人工智能技術賦能初中數學課堂教學

在數字化浪潮席卷全球的背景下，人工智能技術正深刻重塑教育生態.隨著《中國教育現代化2035》和“國家教育數字化戰略行動”的推進，智慧課堂作為技術與教育深度融合的載體，已成為基礎教育改革的重要方向.數學學習難度大，對于學生能力的要求較高，同樣的教學方法應用在不同能力水平的學生群體當中，也會起到不同的效果.將人工智能技術應用于初中數學課堂教學中，可有效改善數學教學質量.因此，探討人工智能技術賦能初中數學課堂教學的路徑，具有較高的研究意義.

1人工智能技術賦能初中數學課堂教學的意義

1. 1 提升教學質量

在初中數學課堂內，教師可應用人工智能技術分析學生學習軌跡、知識掌握情況、學習參與度數據等，深人了解學生學習需求、學習困難，實時調整教學內容、教學策略，使課堂教學更符合學生實際學習狀況.同時，人工智能技術可為教師提供詳盡的學生學習數據，為課程設計提供支持，輔助教師定位課堂內學習重難點，并據此優化課程內容[1].此外，人工智能技術輔助下的課堂教學可實現實時反饋，便于教師掌握學生注意力分散情況、知識點掌握程度，并根據反饋信息及時調整教學節奏、優化教學方法，從而大幅提升教學效果.

1. 2 實現個性化教育

初中數學課堂教學目標既包含提高學生數學知識掌握水平，又包括提高學生實際操作能力、強化學生創新精神.初中數學教師可應用人工智能技術輔助課堂教學，掌握班級內每名學生的學習特點、興趣和潛能，并基于人工智能提供的數據，為每名學生量身定制個性化學習計劃及規劃成長路徑，幫助學生強化自身優勢、彌補自身弱勢.同時，考慮到中學生普遍存在學習基礎不均的問題，教師在數學課堂內應用基于人工智能技術的智能化手段，可精準匹配適合每名學生的學習資源、教學服務，幫助學生在自身能力范圍內最大化地提升技能水平.人工智能技術賦能的初中數學課堂為學生提供的個性化教育，既可充分調動學生學習積極性，又可提高學生學習效率，從而提升學生綜合素養.

1.3 提升教師教學創新能力

在人工智能技術的加持下，教師可輕松獲取最新行業動態、前沿科技信息，豐富教學內容；也可應用技術分析課堂數據、教學效果，不斷優化創新教學方法.另外，人工智能技術也可幫助教師開展教學評估，提供有關課堂教學的多維度數據，形成數據驅動教學模式，使教師把握教學效果、完善教學設計，在降低教師教學壓力的同時，激發教師教學靈感[2].此外，在人工智能技術的加持下，教師可基于數字化平臺進行教研協作、共享教學資源、討論教學方法，共同提升教學水平.

1.4 推進初中數學教學向現代化發展

人工智能技術可幫助教師乃至學生超越地域和時空限制，實現教育資源的合理調配與共享.自前，各中學之間資源配置不均，部分中學獲取優質教育資源的能力較為有限.人工智能技術可為各中學賦能，提供與發達地區中學網絡互聯、數據共享的條件，使學生可享受其他中學的優質教育資源，打破地域局限性，促進教育公平.同時，人工智能技術還能為中學智能化校園的建設提供全方位支持，優化學校教育管理流程，提供精準的數據分析，輔助決策者進行科學管理，提高學校管理水平、強化學校服務能力，從而實現學生、教師、管理者之間的信息化互動.

2人工智能技術賦能初中數學教學的全流程 2.1輔助備課

一方面，設計智能化教學內容.智慧職教云平臺的人工智能功能，可根據學生水平自動推薦適配的學習材料，基于其學習表現推薦個性化學習資源，并為翻轉課堂自動匹配所需的課件及視頻；人工智能學習工具，能根據學生測試表現智能調整課程路徑，設計差異化學習方案，并結合其他數字化教學技術，增強學生學習體驗；通過在班級實施翻轉課堂模式，教師可以錄制和分享課程視頻，讓學生預習課程內容，并在課堂上組織互動討論活動，提高課堂教學利用率.

另一方面，進行個性化學情分析.教師可以借助人工智能技術獲取學生數據，并使用數據分析軟件對數據進行分析，確定學生的普遍難點，據此調整教學計劃；利用NLP技術分析學生在課堂討論和作業中的反饋，建立學生畫像，輔助預測學生學習興趣、學習習慣、學習障礙，同時配合機器學習算法預測學生學習進展，為存在潛在學習困難的學生提供幫助.

2.2 理論教學

教師可利用人工智能技術分析課程大綱、確立教學目標，根據數據驅動的建議智能化規劃每堂課內容結構，也可在帶有人工智能技術的平臺資源庫內，搜索選擇最新的、與行業實踐密切相關的教材、視頻和案例；采用植入人工智能技術支持的智能白板、平板電腦，在課堂內實時顯示教師演示內容，同時應用語音識別人工智能助手輔助教師開展課堂演示講解[3]；使用數學教學測評工具，構建基于人工智能的測驗題庫，自動同步課程目標，并結合大數據技術，基于學生學習答題記錄提供個性化難度調整功能，以考促學，實時掌握理論知識消化情況[3]；應用人工智能分析工具的報告生成功能，自動生成學生理論學習錯誤知識點分析、常見問題概覽，輔助教師提供針對性輔導，以及輔助學生進行自我診斷.

2.3 評估反饋

一方面，教師可應用自適應評測系統改進教學，以及輔助改善學生學習.教師可應用校內提供的、帶有人工智能技術的學習系統自適應題庫，利用人工智能算法，根據學生的能力水平動態調整測試內容.教師可在每次測驗或考試前設置人工智能參數，根據學生歷史成績、當前課程重點，自動推送個性化試題；也可創建基于學生數學核心素養的測評框架，分析學生各題目作答時間、作答模式數據，了解學生學科知識掌握水平.在學生完成測驗后，教師亦可應用智能化反饋系統自動生成能力報告及學生的個性化學習建議.學生可根據建議調整學習策略，同時教師也可據此迅速獲取學生學習狀態、調整課堂教學方法.

另一方面，教師可應用人工智能技術追蹤教學成效.教師可應用學習分析模塊采集學生課后在線學習時間、作業提交時間、討論參與度等數據，由人工智能算法進行深度分析，并以本地工具進行圖表展示，將學生的學習行為、學習成果進行可視化展現；也可根據歷史學習行為與成績數據構建模型，預測學期末學生學習表現，據此預調課堂教學策略.

3人工智能技術賦能初中數學課堂的具體教學策略

3.1 匹配教學目標與工具功能性

在教學目標與人工智能工具功能的協同設計層面，教師需以數學核心素養為錨點，建立目標、內容、技術的三級篩選機制.

首先，根據數學學科核心素養目標，篩選人工智能工具，優先選擇能強化學生數學抽象能力、邏輯推理能力、建模能力、運算能力、直觀想象能力和數據分析能力的模塊.其次，重構人工智能工具的應用邏輯，將趣味性元素轉化為“認知腳手架”，如將游戲化積分機制與口算訓練相結合，設置階梯式任務關卡，在學生連續完成任務后，人工智能系統可根據學生表現提供動態的反饋結果.最后，建立人工智能工具使用評估標準，定期檢驗技術應用是否促進學生數學思維結構化，如對比實驗班與普通班學生的抽象問題解決能力，動態優化工具配置方案.

而在課堂結構設計方面，教師需遵循雙主線并行原則，即人工智能技術輔助線與數學思維發展線同步推進.在預習階段，利用人工智能軟件為學生生成適配各個學生能力水平的基礎練習內容；在新課講授環節，教師可應用虛擬教具為學生提供課堂知識演示，同時要求學生用紙筆記錄關鍵步驟；在鞏固階段，教師可采用混合式交互模式，由人工智能技術出變式題后，在課堂內組織小組討論解題策略.

3.2 結合學生認知階段優化人工智能介入時機

考慮到不同學段的初中生在對數學知識的認知，以及數學核心素養平均水平方面存在一定差異性，因此教師在應用人工智能技術賦能課堂教學時，也需要根據學生所處的學段，以及數學知識認知、數學能力水平，調整人工智能技術的介入時機.其可以理解為，將人工智能技術看作支架式教學法當中的“支架”，根據學生能力認知水平調整支架搭建和支架撤除的時機，更有效地發揮支架的作用[4].

七年級學生的思維模式仍然以具象思維為主，因此在應用人工智能賦能教學過程中，教師應將人工智能技術用于教學演示，使用三維動畫為學生展示數學知識原理.以北師大版七年級上冊第一章中“從立體圖形到平面圖形”的教學為例，學生難以憑空想象正方體展開圖.教師便可應用人工智能工具，為學生演示正方體11種展開圖的分類，并將展開與折疊過程分步播放.在動畫播放結束后，教師便可撤除技術支持，讓學生獨立繪制展開圖.因為九年級學生具備抽象推理能力，教師便可將人工智能技術應用于支持學生進行開放性探究，為學生提供數據分析工具，輔助學生深度思考.以北師大版九年級下冊第二章“二次函數”為例，該課程教學內容為探究系數對圖像的影響.在教學中，教師可在課堂內為學生展示人工智能建模平臺，為學生演示調整函數參數后函數圖形的變化.在學生已經了解歸納系數與開口方向的關系后，教師便可關閉輔助工具，要求學生論證二次函數對稱軸性質.

3.3將人工智能融入師生課堂互動對話當中

建立人工智能、教師、學生的三元對話體系，提高思維對話深度.人工智能系統負責基礎問答、練習反饋等標準化交互，教師負責推進課堂，引導學生發展高階思維.在課前，教師使用人工智能工具完成自動批改；課中，教師便可結合人工智能的批改結果，以及自動生成的典型錯題，向學生發起追問.當人工智能工具在課后推送學情報告后，教師應在后續課堂上向學生提問，如“你上次課后作業用的方法和人工智能推薦的方法有什么不同？”，形成以人機交互推動師生深度對話的形態.

構建數據輔助、經驗主導的教學決策機制.教師需將人工智能學情分析數據與課堂觀察記錄進行交叉驗證，對比系統標注的薄弱知識點與學生板演時的思維斷點，識別算法未覆蓋的認知風格差異[5].在分層教學中，依據人工智能提供的作業數據將學生初步分組后，教師便可對學生開展面對面訪談，二次調整決策.此外，教師也可創造性利用人工智能生成的錯誤資源.在系統自動標記錯題后，教師可以抽取典型錯誤案例，在課堂內面向學生展示案例，與學生共同分析典型錯題的易錯點、難點，共同得出正確解法.

4結語

綜上，人工智能技術賦能初中數學課堂教學，可提升教學質量、實現個性化教育、提升教師教學創新能力，并推進初中數學教學現代化發展，具有較為顯著的教學價值.同時，人工智能技術可有機融人初中數學備課、理論教學和評估反饋當中.而在使用人工智能技術賦能課堂教學時，教師應匹配教學目標與人工智能工具的功能性，結合學生認知階段優化人工智能介人時機，并將人工智能融入師生課堂互動對話當中.

參考文獻：

[1」黃陳輝，張亞珍，石秋香.人工智能賦能課堂教學變革的邏輯審視、現實藩籬與突破進路[J].教育與裝備研究，2024，40(6):34—40.

2」陸晨陽.人工智能賦能教育變革：初中數學教學改革的理論探索[J].教育進展，2025，15(3)：697—702.

[3]傅曉建.人工智能賦能的教育教學技術創新[J].生活教育，2023(1):17—19.

[4]陳婷，鄭春清.“優學派”人工智能平臺助力初中數學課堂實例研究[J].福建中學數學，2021(7）：41-43.

[5」張娟波，劉海蘭.初中數學教學與人工智能技術的深度融合[J].天津教育，2025（4)：17-18.