人工智能助力初中数学个性化教学

期刊: 素质教育 DOI: PDF下载

陈超纲

湖北省十堰市竹山溢水中学,湖北 十堰 442212

摘要

于教育数字化转型的过程里,初中数学教学存在着学生认知差异较大、资源分配不匹配、个性化指导不足等难题,人工智能靠数据挖掘、自适应学习等能力支撑,为解决这些问题探索新路径,本文从技术体系、教学途径、案例落实、保障规程四个维度,依托具体教学实例,研究AI于初中数学个性化教学中的应用办法,意在增进教学质量,助力学生数学核心素养成长。


关键词

人工智能;初中数学;个性化教学;自适应学习

正文


引言:

数学为初中的核心学科,担负起培养学生逻辑与运算能力的重大责任,然而在传统班级授课制的模式里,教师不太容易掌握每个学生的学情,好比讲解“勾股定理”的时候,部分同学已可以运用,部分学生甚至连定理内容都没掌握,“一刀切”教学造成学生学习需求难以契合。随着教育信息化步伐的迈进,AI可实时把学生数据采集到手,就像借助作业分析可知,学生在“勾股定理应用”里常犯“斜边判断”的错误,接着推送专门的针对性资源,为个性化教学提供后盾,本文从四方面分析AI怎样助力初中数学实现个性化教学,为一线教学提供参考范例。

一、技术筑基,搭建智能教学适配体系

现今小学数学概念教学碰到多重挑战,涉及教学资源以单一模态呈现方式,学生在概念掌握水平上的个体差异,教学方法枯燥平淡,面临互动缺失等问题,依靠生成式人工智能整合跨模态资源,制定个性化学习途径和构建虚拟助教以推动深度对话,理论上可以有效填补传统数学课堂教学的不足,通过考量把生成式人工智能应用到小学数学概念教学里的可能性,提出一个对教学过程优化重构的框架[1]。搭建适配的智能教学体系是AI助力个性化教学的前提,核心为“数据驱动”,含三大模块。智能诊断模块:借助AI工具收集学习数据,如学生做“二元一次方程组”作业,AI能识别错误是“消元步骤失误”还是“代入法应用不当”,像学生解时,若因未正确消去y出错,系统会标记并结合过往数据,生成个人知识图谱,精准定位薄弱点。资源匹配模块:依诊断结果推资源,基础弱的学生推“二元一次方程组消元微课”和简单练习题,学有余力的推“方程组解决利润问题”拓展题,实现“千人千策”。动态调整模块:按学习反馈优化方案,如学生学“矩形性质”时,AI测评发现其对“矩形对角线相等”理解差,就增加“矩形对角线证明”例题;若快速掌握,就推进“矩形与菱形区别”内容,保障教学节奏适配学生能力。

二、精准施策,优化个性化教学实施路径

在这个迅速发展的时代,人工智能已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。它不仅改变了我们的工作方式,更革新了教育领域。从智能教辅到个性化学习路径,人工智能正逐渐成为推动教育革命的重要力量。特别是在小学数学教学中,人工智能不再是遥不可及的未来技术,而是已经成为“教”与“学”的亲密伙伴。它像一位智能的助手,赋予了小学数学教学新的生命和活力[2]。依托智能体系,从三环节优化路径。课前诊断:教师依AI学情报告定方案,如教“反比例函数”前,AI显示部分学生懂“函数表达式”但不会画图像,部分不懂“反比例关系”,教师将目标分三层:基础层(会画简单反比例函数图像)、提高层(能分析图像增减性)、拓展层(用反比例函数解实际问题),并为基础层准备“图像绘制步骤卡”。课中互动:用AI工具推不同难度题,讲“全等三角形判定SSS”时,基础题是“已知三边画三角形”,提高题是“判断两个三边已知的三角形是否全等”,拓展题是“用SSS证明实际场景中的三角形全等”。AI实时统计数据,若多数学生错提高题,教师就集中讲解,同时辅导错题多的学生。课后巩固:AI生成分层任务包,基础弱的学生做SSS判定基础题+知识点回顾”,中等生做“SSS判定变式题”,优秀生做“SSSSAS综合应用题”。系统自动批改,如学生错“SSS判定题”,就推解析和同类题,教师通过后台数据辅导困难学生。

三、实践落地,探索AI教学融合典型案例

以初中“一元一次方程”教学为案例,用AI平台分四阶段实施。学情预诊:推前置知识测评题,含“等式性质应用”“简单代数式运算”等,依结果分三组:A组(基础好,需拓展)、B组(基础中等,需强化)、C组(基础弱,需补前置知识)。分层授课:C组看“等式性质”微课,教师线下答疑,如讲解“3x+2=8如何用等式性质变形”;B组学“一元一次方程解法”,结合平台推的“2(x-1)+3=5”例题互动;A组做“一元一次方程解行程问题”专题,查拓展资料完成“甲、乙两人相向而行求相遇时间”任务。个性化练习:C组做“简单方程求解”题,如“5x=15”;B组做“含括号方程求解”题,如“3(x+2)=12”;A组做“工程问题方程求解”题,如“一项工程甲独做5天完成,乙独做8天完成,两人合作几天完成”,平台实时批改并推解析。效果评估:单元测试后,C组方程求解正确率显著提升,B组能熟练解复杂方程,A组会用方程解多种实际问题,班级整体教学效果改善。

四、反思提升,完善AI赋能教学保障机制

AI应用中存在问题,需从三方面完善保障机制。技术保障:优化AI平台学科适配性,如针对“几何证明题”,联合专家细化知识图谱,将“三角形证明”拆为“辅助线添加”“定理应用”等子维度,支持学生上传手写解题过程,AI通过图像识别分析步骤,如学生证“三角形内角和180°”时,若辅助线画错,系统能精准指出。制度保障:建数据隐私保护机制,学校与平台签协议,规定只收集学习数据,如作业答题情况、知识点掌握程度,不收集个人隐私,教育部门定期检查平台数据安全。教师发展:加强AI应用培训,线上开AI学情分析工具使用”课,线下组织研讨会,分享“用AI‘二次函数’的经验”,建立评价机制,将AI教学纳入教师考核,激励教师提升能力。

结束语:

AI为初中数学个性化教学提供支撑,搭建体系、优化路径、实践案例、完善机制,推动教学质量提升。但AI不能替代教师,如讲解“数学建模思想”时,教师的引导更重要。未来应推进“AI+教师”协同模式,AI做批改作业、学情分析等工作,教师专注教学设计与情感关怀,实现“技术+人文”融合,助力初中数学个性化教学发展。

参考文献:

[1]罗江华,李勇,孙劲鸥.生成式人工智能助力小学数学概念教学的探索[J].中国教育信息化,2025,31(1):112-120.

[2]张宜聪.人工智能在小学数学教学中的创新运用[J].第二课堂(D),2024(3).

 


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