教學過程中講述的重要知識點，這為學生進行自我反思提供了豐富的參考資料。

5.個體性。

AI+教育下的自主預習過程順應了新課改的發展趨勢，滿足了學生個性化發展的需求，能夠很好地應對學生個體差異的問題。自主預習過程強調學生的自我調節，在AI+教育背景下進行自主預習時，學生能夠結合自身的興趣愛好選擇自己喜歡的學習內容，使自主預習的過程能夠滿足自身的個性化學習需求。

三、AI+教育賦能初中數學自主預習的意義

（一）有利于激發學生的自主預習興趣

相較于傳統的教育模式，AI+教育采用了更為先進的教學設備和教學工作，學生在預習新知識時能夠借助功能強大的學習設備。在AI+教育下，初中生預習數學知識，可以借助一些生動形象的圖像情境、聲音情境、生活情境等，有利于將抽象復雜的數學知識生動化、具體化。通過觀看這些有趣的學習內容，初中生會對自主預習過程產生強烈的學習興趣。除此之外，AI+教育的模式具有創新性，能夠給學生帶來新鮮感，同時初中生往往對新鮮事物具有一定的好奇心，在此情況下，學生對自主預習的興趣會進一步加強。

（二）有利于學生自主突破重難點知識

AI+教育通過信息技術能夠為學生開拓自主解決重難點問題的渠道，有利于學生自主突破重難點知識。在AI+教育下進行自主預習時，學生能夠在網絡上或者學習平臺上搜索自己遇到的重難點問題，進而參照搜索到的資料自主分析數學問題的解決方法和解題步驟。這樣一來，學生就能夠在自主預習的過程中自主解決掉重難點問題。

（三）有利于加強師生之間的溝通

師生互動是初中數學教學的必要途徑，通過師生互動，教師能夠充分了解學生的實際學習情況，學生也能夠向教師表達自己的真實想法。在以往的教學中，教師主要在課堂上通過面對面交流的方式進行師生互動，這種方式能夠確保 課堂上的師生互動質量，但是不能確保課堂下的師生互動質量。

（四）有利于推動新課改的貫徹落實

在課程內容和課程實施方面，新課改指出課堂教學應當與社會生活、科學技術結合起來，展現出綜合性的特征。AI+教育充分展現了先進科學技術與學科教學的結合，有利于推動學科教學的改革與發展。在AI+教育背景下，初中生的自主預習評價也能充分發揮多元主體的作用，融入教師評價、學生互評、學生自評等方式，這也有利于推動新課改措施的貫徹與落實。

四、AI+賦能初中數學自主預習的策略

（一）展現圖像情境，激發學生預習興趣

興趣是學生學習的推動力，尤其在學生自主預習的過程中，興趣發揮著更為重要的作用。在以往的教學中，初中數學教師常常將注意力放在學生最終掌握的知識量上，忽略了學生在學習中的情感體驗。針對此情況，教師在AI+教育背景下引導學生自主預習時，應當結合具體的數學知識適當展示一些圖片或者視頻，以此來創設生動形象的圖像情境。然后，在此基礎上，教師可以利用圖像情境激發學生自主預習的興趣，為學生主動學習奠定心理基礎。

比如在教學《認識三角形》的知識時，教師可以在學生自主預習課本知識之前，利用信息技術搜集“生活中的三角形”圖片如自行車、房屋建筑、交通標志等，并通過AI+教學平臺展示給學生，以此來通過這些貼近現實生活的圖片激發學生對“三角形”知識的預習興趣。另外，教師也可以搜集和展示“利用三角板拼湊不同圖形”的趣味視頻，創設視頻情境，進一步培養學生自主預習的興趣。

（二）推送導學案，收集習題練習的數據

在AI+教育的背景下，雖然學生占據著課堂主體地位，但是教師仍然占據著主導地位，初中生自主學習的過程往往離不開教師的引導。因此，在學生自主預習時，初中數學教師應當充分發揮好自身的教育引導作用，既要給予學生足夠的自由學習空間，也要幫助學生明確預習的方向。導學案是教師引導學生自主學習的有效工具，能夠幫助學生明確預習目標、重難點內容、預習方法等。所以，教師可以借助AI技術制作的導學案并發送到學生的學習終端上，以此來推動學生養成良好的自主預習習慣。

比如在教學《軸對稱現象》的知識時，教師可以利用AI+教學設備制作導學案并讓學生結合導學案進行自主預習，以此來提升學生自主預習“軸對稱”知識的效率。在設計導學案時，教師可以幫助學生制定“理解軸對稱圖形和兩個圖形成軸對稱的含義; 能夠用剪刀剪出簡單的軸對稱圖形”等預習目標，明確需要思考的問題如“人們在照鏡子時，其本人和鏡子里的像是否對稱”等。在導學案的指引下， 學生就可以利用AI+教育下的工具進行自主預習，如通過動態模擬演示思考問題。

（三）拍照搜題，學生自主解決難點問題

AI+教育為學生創造了更加便利的自主學習條件比如拍照搜題功能，這對學生提高自主預習的效率具有非常大的幫助。AI+教育下的信息設備具有拍照功能，同時許多學習軟件以及網站為學生提供了豐富的數學題目資源。AI+教育將二者結合起來，為學生提供了拍照搜題的可能性，這一功能不僅節省了學生輸入題目的時間，而且能夠幫助學生準確地展現復雜的數學公式。因此，在學生自主預習數學知識時，教師應當鼓勵學生運用拍照搜題的方法，激勵學生嘗試自主解決復雜的數學問題。

比如在教學《平面直角坐標系》的知識時，教師可以建議學生運用拍照搜題的方式解決自己不理解的知識點。該部分的習題往往都帶有“平面直角坐標系”的圖，當學生在自主預習過程中遇到類似于“某點關于x軸對稱的點是（ ）”的難題時，就可以通過拍照的方式將題目完整地拍下來并上傳到學習軟件或者網站上， 這樣學生就能夠解決傳統模式下難以準確查找“平面直角坐標系”圖片的問題，快速找到正確的階梯方法。

（四）構建交流平臺，拓展師生交流渠道

在AI+教育背景下，教師和學生可以通過線上交流平臺進行及時、有效的交流與溝通，有利于教師發布預習任務、收集學生在自主預習后的反饋信息。因此，初中數學教師應當利用好AI+教育的優勢，構建信息交流平臺，與學生之間展開有效的互動，向學生分享具有學習價值的數學資料，幫助學生提升自主預習的能力。

比如在教學《概率初步》的知識時，教師可以通過AI+教育下的信息設備構建信息交流平臺如“數學學習群”等，將與“概率”相關的課外資料如相關數學故事分享到以班級為單位的數學學習群中，以此豐富學生自主預習的內容。另外，教師可以通過信息交流平臺，為班內學生提供彼此交流的渠道，使學生在自主預習的過程中能夠開展一些與“概率”知識相關的趣味游戲如“擲骰子”等。

總而言之，AI+教育賦能初中數學自主預習有利于提升學生的自主預習能力，優化學生自主預習數學知識的效果，是我國現代化教育發展的有效途徑。在今后的教學中，初中數學教師應當積極了解AI+教育的具體概念和特征，深入探究AI+教育背景下培養學生自主預習能力的策略。

參考文獻：

[1] 房曉楠.AI+教育：借技術手段助力“個性化教育”的實現[J].機器人產業，2018（03）.

[2]賴玉金.學生數學自主學習能力的現狀與分析對策[J].科教文匯（上旬刊），2017（10）.

（作者單位：山東省淄博市張店區第八中學，山東 淄博255000）