人工智能技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)方式優(yōu)化中的應(yīng)用

高貴杰 李雪金

（唐山市第十二中學(xué)，河北唐山 063000）

近幾年，隨著不斷進(jìn)步的信息技術(shù)，將信息技術(shù)應(yīng)用到教育工作不僅使教育工作改革需要面臨一定的挑戰(zhàn)，也為教育工作改革的實(shí)施提供良好的機(jī)遇。當(dāng)前我國(guó)教育行業(yè)發(fā)展的主要方向，就是在教育教學(xué)過程中積極地利用人工智能技術(shù)，促使通過有機(jī)地融合教育與大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)教育信息化的發(fā)展。在我國(guó)所頒布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中也充分表明，如果有機(jī)地結(jié)合教育與人工智能技術(shù)，促使教師在構(gòu)建教育環(huán)境時(shí)，會(huì)以學(xué)生為教育的核心，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性。因?yàn)橹挥性诮虒W(xué)過程中教師開始重視學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，才能夠確保學(xué)生徹底的融入到教學(xué)活動(dòng)中，所以教師需要積極應(yīng)用人工智能技術(shù)，改進(jìn)與優(yōu)化數(shù)學(xué)的教學(xué)方式，為學(xué)生提供更加輕松自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生可以對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行更好地理解與掌握，進(jìn)而強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果。

1 初中數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀

在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中初中階段的教育教學(xué)屬于極其重要的階段，但是大部分教師長(zhǎng)期受應(yīng)試教育理念影響，只關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。數(shù)學(xué)學(xué)科本身就屬于一種復(fù)雜抽象的學(xué)科，如果教師采取傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行數(shù)學(xué)知識(shí)的教學(xué)，不僅會(huì)使教學(xué)活動(dòng)越來越枯燥乏味，也會(huì)增加學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，進(jìn)而對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)造成極其嚴(yán)重的影響。傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)都是以教師講解為主，利用灌輸?shù)姆绞较驅(qū)W生傳授數(shù)學(xué)知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生很少有機(jī)會(huì)對(duì)教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行參與，會(huì)嚴(yán)重限制學(xué)生思維的發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)生無法對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)形成良好的興趣，甚至一些學(xué)生逐漸開始厭煩數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，從而對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的開展造成極其嚴(yán)重的影響。因此，當(dāng)前我國(guó)大部分初中學(xué)校在開展數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，首先，需要解決的問題就是如何應(yīng)用人工智能技術(shù)才能夠提高教學(xué)質(zhì)量，并幫助學(xué)生對(duì)預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2 人工智能技術(shù)的概述

人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，不管在各行各業(yè)的發(fā)展過程中，還是在計(jì)算機(jī)軟件的開發(fā)，都具有極其重要的作用，特別是在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)方面，通過有機(jī)地結(jié)合人工智能理論與方法，促使我國(guó)開發(fā)出一系列的軟件，例如專家智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)游戲、計(jì)算機(jī)故障診斷等軟件。因?yàn)橹饕谒季S、感知與行為三個(gè)層次能夠充分體現(xiàn)出人類的智能，所以只有通過研究以下三個(gè)層次的問題，才能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)的人工智能。（1）思維：計(jì)算機(jī)的思維為計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)編程、計(jì)算機(jī)診斷、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。（2）感知：人類能夠感覺到氣味與顏色，具有觸覺，發(fā)展計(jì)算機(jī)時(shí)也同樣需要讓計(jì)算機(jī)具有良好的感知能力。（3）行為：主要是指通過對(duì)人的智能行為進(jìn)行模擬、延伸與擴(kuò)展，例如動(dòng)作、語(yǔ)言、智能控制等行為。當(dāng)前人工智能的應(yīng)用十分廣泛，例如智能管理、智能設(shè)計(jì)、智能控制、智能通信等，而且人工智能主要的發(fā)展方向，就是通過對(duì)知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的機(jī)遇進(jìn)行把握，以及結(jié)合知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，通過對(duì)知識(shí)工程的方法與技術(shù)進(jìn)行發(fā)展，進(jìn)而為知識(shí)經(jīng)濟(jì)的全過程提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

3 人工智能技術(shù)的應(yīng)用對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)造成的影響

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)社會(huì)發(fā)展逐漸進(jìn)入人工智能時(shí)代，促使我國(guó)教育領(lǐng)域也發(fā)生一定的變化。初中教師可以在對(duì)班級(jí)之后進(jìn)行確定之后，利用大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、成長(zhǎng)環(huán)境等內(nèi)容進(jìn)行了解，能夠更加利于教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知情況與學(xué)習(xí)能力進(jìn)行備課。在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師通過大數(shù)據(jù)也可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，利用更加多樣化的教學(xué)方式，對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在人工智能時(shí)代背景下，學(xué)生都具有獨(dú)立自主的特點(diǎn)，他們利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過自身體驗(yàn)對(duì)知識(shí)與技能進(jìn)行獲取。人工智能技術(shù)在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中的應(yīng)用，有助于學(xué)生在對(duì)課堂學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行完成的基礎(chǔ)上，利用微課、慕課等新型的教學(xué)形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生突破時(shí)間與空間的限制進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)水平進(jìn)行提升。因?yàn)榻處熗ㄟ^利用大數(shù)據(jù)可以更加快速地對(duì)教學(xué)信息進(jìn)行采集，能夠預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中可能會(huì)存在的問題，或者分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)遇到的問題，及時(shí)地調(diào)整教學(xué)活動(dòng)，不斷強(qiáng)化教學(xué)效果，同時(shí)學(xué)生也可以根據(jù)大數(shù)據(jù)所顯示的信息，對(duì)自己進(jìn)行全面地了解，能夠更加利于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行更新，并對(duì)自我進(jìn)行強(qiáng)化，所以教師需要極其重視初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中人工智能技術(shù)的應(yīng)用。

4 初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中利用人工智能技術(shù)對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化的策略

4.1 因材施教

我國(guó)初中學(xué)校的教育教學(xué)都被應(yīng)試教育理念所影響，導(dǎo)致教學(xué)過程中都是以教師講解為主，完全忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中始終都處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，根本不會(huì)自主地進(jìn)行思考。當(dāng)前隨著新課改的實(shí)施越來越深入，教育部門對(duì)于教師的要求，不僅需要教師在教學(xué)過程中向?qū)W生傳授知識(shí)，也需要極其重視培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促使學(xué)生進(jìn)行更加全面的成長(zhǎng)與發(fā)展。因此，教師在對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行開展時(shí)，可以利用人工智能技術(shù)的評(píng)測(cè)分析作用，充分了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與學(xué)習(xí)需求。在了解與掌握學(xué)生的情況之后，教師需要嚴(yán)格遵循因材施教的原則，積極地利用分層次的教學(xué)方法，并將學(xué)生劃分為若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，具有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)與培養(yǎng)。

在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，教師為確保達(dá)到因材施教的教學(xué)效果，首先需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況準(zhǔn)確的了解。教師利用傳統(tǒng)方式根本無法幫助學(xué)生形成更加系統(tǒng)的認(rèn)知，在這種情況下教師可以通過利用人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)，為學(xué)生構(gòu)建屬于自己的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)。例如教師在向?qū)W生講解《因式分解》的知識(shí)內(nèi)容時(shí)，為確保學(xué)生可以進(jìn)行更加高效的預(yù)習(xí)，教師可以提前對(duì)一些有關(guān)于教學(xué)內(nèi)容的微課視頻進(jìn)行錄制，并設(shè)計(jì)一些預(yù)習(xí)題目，讓學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)開展之前進(jìn)行預(yù)習(xí)。通過人工智能技術(shù)，教師也可以及時(shí)全面地了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，并對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)題目完成的情況進(jìn)行自動(dòng)的批改與統(tǒng)計(jì)，有助于教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)結(jié)果進(jìn)行新知識(shí)的備課，以及對(duì)合理的教學(xué)策略進(jìn)行制定。

教師在對(duì)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)進(jìn)行開展時(shí)，需要給予課堂交流活動(dòng)必要關(guān)注，才能夠及時(shí)的將評(píng)價(jià)信息反饋給學(xué)生。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與學(xué)習(xí)需求，將學(xué)生劃分為若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，再向?qū)W生發(fā)布適合他們認(rèn)知水平的學(xué)習(xí)任務(wù)，能夠更加利于學(xué)生在學(xué)習(xí)小組內(nèi)積極主動(dòng)地收集與歸類梳理相應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容，并與其他組內(nèi)成員分享、討論自己的想法及觀點(diǎn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)小組內(nèi)與其他學(xué)生進(jìn)行討論時(shí)，需要及時(shí)將討論結(jié)果反饋給教師，促使教師可以根據(jù)各學(xué)習(xí)小組的談?wù)撉闆r，選擇合適的教學(xué)方法與教學(xué)手段，著重向?qū)W生講解比較重要的知識(shí)內(nèi)容，不斷強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促使學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力得到大幅提升。

4.2 重視薄弱知識(shí)點(diǎn)

當(dāng)前國(guó)家與教育行政部門越來越重視中小學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)過重的問題，促使我國(guó)教育部門逐漸將“減負(fù)”作為主要發(fā)展方向。雖然國(guó)家與教育部門都越來越重視“減負(fù)”工作的開展，但是“減負(fù)”工作的開展效果并不理想，尤其是在大班教學(xué)體系下，仍然存在大量問題需要解決。例如，緩解教師過大的工作壓力與學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)過重的情況，以及對(duì)教學(xué)質(zhì)量與效率進(jìn)行提升等。因?yàn)殡S著我國(guó)教育部門越來越重視教育與人工智能技術(shù)的結(jié)合，不僅為學(xué)生學(xué)習(xí)減負(fù)提供新的思路，也為提升教學(xué)效率提供良好的幫助，所以教師需要結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況與教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)合理地將人工智能技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)活動(dòng)中。

“減負(fù)”主要是指將一些已經(jīng)超出學(xué)生心理與生理發(fā)展能力以外的學(xué)習(xí)任務(wù)，從學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中減去，以及不讓學(xué)生進(jìn)行大量過于機(jī)械化重復(fù)的練習(xí)等。為確保對(duì)“減負(fù)”的目的進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，教師應(yīng)該幫助與引導(dǎo)學(xué)生對(duì)詳細(xì)的規(guī)劃進(jìn)行制定，不斷增加學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的目的性。因此，教師在對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行開展之前，必須對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)進(jìn)行掌握，并在特定的時(shí)間段內(nèi)利用人工智能技術(shù)，開展一些考試與練習(xí)活動(dòng)，根據(jù)學(xué)生的考核結(jié)果，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握，進(jìn)而使學(xué)生形成自己獨(dú)特的數(shù)學(xué)知識(shí)框架。根據(jù)上述教學(xué)活動(dòng)的開展，能夠更加利于教師結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有針對(duì)性地為學(xué)生布置作業(yè)與考試內(nèi)容，促使學(xué)生可以在有限的時(shí)間內(nèi)，對(duì)自己不會(huì)的試題進(jìn)行解決，從而達(dá)到為學(xué)生減負(fù)的目的。

“減負(fù)”并不只是減去，而是需要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)?shù)募尤胍恍﹥?nèi)容，教師需要減去一些教學(xué)活動(dòng)中不必要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，適當(dāng)?shù)娜谌胍恍┱n外知識(shí)在教學(xué)活動(dòng)中，能夠更加利于教師引導(dǎo)與培養(yǎng)學(xué)生，不斷提升學(xué)生的綜合素質(zhì)水平。教師在對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行完成之后，需要利用人工智能技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并為學(xué)生布置適量的作業(yè)。教師也可以開展一些與教學(xué)內(nèi)容有關(guān)的課外拓展活動(dòng)，學(xué)生在課外活動(dòng)中能夠有效地緩解數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)所帶來的壓力，促使學(xué)生通過參與活動(dòng)，逐漸形成良好的學(xué)習(xí)興趣，并在活動(dòng)中完成教師所布置的作業(yè)任務(wù)。因此，教師在對(duì)初中數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行開展時(shí)，通過重視學(xué)生薄弱的知識(shí)點(diǎn)，可以有效地為學(xué)生“減負(fù)”，進(jìn)而對(duì)減負(fù)增效的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

4.3 在考后進(jìn)行適度的講評(píng)

開展考試的主要目的，就是檢驗(yàn)教師的教學(xué)情況，以及對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行考察，促使教師可以及時(shí)對(duì)所存在的問題進(jìn)行發(fā)現(xiàn)與解決，進(jìn)而考后的講評(píng)課在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中具有極其重要的作用。然而，傳統(tǒng)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)，在考試結(jié)束之后教師所開展的講評(píng)課，一般情況都是向?qū)W生講解試卷內(nèi)容，而且教師都結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)講解重點(diǎn)內(nèi)容時(shí)，教師都是結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)。因此，教師在這種情況下，需要積極地利用人工智能技術(shù)，預(yù)設(shè)考試標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及學(xué)生考試情況的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上確定講評(píng)課上所要講解的重點(diǎn)內(nèi)容與順序。

在初中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，人工智能技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，有助于教師結(jié)合學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)薄弱方面，具有針對(duì)性的布置隨堂練習(xí)與作業(yè)，促使學(xué)生可以進(jìn)行個(gè)性化的練習(xí)。在學(xué)生完成隨堂練習(xí)與作業(yè)之后，教師可以實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的作業(yè)完成情況，以及練習(xí)的結(jié)果，進(jìn)而充分發(fā)揮個(gè)性化練習(xí)的作用。個(gè)性化練習(xí)的結(jié)果可以充分體現(xiàn)學(xué)生發(fā)生高頻錯(cuò)誤的階段，促使教師可以根據(jù)學(xué)生的考試情況，具有針對(duì)性地開展教學(xué)活動(dòng)。其次，在對(duì)考后講評(píng)課進(jìn)行開展時(shí)，教師需要根據(jù)實(shí)際情況，利用15 分鐘的時(shí)間，對(duì)所有學(xué)生共同的錯(cuò)題進(jìn)行講解，然后在結(jié)合不同學(xué)生的考試結(jié)果，為學(xué)生布置一些比較個(gè)性化的練習(xí)題，讓學(xué)生在15 分鐘內(nèi)完成，在最后的時(shí)間內(nèi)，教師需要根據(jù)學(xué)生的練習(xí)情況，講解學(xué)生共同發(fā)生錯(cuò)誤的數(shù)學(xué)題，并具有針對(duì)性地輔導(dǎo)一些學(xué)生，促使學(xué)生在日后的考試中能夠有效避免發(fā)生同樣的錯(cuò)誤。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，初中教育教學(xué)作為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中極其重要的階段，教師必須極其重視此階段的教學(xué)開展，才能夠確保向?qū)W生更好地講解知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，促使學(xué)生進(jìn)行更加全面的發(fā)展與成長(zhǎng)。在信息化發(fā)展的背景下，我國(guó)教育領(lǐng)域也隨著信息化的發(fā)展積極地進(jìn)行發(fā)展，如果教師在開展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)的教學(xué)形式進(jìn)行改變，也促使教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)活動(dòng)越來越豐富，從而提升初中數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量。因此，在開展初中數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，教師需要結(jié)合教學(xué)實(shí)際情況與教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)合理地應(yīng)用人工智能技術(shù)，不斷發(fā)揮人工智能技術(shù)的作用，對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行優(yōu)化，才能夠確保在達(dá)到因材施教教學(xué)目的的同時(shí)，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)初中數(shù)學(xué)教學(xué)的改革。