智能時代高中數學互動式校本課程教學平臺的構建與應用

隨著人工智能、大數據等新興技術的快速發展，教育信息化進入了智能時代的新階段.在這一背景下，傳統的高中數學教學模式面臨著轉型升級的需求.數字化學習環境的構建、個性化學習需求的滿足、教與學方式的創新等議題日益凸顯.教育部《教育信息化2.0行動計劃》明確提出要推進智能教育，創新教育服務模式.與此同時，校本課程作為體現學校特色的重要載體，其數字化建設也成為當前教育改革的焦點之一.

1智能時代高中數學互動式校本課程教學平臺的構建原則

1. 1 以學生為中心

在平臺構建過程中，應以學生作為教學活動的主體，充分考慮高中生的認知特點、學習需求和成長規律.基于高中生數學思維發展的特點，規劃符合學生抽象思維培養的學習路徑，設計學習檔案跟蹤系統，全面記錄學生的知識掌握程度、解題思路和常見錯誤.針對學生個體差異，設置分層次、多維度的學習資源庫，以此滿足不同層次學生的發展需求.通過合理的獎勵機制和進階任務設計，激發學習興趣，培養數學核心素養.

1. 2 注重互動性

在智能時代，教學平臺的核心特征在于其具備的互動性.對于教學平臺而言，需著力構建起多層次的互動機制，進而建立起涵蓋師生、生生、人機這三個維度的互動體系.就師生互動的層面來講，要開發諸如實時答疑、作業點評、思維導圖協作等功能模塊；在生生互動方面，需設計出如小組討論區、解題經驗分享區等協作空間；而在人機互動層面，應當配置智能問答系統，以便為學生提供即時反饋.如此立體化的互動體系，對于數學知識的深度理解以及思維能力的提升會起到有效的促進作用.

1.3 資源整合優化

在平臺建設方面，資源的整合優化是重要原則之一.以高中數學課程標準以及教學目標為依據，構建起一種結構化的資源體系，其中涵蓋微課、動態演示、習題庫、案例庫等內容.通過大數據分析技術對資源使用效果加以評估，進而建立起資源動態更新的機制.在此基礎之上，與校本特色相結合，為教師開發與共享個性化教學資源提供支持，憑借智能推薦算法實現對教學資源配置的優化，最終形成一個開放共享的資源生態系統.

1. 4 易于操作和維護

平臺的可用性和可維護性是確保其持續發展的基礎.在界面設計上遵循直觀性原則，采用符合用戶認知習慣的導航結構和操作流程.功能設計突出智能搜索、一鍵分享、快速導人等便捷操作.在技術支持方面，配置自動數據備份、故障診斷、性能優化等維護功能.建立用戶反饋渠道，持續優化平臺功能，保障系統穩定運行和教學活動的順利開展.

2智能時代高中數學互動式校本課程教學平臺的功能模塊

2. 1 教學資源模塊

教學資源模塊構建以高中數學知識點為基本單元，采用分類明確、結構清晰的體系架構.在微課資源方面，重點聚焦函數、導數等重難點知識，制作時長為 5～8 分鐘的精講視頻，每個視頻均配套知識結構導圖和關鍵點文字總結，幫助學生系統把握知識要點.針對空間幾何、圓錐曲線等需要空間想象能力的內容，平臺開發了三維動態演示課件，學生可自主調節觀察角度和演示速度，有效提升學生的空間思維能力.在習題資源設置上，按照基礎、提高、拓展三個層次進行劃分，每個知識點均配備針對性練習和典型例題.習題解析突出思維過程，提供多種解法思路，引導學生靈活運用數學方法.為體現校本特色，平臺設置教師資源上傳區，鼓勵一線教師分享教學設計、課堂實錄和特色習題.同時建立資源評價機制，由學科組長定期組織優質資源的審核和篩選，確保資源質量.在檢索功能設計上，系統支持按知識點、難度、題型等多維度快速查找，并基于使用頻率和好評度進行智能排序，方便師生精準調用所需資源.

2.2 在線學習模塊

圍繞課前預習、課堂學習以及課后復習這三個關鍵環節展開設計的是在線學習模塊.在課前預習環節方面，系統化的知識導學、重點內容提示等由模塊予以提供，同時預習測試功能也被配置其中.對于每個知識點而言，其預習材料皆包含自測小題，借助于此，能夠幫助學生提前發現問題，進而明確學習目標；在課堂學習環節中，隨堂練習、實時答題系統以及錯題智能采集功能被模塊整合到了一起.學生可通過圖片上傳或者公式編輯器來展示解題過程，如此一來，教師便能實時掌握全班學生對于知識的理解狀況，從而靈活地對教學策略做出調整.分層練習的發布能夠得到系統的支持，以此滿足不同層次學生的學習需求；課后復習環節，系統能夠依據每位學生的學習數據，自動生成個性化的練習以及鞏固材料.學生的錯誤類型可通過錯題本功能實現智能分類，并提供與之相匹配的講解視頻以及同類練習.

2.3 互動交流模塊

互動模塊結合數學特點，構建完善的學習交流系統.班級討論區供學生分享解題思路、研究學習技巧，教師參與指導.平臺針對高中數學難點，例如幾何證明、函數圖象分析，引入結對學習功能，加強同學間的深入溝通.在滿足數學要求方面，提供公式編輯器及電子手寫板以展示計算和推理過程.基礎問題由智能助手解決，復雜問題由教師直接輔導.作業批改時教師利用在線批注、語音評析給予詳細的修改建議.通過積分制度獎勵活動參與，并設立優秀解題思路專區打造標桿角色，以促進良好數學創新氛圍和提升表達能力.

2.4 數據分析模塊

在高中數學教學活動開展過程中，精準教學的有效實施離不開科學的數據分析作為有力支撐.就本平臺所具備的數據分析模塊而言，其展開主要圍繞著學生個體畫像以及班級整體分析這兩個重要維度來進行.學生個體畫像方面，系統會對每一位學生的解題過程進行實時跟蹤，涵蓋解題思路的形成、計算步驟的呈現以及常見錯誤的記錄等內容.借助建立知識圖譜這一方式，能夠動態且清晰地反映出學生對知識的理解情況，并且運用雷達圖直觀地展示學生的運算能力、空間思維、邏輯推理等數學素養的發展狀況；班級分析層面，此數據分析模塊會深入到教學過程數據當中去進行挖掘.具體來說，系統針對每節課的學習數據展開多維度的細致分析，進而形成能夠突出顯示班級學習重難點的知識點掌握熱力圖.對于那些具有典型性的錯題，系統會自動完成歸類操作，同時生成關于錯題原因的分析報告，以此來為教師調整教學策略提供極具參考價值的依據.

3智能時代高中數學互動式校本課程教學平臺的應用策略

3.1 利用平臺優化教學設計

教師以平臺資源與數據分析優化教學設計.借導數為例，課前通過往年數據歸納學生常見應用題錯誤，如混淆單調性與極值或建立函數模型困難.對此，從庫中選出典型微課，用動態演示展示函數圖象變化.根據預習測試反饋安排導數概念、幾何意義及應用題講解順序.練習系統涵蓋基礎計算到復雜最值問題及開放式應用題多層次內容，滿足不同水平需求，并結合課堂表現提供專項訓練，如構建函數模型試煉等，以提升實際操作能力.

3.2利用平臺實現個性化教學

在傳統的數學教學情形之下，對于每位學生的學習特點以及認知水平，教師常常難以做到全面的關注.而借助平臺所具備的數據分析模塊這一有力工具，翔實的數據，也就是學生學習過程的數據，能夠被教師所獲取，如此一來，教師便可以深入地了解每一位學生在知識掌握方面呈現的特點.

例如以立體幾何為例，實施個性化教學所需的具體支撐由平臺的數據分析模塊提供.在空間想象、圖形變換、邏輯推理等方面每位學生的具體能力水平，教師借助學情分析系統能夠詳細了解.例如，學生在三視圖辨識、截面構造、空間向量運算等具體內容上的掌握程度，系統會予以呈現.學習路徑依據不同層次學生存在的差異而設置：三維動態演示課件會被系統優先推送給空間想象能力薄弱的學生，借助可視化來助力其空間概念的建立；立體幾何的標準解題訓練，比如棱錐形體的表面積和體積計算，可提供給中等水平的學生；對于優秀學生而言，可為他們設置結合解析幾何的綜合題型，例如空間向量在幾何證明中的應用這類題目.當特定知識點，如二面角計算方面的習題，被系統檢測到出現解題困難時，與之相應的微課資源會被自動匹配給該類學生，且已掌握該知識點的同學會被推薦來進行幫扶.

3.3利用平臺促進師生互動

在數學學習進程里，學生對于抽象概念的理解以及學習難點的突破，借助有效的師生互動能夠達成更好的效果.通過技術手段，平臺所具備的互動交流模塊打破了時空方面的限制，從而為師生之間的互動提供了便捷化的渠道，使得彼此間的交流能夠更為及時且深入.

例如以函數與導數的綜合應用為例.在開展課堂教學之時，教師借助平臺去發布有關探究函數圖象與導數關系的任務，學生則運用手寫板來繪制函數圖象，對導數為零的點予以標注，并且在評論區闡明這些點和函數極值之間的關系.教師能夠實時去查看全班學生的作答情況，進而發現存在較為普遍的一些問題，比如部分學生混淆了駐點與極值點的概念.在這樣的情況下，教師通過調用平臺里的動態演示課件，利用屏幕共享功能，展示出不同類型函數在駐點處的圖象特征，而且憑借語音點評的方式，詳細地分析判斷極值的完整步驟.針對個別學生在函數模型建立環節所產生的困惑，教師運用在線批注功能，對其解題思路當中的關鍵環節加以標注，以此引導學生將思路梳理清晰.在課后，當學生碰到函數應用題的時候，可以把解題過程拍照上傳到平臺，而教師會通過該平臺及時指出其中存在的問題，進而幫助學生養成規范的解題習慣.

3.4利用平臺開展自主學習和合作學習

在高中數學的學習領域，扎實的基礎能力以及靈活的思維方式是學生所應具備的，但對于抽象概念的理解以及解題技巧的掌握，卻常常困擾著部分學生.借助平臺所提供的可視化學習工具與智能診斷系統，在函數、幾何、概率這些核心知識的學習進程中，學生能夠找準前行的方向.平臺一方面支持個性化的知識建構，比如借助動態演示來深化對空間概念的理解；另一方面倡導同伴互助的學習模式，促使學生的數學思維于交流與探討中不斷得以強化，進而培養可以讓學生受益終身的學科素養.

4結語

在智能時代，學校構建并應用了高中數學互動式校本課程教學平臺，為提升數學教學效果開辟出了新路徑.在該平臺的助力下，通過智能整合教學資源、精準分析學習過程以及多維支持師生互動，有效推動了教與學方式的轉變.未來需持續優化平臺功能、加大教師培訓力度、進一步深化校本特色建設.

【本文為無錫市教育科學“十四五”規劃課題《數智時代普通高中“大數學”校本開設體系構建研究》(課題編號A/D/2023/25）成果之一】

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