智慧教育平臺在高中數學作業設計中的應用

摘 要：自智慧教育平臺在教育領域廣泛應用以來，其憑借人工智能、大數據等新興技術，已穩步推動教育教學的創新。在高中數學教學中，作業設計作為鞏固學生知識、培養思維能力和解決問題能力的重要環節，借助智慧教育平臺進行提升已勢在必行。基于此，本文將簡要探討智慧教育平臺在高中數學作業設計中存在的問題，提出改進策略，以期為高中數學作業設計的優化提供信息支撐。

關鍵詞：智慧教育；高中教學；數學作業；作業設計

在高中數學教學中，作業設計是連接課堂內外、促進學生知識內化和能力提升的關鍵環節。“智慧教育平臺”是為教師和學生提供全方位的教育服務和學習資源的綜合性教育平臺，教師可以利用智慧教育平臺豐富作業內容與形式，為學生提供更具針對性的分層作業設計，使作業的教育功能得到充分發揮[1]。

一、智慧教育平臺應用優勢

智慧教育平臺是利用先進的信息技術手段，結合教育教學實踐，為教師和學生提供全方位的教育服務和學習資源的綜合性教育平臺。智慧教育平臺利用大數據、云計算、人工智能等技術，為學習者提供個性化的學習資源和推薦，打破傳統教育中的時間和空間限制，使作業教學更加高效和便捷。在作業形式方面，智慧教育平臺提供了豐富多樣的作業類型和形式，如在線互動題、游戲化學習等，這些創新性的作業設計能夠提高學生參與感與積極性。智慧教育平臺還為師生提供豐富的互動功能，如在線討論、作業提交與批改等，增強師生交流，學生之間可以共同探討數學問題，分享解題思路，形成良好的互助學習氛圍。智慧教育平臺還具備智能化作業批改功能，能夠迅速反饋學生的作業情況，減輕教師的批改負擔，使教師有更多時間和精力投入教學研究和個性化輔導中，學生也能及時獲得作業反饋，明確自己的知識短板，查缺補漏[2]。

二、現階段高中數學作業設計中存在的問題

目前，高中數學作業設計的內容和形式較為單一，傳統作業設計以書面作業為主，缺乏多樣化的作業形式，難以滿足學生的不同學習需求[3]。作業內容缺乏針對性，沒有充分考慮學生的個體差異和學習水平。教師批改作業需要花費大量時間，導致反饋不及時，影響學生的學習效果。缺少分層設計，教師無法針對每個學生的具體情況提供個性化的作業指導，學生遇到難題時，無法得到及時幫助。教師在評價作業時，缺乏明確、具體的評價標準，導致評價過程主觀性強，并沒有根據學生情況制定出相應的教學評價標準和規范。

三、智慧教育平臺在高中數學作業設計中的應用策略

（一）豐富作業內容設計

新高考背景下，教師要充分考慮到當前的改革政策和高中數學課程目前的教學內容，適時地改變自己的教學理念，創新教學內容。教師要發掘教材中的作業資源，讓學生能夠鞏固所學知識，也要利用智慧教育平臺發掘課外資源，獲得各種教學資源來豐富作業內容，既可以開闊學生眼界，又可發揮平臺資源整合作用。課外資源包括網絡資源、課外讀物和教師的教學經歷，教師要把適當的課外資源和課本資源有機結合起來，適當改編使作業更貼合學生能力與學習特點，以此提高作業有效性。將數學作業設計與現實生活相結合，引入與數學相關的實際問題。例如，設計關于購物折扣、房貸利率等實際問題的作業，讓學生在解決這些問題的過程中，運用數學知識，增強對數學的應用能力。利用智慧教育平臺上的多媒體資源，如教學視頻、動畫演示等，豐富作業形式，教師可以布置觀看視頻后完成相關作業任務，幫助學生更直觀地理解數學概念。

智慧教育平臺利用AI分析學生的學習需要，包括學習目標、現有知識水平、學習時間、資源限制等，教師根據智能推薦資源豐富作業內容，設計出適合學生能力層次的作業內容，確保學習的連貫性和有效性。教師利用智慧教育平臺的在線批改和反饋功能，及時對學生作業進行批改和點評，根據學生完成作業情況，教師可以調整后續的教學計劃和作業設計，以更好地滿足學生的學習需求。教師還可以基于智慧教育平臺呈現的學生作業完成數據，找到學生學習共性，總結高頻率出現的錯題，結合教學重點難點，對錯誤成因展開深層次分析，并制定相應解決方法。

（二）拓展作業類型設計

利用智慧教育平臺的互動功能，設計互動式作業，通過平臺提供的在線測驗工具，設置選擇題、填空題等多種題型，讓學生在互動中鞏固知識，提高解題能力；鼓勵學生將數學知識應用于實踐中，設計實踐性作業，利用數學知識解決實際問題，如測量、統計等，讓學生在實踐中深化對數學的理解；借助平臺的資源，設計探究性作業，引導學生對數學問題進行深入探究，利用平臺的協作功能，設計需要團隊合作完成的作業。例如，分組進行數學項目研究，讓學生在合作中培養團隊協作能力，加深對數學知識的理解，將抽象知識轉化為具體內容，而且可以增強學生解決問題的能力，同時也可以培養學生的空間想象力和邏輯思維。

教師可以利用智慧教育平臺提供的豐富資源，如視頻教程、在線互動工具等，來輔助學生完成不同類型作業，激發學生的學習興趣和創新思維。例如，在學習人教版必修2第九章《統計》知識時，教師可以根據教材中的練習題：“近視是青少年普遍存在的問題，你能查找相關數據，并利用數據說說近幾年我國在防治青少年近視上取得的成效嗎？”設計“校園學生近視狀況調查”項目式學習作業，讓學生扮演統計員角色，設計一份調查表來收集資料。學生可以利用智慧教育平臺上的在線問卷工具設計問卷，收集數據后，再使用平臺上的數據分析工具進行統計和分析，從中提煉有用的信息，最終完成調查報告。在學生提交作業之后，教師要指導學生對數據展開分析，針對學生作業完成情況進行評價并給出改進意見，使抽象的統計知識變得生動、具體，提高學生的學習興趣和參與度，培養他們的問題解決能力和團隊協作精神，并且還能夠提升學生在數據分析方面的學科核心素養。

（三）增加作業分層設計

在智慧教育平臺上，教師可以采集學生在課堂上的參與程度、作業完成情況、線上考試成績等信息，并以此作為依據展開作業分層設計。針對不同水平學生，教師可設定不同的作業完成標準與目標，布置不同難度作業內容，這樣才能更充分地發揮學生潛力，逐步提高自身的學習能力。智慧教學平臺能夠全面分析學生的歷史數據及反饋信息，為教師分層設計作業提供數據支撐。智慧教育平臺可以自動生成錯題記錄，注重記錄問題的解決方法，培養學生知識運用能力。在錯題集中可以滲透拓展練習，培養學生發散性思維，使學生掌握多種解決問題的方法。針對數學基礎薄弱的學生，設計以基礎知識點鞏固為主的作業，提供大量基礎計算題和概念辨析題，確保學生能夠扎實掌握數學基礎。對于有一定數學基礎的學生，設計能夠提升其解題能力和思維能力的作業。針對數學成績優異、對數學有濃厚興趣的學生，設計拓展性、探究性的作業，引導學生探究數學定理的推導過程，或鼓勵其進行數學模型的構建和應用，以滿足學習需求。

例如，在學習二次函數應用后，教師可借助智慧教育平臺展示二次函數基本概念和運用，二次函數為理解和解決一元二次方程和不等式提供了直觀的幾何視角。教師根據學生的學習情況分發不同層次作業，使學生在適合自己的學習水平的基礎上逐步深入。例如，為基礎層的學生設計一些鞏固型題目，包括繪制二次函數圖像并求解一元二次方程；對于提高層的學生，引導他們進一步分析二次函數圖像性質，如探索函數圖像開口方向、頂點坐標等，進而探討一元二次不等式的解法；對于延伸層學生，在分析二次函數圖像的基礎上，結合實際問題，建立并求解一元二次方程和不等式。通過智慧教育平臺，教師可以實時查看學生的作業完成情況，根據數據反饋進行個性化指導，確保每個學生都能掌握所學內容。分層作業設計可以滿足不同學習水平的學生在數學作業上的需求，有助于學生個性化發展，也可以充分調動各個水平的學生的積極性，獲得積極的情感體驗，從而增強學習數學的自信與動力。

（四）優化作業評價設計

作業既是課堂教育的延伸，又是檢查學生學習成果的方式，作業評價與反饋環節非常關鍵，學生在完成作業之后，教師的評價使他們能夠迅速發現自己存在的問題，因此教師在評價作業時要與分層設計相聯系。利用智慧教育平臺，教師可以非常方便地收集學生的作業數據，包括答題時間、正確率、錯誤類型等，基于數據分析結果，教師可以為每個學生提供個性化的作業評價，對于掌握較好的學生，可以給予鼓勵并挑戰更高難度的題目；對于存在困難的學生，可以提供具體的錯誤分析和改進建議。

在“教、學、評”一體化背景下，教師應當將教學目標、實施以及評價聯系在一起，使用智慧教育平臺實時跟蹤學生作業完成情況，及時給出反饋和指導，平臺還可以深度挖掘學生錯題數據形成學情報告，以便教師進行教學調整。在對學生作業進行評價時，教師不能簡單地以對錯來衡量，而應該從其特點、完成情況、學習態度、能力提高等幾個方面對作業完成過程展開多角度評價，不僅關注知識掌握，還注重解題能力和學習習慣的培養，有助于學生全面發展。教師還可將學生實踐作業展示在班級展板上，或上傳到智慧教育平臺，根據學生表現適時地對作業設計進行調整。教師及時將評價結果反饋給學生，并在智慧教育平臺上與學生在線互動，學生可以查看自己的作業報告，并與教師交流解決學習中的困惑。例如，在學習三角函數后，教師利用智慧教育平臺布置作業，并收集學生答題數據，教師根據數據分析發現，部分學生在三角函數的圖像變換和性質應用方面存在困難，應對其重點講解。教師為這些學生提供了詳細的錯誤分析和改進建議，利用平臺在線解答學生疑問，教師還為掌握較好的學生設計了更高難度的挑戰題目，鼓勵他們進一步探索和學習。

（五）合理選擇作業內容

作業設計以問題導向為基本原則，圍繞實際問題展開，鼓勵學生運用所學知識解決問題，從而在實踐中深化對數學概念和方法的理解。教師利用智慧教育平臺的數據分析功能，精準掌握了學生的學習情況。針對學生在三角函數章節的掌握程度，教師設計了具有針對性的作業內容。例如，在學習必修1中“函數的奇偶性”內容時，教師可以將生活中普遍存在的橋梁建筑作為作業設計的素材，受到數學中函數圖像對稱性的啟發，作業要求學生利用二次函數圖像設計獨特的橋梁，為了使橋梁有視覺美感和穩定性，圖像需要有一定對稱性。學生自行探索怎樣調整函數系數、、，使得函數圖像形成合理的“橋梁”形狀。學生可通過小組討論，嘗試不同、、值的圖像結果，利用智慧教育平臺畫出函數圖像，觀察和記錄在什么情況下函數圖像最接近“橋梁”形狀，然后在平臺上提交自己的作業成果。在這種開放式的作業設計中，學生既可以加深對函數對稱概念的理解，又可以用自己的雙手“建造”出一座具有對稱之美的函數“橋梁”，體會到數學和現實之間的密切關系。在作業中創設開放式情境，激發學生多角度思考，促進學生形成創造性思維等數學核心素養，為將來處理復雜問題奠定良好基礎。

（六）開展多元作業評價

多元化作業評價既要關注學生掌握知識與技能的程度，又要注意學生在完成作業過程中的方法與能力、行為與習慣、態度與情感等情況。作業評價與智慧教育平臺相結合，全程跟蹤學生評價結果，有利于對學生學習情況的分析，為教師調整教學方式提供依據。教學評價應當與分層作業設計相結合，為不同層次學生制定對應評價標準，根據基礎層、提高層和延伸層學生特點制定相應評價標準。仍以設計獨特橋梁作業為例，基礎層次評價重點應是對基本函數定理的記憶與理解，主要以達標為標準，鼓勵學生對基礎知識進行鞏固，觀察學生能否選擇合適的函數作為“橋梁”。提高層評價重點是對函數圖像特點運用及解題能力掌握，側重熟練與準確，鼓勵學生提高解題速度與正確率，評價標準定為選擇的“橋梁”函數圖像是否正確。延伸層評價應該更多地關注學生的創造性思維和綜合應用能力，評價標準主要是創新和深度，鼓勵學生自主探索不斷提升，評價標準可以定為函數圖像是否符合“橋梁”弧度特點。在高中數學課堂上，教師利用智慧教育平臺，教師會根據學生的作業完成度和正確率，給予基礎分數。教師還會關注學生在解題過程中的思維方式和解題方法，對學生的創新思維和解題策略給予肯定和鼓勵。對于實踐應用和項目研究類作業，教師還會評價學生的團隊協作能力和實踐能力。通過智慧教育平臺，教師還可以實時收集學生的作業數據，進行數據分析，了解學生的學習情況和進步程度，促進學生全面發展。

結束語

智慧教育平臺在高中數學作業設計中的應用，通過精準的數據分析、個性化的作業設計以及多元化的作業評價方式，可全面地了解學生的學習情況，為學生提供更加符合其學習需求和發展水平的作業內容。利用智慧教育平臺增加多樣化的形式和內容，激發學生的學習興趣和創造力，提高他們的數學素養和問題解決能力。作業應該具有不同難度，這樣才能滿足不同層次學生的需要，教師可以適當設置一些富有挑戰性的任務，來激發學生潛力，讓他們能夠深入思考，在解決問題的過程中不斷探索，提高自己的思維能力。

參考文獻

[1]孔祥武，蔣平.高中數學分層作業設計的優化策略[J].中學數學月刊，2024（4）：44-46.

[2]董泰來.新高考背景下高中數學作業設計策略[J].數理天地：高中版，2023（5）：38-40.

[3]曾遠婷，崔靜靜.基于學科核心素養的高中數學作業設計策略[J].教育進展，2023，13（11）：8535-8541.

本文系2022年福州市教育科學研究課題：“依托‘智慧平臺’進行高中數學校本作業設計的研究”（課題立項編號：FZ2022ZX014）成果之一。