人工智能赋能教育变革:初中数学教学改革的理论探索

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杨胜英

隆林各族自治县第三中学533400

摘要

在当今数字化时代,人工智能技术迅猛发展,正深刻地改变着教育领域的格局。尤其是教育作为培养未来人才的关键环节,必须紧跟时代步伐,以及也要积极融入新技术。并且初中数学作为基础教育的重要组成部分,对于学生逻辑思维、问题解决能力的培养至关重要。基于此,接下来本文将从多个维度深入探讨人工智能在初中数学教学中的应用策略,旨在为推动初中数学教学质量提升、促进学生全面发展提供有益参考。


关键词

人工智能;初中数学;教学改革;实施策略

正文


引言

    随着科学技术日新月异的发展,人工智能早已渗透进了社会生活的方方面面也带来了便捷性。学生在初中阶段的数学思考能力和知识结构的构建,对学生未来的综合素质和事业有着较大的关系。基于此,利用人工智能的智慧分析能力,以及数据处理能力,让教师可以改变传统教学模式,变革教学形式和调整教学资源,能够有效的提高初中数学的教学水平,更是可以有效的为学生的发展提供良好的环境。

(一)个性化学习方案制定

    在传统的基础教育中,教师给予学生统一的教育步伐与方式,无法去适应每一个学生的知识水平与基础、技能基础、思维基础,有的学生可能会因学习节奏过慢,所以无法跟上节奏,导致其知识点积累;有的学生又会觉得学起来过于简单,以至于无法展现天赋。这样“一概而论”式的教育方法是不适合每一个人的个体发展需求。人工智能的应用技术手段便可以很好解决这个问题。例如,通过以沪科版初中年级数学《二次函数》为例子。智能学习空间根据学生的“二次函数的概念”“二次函数的图像和性质”“二次函数的应用”等知识点的实践表现和考试成绩进行统计分析。如果发现某个学生在“二次函数的应用”方面,对“求利润的最大化问题”部分错题率比较高,那么会为学生匹配个性化的路径方案。首先匹配教授如何求利润最大化的视频课,涉及现实情景分析方法到建立二次函数模型,分别讲解清楚。其次,提供一些求利润最大化的基本习题,帮助学生掌握基本的求解方法。由此可见,等到基础知识掌握到一定熟练度以后,就可以匹配一些难度稍大的拓展习题,以及能够帮助学生提升解题能力,从而也可以加深对知识的理解[1]

(二)智能互动教学

    在以往的高中和初中学段中,教师和学生之间大多是教师提问、学生回答的问答式互动,缺少深入的互动。另外,课后师生之间沟通出现问题很难立刻解决,会致使学习断点。而人工智能科技可以为教室内外提供更多的学习体验。例如通过智能化的课堂教学、学习助手等平台,可以采用智能语音、线上学习共同体等多种形式与教师、学生进行互动。例如,在沪科版初中三年级数学内容中的“圆”,教师利用智能交互软件,以一个动态的摩天轮的转动作为导入问题:“摩天轮的运动轨迹与我们即将学习的圆有什么关系?”随后,学生也可以通过手中的平板电脑应用中的该软件,以文本或语音的格式给予回答,系统自动识别并呈现学生的回答。教师在讲解“圆”的性质时,则用智能交互软件的模型,引领学生操控该模型中的圆形,改变其半径、圆心等变量,观察其变化趋势,也可与身边学生进行交流探讨。课程结束后,如果有学生对某个知识点有疑问,可以在软件的问答版块提出问题,智能系统会根据题型精准地给出相关内容的教育视频等和相关题型的解答等帮助学生自主学习。由此可见,学生如果仍然不会,还可使用线上求助功能,教师或其他学生会及时收到信息并予以答复。

)智能作业与评价

对于初中阶段学习作业,教师往往是以传统的试卷形式进行安排布置,在评阅方面消耗了大量的时间和精力,且每次评阅时间之间没有实时反馈,也难以给出针对性较强的学习建议[2]。然而,引入AI技术应用后可以开展在线答题测试、AI程序编写等新形式的学习测试题目,并且可以对每个学生的答题情况更高效地作出评阅,对学生的解题过程进行更为详尽地分析,并及时给出成绩报告。例如,教师在使用沪科版九年级数学中《相似三角形》内容时,借助信息化作业管理软件进行作业设计。作业的内容不是单一的证明题和计算题,还包括一些实践性和探究式的任务,让学生利用相似三角形知识测量出学校里旗杆的高度,并将具体步骤和方法进行拍照或摄像后上传至作业管理系统。尤其是通过信息化软件系统,首先快速批阅学生书写的解答过程是否正确,为答错的学生提供解决的办法和知识延伸。基于此,利用图像识别、视频分析,系统能够评价学生在完成实际任务中测量的方法是否正确,计算步骤是否正确。例如,部分学生在测量旗杆高度的方法时利用旗杆本身的投射影子的长度和旗杆形成相似三角形原理来估算。当系统识别出该学生对测量影子环节操作正确且对影子的测量计算也正确,于是系统会给予一个高分,并指出学生的测量方法的优势及其仍需修正的地方,如选择影子相同时点可以降低误差等。此外,教师通过网络界面获取到全部学生对该任务完成数据汇总,能了解学生们对相似三角形特性和用途的掌握程度,以及可以利于教师开展后面内容教学时对学生针对性的指导。[3]

    结束语

   综上所述,人工智能为初中数学教学改革带来了前所未有的机遇。多个策略相互配合,共同推动初中数学教学从传统模式向智能化、个性化、高效化转变。然而,在实际应用过程中,我们也应清醒地认识到,技术只是教学的辅助手段,教师的主导作用和学生的主体地位始终不可替代。基于此,在未来,随着人工智能技术的不断发展,需要教育工作者持续探索与实践,将人工智能与初中数学教学深度融合,让技术更好地服务于教学,以及可以有效的培养具有创新思维和实践能力的新时代人才,从而能够进一步的为初中数学教育的发展注入源源不断的动力。

    参考文献

[1] 陈丽珊.生成式人工智能赋能小学英语读写教学的策略研究[C]//第九届中小学数字化教学研讨会论文案例集.2024.

[2] 梁慧琴.“双减”背景下初中数学课堂教学的创新策略探索[J].数学学习与研究:教研版,2023(10):113-115.

[3] 徐伟悦,张晓花,郑剑锋,.人工智能赋能单片机教学改革的创新路径研究[J].创新创业理论研究与实践, 2024, 7(18):44-47.


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