基于人工智能的高中数学个性化教学路径

　　摘    要：　对人工智能背景下的高中数学个性化教学策略进行分析，明确个性化教学策略实施的价值以及人工智能在个性化教学实践中的重要作用，这对于改善目前的教学现状、提高教学整体质量意义显着。在当前的教育实践中，教学理念、教学方法和技术均有了显着的变化，所以必须要在教学目标的指引下科学选用教学方法和模式，来提升教学效果。以高中数学教学为例，对人工智能背景下的个性化教学策略进行了分析，旨在指导实践工作，强化教学实效。

　　关键词 :     人工智能;个性化教学;策略;高中数学;

　　在目前的教育教学实践中，因为教学理念、教学方法以及教学目标发生了显着的变化，所以教学实际工作的具体推进出现了显着的改变，其中表现比较突出的一个方面是基于个性化教学策略的应用得到了较好的推广。以往实施的是统一教学，即将学生放在同一水平上进行教学规划，这种教学忽视了学生个体之间的差异，所以出现了一部分学生无法跟上进度，而另一部分学生又无法开展更深层次学习的情况，导致了教学资源浪费以及教学实效无法显着提升等问题。因此，要改善教学策略和方式。人工智能技术的应用为准确收集学生信息，分析学生情况提供了帮助，为个性化教学策略实施打下了良好基础，分析研究基于人工智能背景的个性化教学策略具有重要意义。

　　一、人工智能背景下个性化教学的重要性

　　个性化教学是旨在通过掌握学生的具体情况，有针对性地制订教学策略，并在学生特点基础上实践教学方法，从而实现教学效果整体提升的一种教学理念[1]。要针对性地制订教学策略和方案，一方面需要收集学生各方面的学习数据，另一方面需要应用大量的教学资源，所以个性化教学的具体实施并不容易。随着信息技术、网络技术等在教育实践中的深入应用，学生的学习数据收集及分析变得越来越便捷，尤其是人工智能技术的应用使得数据分析的准确性和可靠性显着提升，这为个性化教学的实施提供了支持。

　　人工智能背景下实施个性化教学的重要性主要体现在两个方面：一是在人工智能背景下积极推动个性化教学，这对于积累人工智能应用经验、促进其发展等有显着意义。二是人工智能背景下个性化教学的实施，对于全面推动教育进步具有重要作用。一方面，个性化教学改变了统一教学的常态，对于有针对性地使用教育资源具有突出的价值[2]。另一方面，个性化教学策略的实施为教学的多元化开展提供了更加丰富的资料，且对于教学改革的意义显着。总的来讲，教育应聚焦人才的专业化、个性化培养，人工智能在高中数学教学中的具体应用实际上就是在为专业化人才培养做铺垫，这符合国家人才发展战略的实施要求。此外，人工智能的具体应用所制订的针对性、个性化培养方案有助于实现因材施教，不仅能有效提高教学效率，还能促进教学质量的显着提升。

　　二、人工智能与数学发展的关系

　　要在人工智能背景下开展数学个性化教学，就需要明确人工智能与数学发展之间的关系。基于经验总结和实践资料分析可得，人工智能和数学发展之间有显着关系。

　　1. 数学与数学建模之间的关系

　　数学建模是目前设计实践与研究分析中比较重要的内容，在数学模型的具体建设中，简化假设、建立模型、求解模型、讨论与论证使用的都是数学思维，可以说，数学模型的构建是以数学思维和相关知识为基础的[3]。

　　2. 数学建模和人工智能的关系

　　人工智能的作用发挥需要使用决策树，而数学建模对于决策树的构建、算法实现以及集成学习等有重要意义。总的来讲，数学是人工智能发展的重要基础，数学的发展和进步对人工智能的发展有显着的促进作用。

　　三、人工智能发展对数学教学的促进作用

　　人工智能发展对数学教学也有明显的促进作用，这种促进作用主要表现在两个方面。

　　1. 优化数学教学环境

　　人工智能发展能优化数学教学环境，主要表现在两个方面：一方面，人工智能技术的应用可以使教师对数学教学的方向和目标有更加清楚的认识。例如基于人工智能技术，教师可以分析数学测试题目的变化，得出数学能力考查的整体趋势，这对于教学实际工作安排有积极的意义[4]。另一方面，基于人工智能技术对学生的学习情况做总结分析，能够为有针对性地制订教学方案提供参考。简言之，对教学大环境的分析和对学生个体情况的认知，可使数学教学环境的优化效果更加突出。

　　2. 激发学生学习兴趣

　　人工智能技术还有助于激发学生的学习兴趣。教学实践可知，很多学生对数学学习缺乏兴趣，主要是对数学学习的方式与模式缺乏兴趣[5]。教师可基于人工智能技术，分析总结不同方法下学生的课程学习兴趣指数，并基于指数采用学生比较感兴趣的教学方式，从而实现教学方式的多元化。如此，课堂的趣味性会显着提升，学生学习的热情及积极性也会显着提升。

　　四、人工智能背景下个的性化教学策略

　　基于人工智能背景对个性化教学策略进行分析与讨论，对于全面提升数学教学效果有突出意义。人工智能背景下的个性化教学应主要从三个方面推进。

　　1. 立足学生发展开展个性化教学

　　在数学教学实践中，要开展个性化教学，必须要立足于学生发展这个基本目标，如此，个性化教学的针对性效果才会更加突出[6]。就当前的高中数学教学来看，基于学科核心素养培养的教育教学不仅要求重视基础知识培养，更要对学生的探究能力、数学思维等进行培育，所以具体教学工作需要基于学科核心素养培养目标进行规划与安排。

　　笔者在教育实践中发现学生存在两方面问题：一是不能很好地应用数学思维解决问题。二是在处理数学问题的时候，对细节的把控不够。针对这样的情况，个性化教学可以从两方面展开：一方面是明确数学学习实践中常用的思维模式与类型，并基于人工智能分析判断学生比较容易掌握的思维模式，并在教学实践中用学生擅长的思维模式进行教学引导。如此，学生在数学问题解决的过程中就会更加明确地使用数学思维。另一方面是在数学教学中加强专项训练，培养学生的细节分析和掌控能力，使学生更注重细节把控。

　　2. 收集学生数据了解学生的需求

　　在数学教学实践中，个性化教学的开展还需要教师收集学生的数据信息，并通过数据信息了解学生的需求[7]。例如在教学过程中，教师需要记录学生每次的考核成绩，并对学生的错题分布进行总结与分析。基于人工智能技术，教师可以更加准确地了解学生在高中数学学习过程中存在的问题。此外，基于具体的判断分析，教师还会发现学生的问题是多样化的。例如有的学生出现错误是因为对基础知识的掌握不够牢固；有的学生出现错误是因为没有灵活多变的数学思维；而有的学生出现错误主要是因为态度随便。

　　基于上述情况，教师需要在教学中制订有针对性的教学策略：一方面是基础巩固策略，主要是针对基础掌握不扎实的学生。另一方面是数学思维训练策略，主要是让学生增强数学思维能力，并应用在解题实践中。例如在二次函数问题中，通过训练让学生掌握数形结合的思想以及转化思想；在不等式问题中，让学生掌握化归思想；在空间几何问题中，让学生掌握转化(平移、对称、旋转)等思想。这样，学生解决具体问题的能力和效果都会显着提升。

　　3. 转变评价观念强化数学教学

　　在数学个性化教学实践中，为了加强个性化教学的实际效果，教师需要转变评价观念，强化数学教学[8]。在数学教学实践中，一项重要的措施就是帮助学生构建学习自信，使其学习积极性得到显着提升。在过去的教学实践中，有些教师“唯成绩论”，不会关注学生的进步，这不利于学生学习自信的建立。例如某生在一次考试中只取得了34分，二次函数和空间几何的题目没有做出来；但是在第二次考试的时候，其获得了48分，且二次函数和空间几何的题目已经能够做出来了，这就是一种进步。面对这种情况，教师要多鼓励，帮助其树立学习自信，并通过指导使其进一步掌握数学学习的技巧和方法，只有这样，学生的学习进步效果才能更加显着。简言之，科学的评价会促进学生进步，相反则会打击学生的自信，因此转变评价观念，对于强化数学教学有积极意义。

　　五、结语

　　人工智能技术在目前的社会实践中已有比较广泛的应用，对教育教学具有显着的促进作用。基于人工智能技术的高中数学个性化教学策略制订与实施分析，对于教育教学的发展具有指导意义。

　　参考文献

　　[1]张艳松人工智能技术在教学中的应用研究-以高职数学 教学为例[J].信息记录材料,2019(6):135-136.

　　[2]杨会志基于有效教学理念下的高中数学教学策略分析-以教学情境、问题提问研究为例[J] 数学教学通讯,2019(3)-18-19.

　　[3]任昕.基于AI开放平台的人工智能教学初探-以情感倾向分析项目为例[J]J 中国信息技术教育,2019(8)-54-57.

　　[4]汪普先.现代信息技术与高中数学教学的有机结合[J]新智慧2020(6):22.

　　[5]张冬基于多媒体技术背景下教学的应用研究一以正弦型曲线”为例[J]石河子科技2020(2)-43-44.

　　[6]李远平基于云平台的课堂教学研究- 以中学数学为例[J]试题与研究教学论坛2020(2):178.

　　[7]昝小红基于深度学习的高中数学单元设计教学策略研究-以“ 数列单元“为例J]数学教学通讯,2020(30):43-44.

　　[8]张磊基于STEM理念的高中人工智能课程构建的实践与研究-以深圳市高级中学为例J] 中学课程辅导(教师教育),2020(16)-.70-71.