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人工智能辅助下初中数学课堂教学模式创新实践研究
文章字数：2076
随着人工智能技术在教学中的广泛应用，如智慧课堂、自适应学习等新技术不断涌现，为《平面图形》教学模式探索提供了技术支持。人工智能技术通过采集数据、分析数据、精准推送，将《平面图形》抽象的概念以可视化、可互动的形式呈现出来，与学生的认知水平结合。人工智能解决当前教学的痛点难处，突破传统教学的瓶颈。以《平面图形》为例，运用人工智能技术，探索初中数学课堂教学新模式，不仅能够提高《平面图形》的教学效果，提高学生几何知识素养，而且能为初中数学数字化、精准化教学提供可复制、可推广经验，促进初中数学教学水平整体提升。
一、人工智能辅助下初中数学《平面图形》教学现状分析
一是“蜻蜓点水式”运用较多，许多教师将人工智能视为一种花哨的点缀，用多媒体课件播放一些平面图形图片、动画等。没有真正发挥人工智能以数据驱动、强大的学习能力等优势，沿用传统模式复古+技术，没有实现真正教学模式创新。二是“把脉不精准”现象普遍。在传统《平面图形》教学中，教师往往通过课堂提问、作业当堂批改等方式凭感觉对学生的学习情况进行“把脉”，容易受到主观偏见的影响，不能准确掌握学生对图形的识记、性质的解析、逻辑的推理等方面的薄弱环节，分层教学流于表面，学优生的潜能得不到拓展，学困生的节奏跟不上教学进程，分层出现“硬化”。三是“教与学闭环”不完整。课前预习无指导，学生预习效果难以监测；课中互动多为集体活动，难以实现个性化反馈；课后作业同质化现象严重，缺乏有针对的巩固、拓展活动，“预习－学习－巩固－反馈”环环相扣的链条不完整，难以学以致用，促进学生知识消化、能力提升。另外，部分教师数字技术运用能力不足，难以得心应手运用智能教学工具设计教学活动，制约了教学模式创新的落地。
二、人工智能辅助下初中数学《平面图形》教学模式创新设计
（一）课前：人工智能精准诊断，奠定教学基础。上课前通过人工智能教学平台搭建多源学情诊断系统，从基于经验判断转向基于数据决策。老师通过人工智能教学平台发布《平面图形》预学任务，设计知识点填空、图形简单识别、预习疑惑记录等预学任务，同时通过人工智能模块生成5分钟速摸底卷试题，试题涵盖图形概念、图形的最基本的性质等，检测学生的预习效果；人工智能平台收集学生的预习数据，通过聚类分析法分析学生的图形概念知识掌握程度、学生的思维活跃程度，根据分析结果自动生成学情报告，指出学生在平面图形的识图、性质等知识上的薄弱点，如发现部分学生对“平行四边形的判定定理”掌握程度不高，部分学生不会区分“三角形的角平分线和中线”。老师根据学情报告情况确定教学目标，基于学情分析结果分层设置课中教学任务和学习资源，为精准教学奠定基础。
（二）课中：人工智能互动探究，突破教学难点。课上，我们关注《平面图形》的难点，运用人工智能创设浸入式、互动式学习情境，突破传统教学瓶颈，提高课堂实效。一是抽象知识可视化。运用人工智能可视化技术，将平面图形中的抽象知识制作成动画，化抽象为形象，突破学生理解难点。三角形全等判定：选择合适的智能交互工具，设计学生自主操作活动，将两个三角形逐步重合，学生动手尝试使两个三角形重合，探索全等的条件。圆的对称性：运用3d动画技术，设计圆的旋转、折叠动画，学生观察动画演示，自主探究圆的对称轴、圆心角等相关知识。化解抽象知识难点。二是分层互动式探究。依据课前学情诊断数据分析结果，利用人工智能平台将学生分为三个层次，智能推送差异化探究任务。基础组：平面图形的相关概念、性质记忆、定性题目。提升组：图形性质的推导、中档题目。拓展组：图形的综合应用、拓展、生活生产中涉及平面图形生活设计等。学生探究完成后，人工智能平台即时判改、反馈错误，对错误率较高的知识点集中讲授，对个别问题，人工智能推送该生错题解析、同类练习题，实现“精准补漏”。
（三）课后：人工智能个性化巩固，完善教学闭环。课后，利用人工智能平台，设计适合学生的知识巩固训练，实施“千人千案”课后答疑，真正做到教学闭环。人工智能平台会根据学生课中学习情况和学情报告，生成课后作业并推送给学生。平台会依据学生的学情，错题情况，有针对性地设计课后知识巩固。基础生以平面图形概念、性质的巩固为主，推送基础练习题和知识点总结；提升组以图形性质的强化应用、推理为主，推送中档题型、变式题；拓展组以培养学生创新思维，综合应用、知识拓展能力为主，推送综合、拓展题。人工智能平台还具有错题收集、分析等功能。平台会自动收集学生错题，生成学生的错题本，并推送题库中同类题目给学生查漏补缺，避免学生再次犯错。学生对于知识还可以随时进行提问，人工智能答疑机器人可以解答基础知识的疑问，复杂的知识推送至教师端，教师进行知识解答，实现课后学生知识消化及时化、个性化，真正实现学生知识巩固。
三、结束语
随着人工智能的不断进步，教育的数字化不断提升，人工智能和初中数学的融合将更加深入。未来，我们将不断探索人工智能下初中数学教学模式，结合不同模块特点，优化教学流程和设计，为初中数学教学改革探索方向，助力学生素养提升。
作者单位：长春高新技术产业开发区慧谷学校
一、人工智能辅助下初中数学《平面图形》教学现状分析
一是“蜻蜓点水式”运用较多，许多教师将人工智能视为一种花哨的点缀，用多媒体课件播放一些平面图形图片、动画等。没有真正发挥人工智能以数据驱动、强大的学习能力等优势，沿用传统模式复古+技术，没有实现真正教学模式创新。二是“把脉不精准”现象普遍。在传统《平面图形》教学中，教师往往通过课堂提问、作业当堂批改等方式凭感觉对学生的学习情况进行“把脉”，容易受到主观偏见的影响，不能准确掌握学生对图形的识记、性质的解析、逻辑的推理等方面的薄弱环节，分层教学流于表面，学优生的潜能得不到拓展，学困生的节奏跟不上教学进程，分层出现“硬化”。三是“教与学闭环”不完整。课前预习无指导，学生预习效果难以监测；课中互动多为集体活动，难以实现个性化反馈；课后作业同质化现象严重，缺乏有针对的巩固、拓展活动，“预习－学习－巩固－反馈”环环相扣的链条不完整，难以学以致用，促进学生知识消化、能力提升。另外，部分教师数字技术运用能力不足，难以得心应手运用智能教学工具设计教学活动，制约了教学模式创新的落地。
二、人工智能辅助下初中数学《平面图形》教学模式创新设计
（一）课前：人工智能精准诊断，奠定教学基础。上课前通过人工智能教学平台搭建多源学情诊断系统，从基于经验判断转向基于数据决策。老师通过人工智能教学平台发布《平面图形》预学任务，设计知识点填空、图形简单识别、预习疑惑记录等预学任务，同时通过人工智能模块生成5分钟速摸底卷试题，试题涵盖图形概念、图形的最基本的性质等，检测学生的预习效果；人工智能平台收集学生的预习数据，通过聚类分析法分析学生的图形概念知识掌握程度、学生的思维活跃程度，根据分析结果自动生成学情报告，指出学生在平面图形的识图、性质等知识上的薄弱点，如发现部分学生对“平行四边形的判定定理”掌握程度不高，部分学生不会区分“三角形的角平分线和中线”。老师根据学情报告情况确定教学目标，基于学情分析结果分层设置课中教学任务和学习资源，为精准教学奠定基础。
（二）课中：人工智能互动探究，突破教学难点。课上，我们关注《平面图形》的难点，运用人工智能创设浸入式、互动式学习情境，突破传统教学瓶颈，提高课堂实效。一是抽象知识可视化。运用人工智能可视化技术，将平面图形中的抽象知识制作成动画，化抽象为形象，突破学生理解难点。三角形全等判定：选择合适的智能交互工具，设计学生自主操作活动，将两个三角形逐步重合，学生动手尝试使两个三角形重合，探索全等的条件。圆的对称性：运用3d动画技术，设计圆的旋转、折叠动画，学生观察动画演示，自主探究圆的对称轴、圆心角等相关知识。化解抽象知识难点。二是分层互动式探究。依据课前学情诊断数据分析结果，利用人工智能平台将学生分为三个层次，智能推送差异化探究任务。基础组：平面图形的相关概念、性质记忆、定性题目。提升组：图形性质的推导、中档题目。拓展组：图形的综合应用、拓展、生活生产中涉及平面图形生活设计等。学生探究完成后，人工智能平台即时判改、反馈错误，对错误率较高的知识点集中讲授，对个别问题，人工智能推送该生错题解析、同类练习题，实现“精准补漏”。
（三）课后：人工智能个性化巩固，完善教学闭环。课后，利用人工智能平台，设计适合学生的知识巩固训练，实施“千人千案”课后答疑，真正做到教学闭环。人工智能平台会根据学生课中学习情况和学情报告，生成课后作业并推送给学生。平台会依据学生的学情，错题情况，有针对性地设计课后知识巩固。基础生以平面图形概念、性质的巩固为主，推送基础练习题和知识点总结；提升组以图形性质的强化应用、推理为主，推送中档题型、变式题；拓展组以培养学生创新思维，综合应用、知识拓展能力为主，推送综合、拓展题。人工智能平台还具有错题收集、分析等功能。平台会自动收集学生错题，生成学生的错题本，并推送题库中同类题目给学生查漏补缺，避免学生再次犯错。学生对于知识还可以随时进行提问，人工智能答疑机器人可以解答基础知识的疑问，复杂的知识推送至教师端，教师进行知识解答，实现课后学生知识消化及时化、个性化，真正实现学生知识巩固。
三、结束语
随着人工智能的不断进步，教育的数字化不断提升，人工智能和初中数学的融合将更加深入。未来，我们将不断探索人工智能下初中数学教学模式，结合不同模块特点，优化教学流程和设计，为初中数学教学改革探索方向，助力学生素养提升。
作者单位：长春高新技术产业开发区慧谷学校