摘要：隨著信息技術的發(fā)展，人工智能技術在各個領域都得到了廣泛運用，其中也包括教育領域。將人工智能技術運用于高中數(shù)學教學，可以幫助教師提高課堂教學質(zhì)量，改善課堂氛圍，提升學生的學習興趣及思維能力。基于此，本文分析了人工智能技術的相關內(nèi)容，以及其在高中數(shù)學教學中的應用現(xiàn)狀與不足，并給出了具體的應用策略，以期為相關教師提供參考和借鑒。

關鍵詞：高中數(shù)學；人工智能

一、引言

將人工智能技術應用于高中數(shù)學教學，有助于激發(fā)學生的學習興趣，提升學習學習的積極性和主動性，培養(yǎng)學生邏輯思維能力、空間想象能力和運算能力。因此，在高中數(shù)學教學中，教師要合理運用人工智能技術，充分發(fā)揮人工智能技術優(yōu)勢，激發(fā)學生學習興趣，提升學生數(shù)學素養(yǎng)。

二、人工智能技術分析

（一）基本概念

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）是新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量。它能夠通過感知環(huán)境、理解語言、學習、推理和自我修正等方式，模擬人類的智能行為和思維過程。AI技術包括機器學習、深度學習、自然語言處理等多個分支，這些分支技術的發(fā)展及應用為各個領域帶來了革命性的變化。

在高中數(shù)學教學中，教師利用人工智能技術輔助教學，能夠幫助學生掌握數(shù)學概念。例如，教師可以利用AI智能輔導系統(tǒng)幫助學生制定個性化的學習計劃，可以根據(jù)學生學習進度和理解能力動態(tài)調(diào)整教學內(nèi)容；教師還可以利用AI自動批改作業(yè)和線上試卷，將其從傳統(tǒng)教學模式下手工批改作業(yè)和閱卷的負擔中解放出來，同時，可提供即時的反饋和分析，幫助學生及時發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤（如圖1所示）。

（二）基本功能

1.個性化學習

個性化學習是AI技術在教育領域中的亮點應用，其可通過分析學生的學習歷史、能力水平和學習風格，為學生提供定制化的學習內(nèi)容。

例如，教師可利用AI系統(tǒng)深入分析學生的答題記錄，精準識別學生的薄弱環(huán)節(jié)，并據(jù)此為學生推薦相應的練習題或教學視頻，幫助學生有針對性地改進和提高。這種個性化的學習路徑，使得每個學生都能在最適合自己的節(jié)奏下學習，有助于提升學生的學習興趣和主動性，從而提高學習效率。

2.智能輔導

在高中數(shù)學教學中，AI技術扮演著虛擬助教的角色，可為學生提供即時的學習輔導。利用自然語言處理技術，AI可以準確理解學生提出的問題，并給出詳細的答案和解題步驟，極大地減輕了教師的負擔，也確保學生在進行自主學習時，如遇到難題可得到及時且準確的指導。通過與AI互動，學生可以在教師不在場的情況下，仍能獲得高質(zhì)量的學習支持。

3.自動評估

AI技術可以實現(xiàn)對學生作業(yè)和考試的自動評估。采用預設的評分標準和算法，AI可以自動批改學生的答案，并及時給出評分和反饋，這種自動評估機制提高了評估效率，也為教師節(jié)省了大量時間，使他們能將更多精力投入到關注學生的個性化需求和教學設計上。自動評估還能減少人為評分中可能出現(xiàn)的誤差，提高評分的客觀性和公正性。

總之，人工智能技術在高中數(shù)學教學中的應用，不僅提升了教學效率和質(zhì)量，還為學生提供了更加個性化和更具互動性的學習環(huán)境。隨著技術的不斷發(fā)展和完善，未來AI在教育領域的應用將更加廣泛。

三、人工智能技術在高中數(shù)學教學中的作用

（一）人工智能技術能夠提供個性化的學習體驗

傳統(tǒng)數(shù)學教學往往是一對多的模式，教師難以針對每個學生的具體需求進行個性化的教學。而AI技術可以通過分析學生的學習習慣、理解能力、答題情況，為每個學生量身定制學習計劃和練習作業(yè)，幫助學生更有效地掌握知識點。

例如，智能輔導系統(tǒng)可根據(jù)學生的答題正確率和速度，動態(tài)調(diào)整題目的難度和類型，確保學生在“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)學習，既不過于簡單也不過于困難。

（二）輔助教師進行教學內(nèi)容的準備和評估

教師利用AI工具，可快速制作高質(zhì)量的教學資源，如數(shù)學題目、教學視頻和教學課件等。此外，AI技術還能幫助教師批改作業(yè)和試卷，不僅節(jié)省了大量的時間，還能根據(jù)學生的答題情況提供詳細的分析報告，幫助教師了解學生的學習進度和常見錯誤，從而更有針對性地進行教學調(diào)整。

（三）激發(fā)學生的學習興趣

通過虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術，教師可將抽象的數(shù)學概念轉(zhuǎn)化為生動形象的3D模型或動畫，讓學生在視覺和觸覺上都能有更直觀的體驗。例如，學生可以通過AR技術在現(xiàn)實環(huán)境中觀察、繪制、組合幾何圖形，這種互動式的學習方式能夠極大提高學生的興趣和參與度。

四、人工智能技術在高中數(shù)學教學中的應用策略

時代的發(fā)展對教育提出了更高的要求，教育改革因之持續(xù)深化。傳統(tǒng)的數(shù)學教學模式無法滿足現(xiàn)代教育發(fā)展的需求，人工智能技術在高中數(shù)學教學中的應用，能使數(shù)學教學過程變得更加簡單、快捷，能有效激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣和積極性，讓學生在輕松愉悅的氛圍中學習數(shù)學知識，提升學習效率。

（一） 通過“識別技術”實現(xiàn)教學監(jiān)督

在教學過程中，教師可以利用“識別技術”實現(xiàn)對學生學習過程的監(jiān)督管理。比如，教師在上課時，可以通過人工智能技術讓學生進行人臉識別，然后將人臉圖像保存到服務器中，這樣，教師就可以通過學生的人臉圖像了解學生在課堂上的學習情況，及時發(fā)現(xiàn)學生學習中的問題，從而幫助、引導學生及時解決問題。

同時，教師還可通過該技術了解學生在課堂上是否認真聽講，從而及時對上課走神的學生、做與課程學習無關事情的學生采取相應措施，將其拉回到學習中來。通過“識別技術”實現(xiàn)教學監(jiān)督，有助于提高課堂教學質(zhì)量。

（二）利用虛擬現(xiàn)實技術提高教學效率

在高中數(shù)學教學中運用虛擬現(xiàn)實技術，可以將抽象的知識具體化，有助于學生更好地理解和掌握教學內(nèi)容。傳統(tǒng)的數(shù)學教學中，教師總是在黑板上寫出抽象的公式、定理，再以口授的方式完成對公式及定理的講解。學生不易理解，也容易走神。虛擬現(xiàn)實技術（VR）可以將抽象的數(shù)學知識具體化，教師可以引入虛擬現(xiàn)實技術設備進行數(shù)學教學，幫助學生完整演繹數(shù)學公式、定理的推理過程，有助于學生更好地理解數(shù)學知識。

VR是一種以人工智能為核心的科技，利用計算機對虛擬環(huán)境進行模擬，讓用戶如臨其境。由于高中數(shù)學相對抽象，學生對數(shù)學知識的理解難度較大，采用 VR技術可以讓學生沉浸在虛擬的具象化教學環(huán)境中，降低其學習難度，例如，在進行“空間幾何體的三視圖和直觀圖”教學時，教師可以利用投影儀等設備，借助虛擬現(xiàn)實技術，通過角度、高度的改變，將學生帶入一個立體的空間環(huán)境中，加強其對空間的感知，使抽象的數(shù)學知識形象化，從而提高教學效率，優(yōu)化數(shù)學課堂。

（三）通過自適應學習系統(tǒng)滿足一對一輔導要求

在高中數(shù)學教學中，學生的個性化需求不斷增長，其要求教師針對學生的個性化需求進行個性化的教學。傳統(tǒng)的教學模式下，教師在集中的課堂環(huán)境里統(tǒng)一講解知識，難以滿足學生的個性化需求。利用人工智能技術設計自適應學習系統(tǒng)，教師可以為每一位學生定制個性化的學習計劃。自適應學習系統(tǒng)可以通過對學生的數(shù)學知識掌握情況進行分析，然后生成與學生特點相匹配的教學方案。

自適應學習系統(tǒng)能夠根據(jù)每一位學生的知識掌握情況進行個性化推送，同時還能根據(jù)學生的反饋信息對推送內(nèi)容進行動態(tài)調(diào)整和優(yōu)化。由于自適應學習系統(tǒng)可以根據(jù)每一位學生的特點和知識掌握情況進行個性化推送，因此，其能夠滿足教育信息化背景下、高中生個性化需求不斷增長的情況下，個性化的教學要求，從而提高數(shù)學教學效率和教學質(zhì)量。

（四）通過“智能助教”功能輔助教師進行課堂輔導及作業(yè)批改

作為人工智能應用于教育領域的一大特色，“智能助教”除了能夠完成人臉識別之外，還能夠通過模擬教師的聲音、發(fā)布測試及結(jié)果反饋、錄像等功能，分擔一部分數(shù)學教師的職能。

教師可以利用“智能助教”的大數(shù)據(jù)技術，收集并分析學生的學習情況。另外，教師也可以利用“智能助教”對學生的作業(yè)進行評價，如果有一些學生出現(xiàn)了基礎概念錯誤等問題，智能助理就會提醒教師。例如，在“三角函數(shù)”課程的教學中，教師可以借助 AI來輔助學生開展課程復習。教師可以布置這樣的復習任務：要求學生能找出三角函數(shù)的軌跡，并能判斷出它的基本形式。在回答完畢之后，教師可使用“智能助教”來分析學生的答案，并追蹤其回答過程。

在此基礎上，根據(jù)學生的實際情況，教師可以進一步優(yōu)化教學方案。教師在完成課堂教學任務后，也可以通過“智能助教”完成課后作業(yè)的批改工作。例如，在講解完“圓”之后，教師可以將學生做過的習題上傳到“智能助教”上。

“智能助教”會自動對學生完成的習題進行分析并給出正確的答案。教師可以將解答后的題目保存下來，通過“智能助教”上傳到“智慧教室”中供其他同學參考。通過這樣的教學方式，學生可以在不同時間和地點查看自己做過的習題并進行對比分析，從而鞏固課程知識并培養(yǎng)思維能力。

（五）結(jié)合微信平臺建立教師、家長和學生之間的密切聯(lián)系

傳統(tǒng)教學模式下，學生在課堂以外的時間，遇到問題時很難及時向教師求教，從而導致問題越積越多，長此以往，學生很容易對學習產(chǎn)生抵觸情緒。而在信息化時代，教師可以建立家長微信群，既便于開展家校溝通，也便于學生與教師進行溝通。當學生在學習過程中遇到問題時，就可以通過微信向教師請教。教師可以收集、歸類學生的問題，針對普遍問題，可以每節(jié)課開始前對這些問題進行講解，針對個別性問題，則可以直接通過微信進行講解。同時，教師還可以在微信群里發(fā)布一些數(shù)學學習方法等相關知識，這樣既能提高學生的學習興趣，又能讓學生更好地掌握數(shù)學知識。

五、結(jié)束語

綜上所述，將人工智能技術運用于高中數(shù)學教學，可提高高中數(shù)學教學的質(zhì)量和效率，促進高中數(shù)學教學水平的提升，提高高中學生數(shù)學學習質(zhì)效，培養(yǎng)高中學生的數(shù)學素養(yǎng)和邏輯思維能力。相信在未來的發(fā)展過程中，隨著人工智能技術水平的不斷提升，將會有更多創(chuàng)新的教學方法和教學手段出現(xiàn)，推動高中數(shù)學教學的進一步發(fā)展。

作者單位：張欽芬 青島西海岸新區(qū)第三高級中學

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