“AI+教師”協同教學模式下初中數學的課堂實踐

袁聰

亳州市黌學英才中學 安徽 亳州 236800

引言

初中數學是一門抽象性和邏輯性極強的學科，涉及的知識點之廣，概念和定理之抽象，知識體系之嚴謹，要求學生必須具備嚴密的邏輯推理能力和聯系能力，運用已學的知識和方法去解決新的問題，多思考多練習，才能在考試中取得優異的成績。然而，傳統的教學模式在很大程度上滿足了基礎教育需求，但本質上仍屬于共性化、普適化和單指向教學，教師主導課堂節奏，而學生處于被動接受知識的狀態，實時反饋與互動不夠，導致教師難以根據每個學生的學習進度和掌握程度進行個性化教學。此外，教師需花費大量時間和精力在備課、批改作業等環節，教學效率低下。

隨著AI（Artificial Intelligence，AI）技術在個性化推薦、數據挖掘、聚類分析等相關領域獲得巨大發展，上述傳統教學模式中存在的問題均可通過“AI+教師”協同教學的模式得以解決[1]。“AI+教師”協同教學是指將AI與教育教學相結合，實現人工智能與教師在教學過程中的協同合作，共同完成教學任務的一種新型教學模式[2]。該模式既融合了AI系統的智能化、個性化、互動性的特點，又能充分發揮教師的主觀能動性，創新教學教育方法，符合國務院于2017年印發的《新一代人工智能發展規劃》中“應重視人工智能與基礎學科教育交叉融合”的觀點。

因此，如何使用“AI+教師”協同教學模式來創新初中數學課堂，在扎實學生的應試能力和助力教師的職業發展的同時，推進優質教育資源的共享，促進教育公平，正是本研究的關鍵所在。

1 “AI+教師”協同教學的優勢

在大數據時代，AI走進課堂賦能教師授課，對實施個性化、精準化、素質化的教育，助力教師職業發展，拓展教育資源，打破優質教育資源壟斷壁壘意義重大。

1.1 創新教育方式和推動教育改革

“AI+教師”協同教學模式改變了傳統的教育方式，AI賦能教師的教育教學，既可精準識別每位學生的薄弱環節，實現個性化教學，又能與學生智能化互動，針對性地推薦學習資源，提升課堂效果和學生的滿意度。而在信息化和現代化助力下的教學模式，在推動教育改革的同時，將學生培養成為更具創新精神和實踐能力的棟梁之材。

1.2 培養教師素養和助力其職業發展

AI的引入，教師要不斷提高自身的科技素養，適應新時代下教育教學的新變化，積極探索新戰法，取得教育教學新成果，在這個過程中，實現自身價值、素養、能力的提升。此外，諸如智能批改助手等AI輔助教學軟件，可幫助教師從煩瑣的工作中釋放出來，從而有更多時間和精力關注自我的成長和發展，對提升教師的職業滿意度、激發工作積極性、保障教師隊伍的穩定和發展意義重大。

1.3 拓展教育資源和促進教育公平

協同教學模式依托智慧教學軟件，突破了地域、時間和資源的限制，將國內外優質的教學資源共享給全國各地的學生，為他們提供更多元、豐富的學習路徑，打破教育資源不均衡的現實狀態。特別是在貧困地區，學生可以接收到與教育發達地區一致的教育資源，這有助于拓寬學生的視野，提振信心，培養其綜合素質，也將助力實現教育公平，提高整個社會的公平正義。

2 “AI+教師”協同教學模式下初中數學課堂的構建

一個高效且完整的課堂包含3個階段：課前階段，課中階段，課后階段[3]。“AI+教師”協同教學模式將AI教學平臺、教師、學生三方緊密聯系在一起，協同合作，共同構建高效的教學課堂。

2.1 課前階段：預習與備課

在“AI+教師”協同教學模式下，教師于課前登錄AI教學平臺，在備課功能模塊，將本節課的重要知識點提前錄制成微課或找尋優質視頻課上傳，并向學生推送適量的針對性習題檢測預習效果。

學生預習后，平臺可快速批閱習題并實時匯總成績數據推送至老師端。據此，教師能以學定教，提前優化課堂教學組織，確保上課PPT、練習題等內容有的放矢且針對性強，實現課堂教學質量的提升。

2.2 課中階段：互動與探究

在課堂中，協同教學模式講究老師、學生、AI三者的互動與探究。在組織智慧化課堂時，教師利用AI教學平臺創設情境，激發學生學習興趣，引導他們盡快地融入課堂。隨后，要以協同探究為重點，突出遞進式教學。教師使用“智能白板”、“小組探究”、“課堂互動”、“答題器”等子模塊進行綜合授課，解決學生在數學學習中的遇到的普遍問題，解答他們的疑惑，并在課堂中實時評估學生的學習狀況，選擇合適的例題講解，提高課堂教學效益。為進一步優化師生互動，打破學生間的交流障礙，教師還可運用“在線搶答”、“隨機選人”等以開展創新性問題探究的模式，以豐富課堂互動的形式，突出重點與難點，提高學生的全員參與度與主體地位。

在此開放包容的課堂環境下，每名學生均可發表觀點、交流心得、總結看法，共同梳理重、難知識點和錯題原因，培養其自主學習能力，推動課堂教學模式的深度變革。

2.3 課后階段：鞏固與拓展

在課后階段，教師可通AI教學平臺對每個學生的課堂行為進行深度數據分析，教學平臺內置的K-means聚類算法將學習狀態、知識點扎實程度類似的學生劃分若干個小組，教師為每組學生量身布置并推送課后輔導練習，鞏長處、強短板。平臺內嵌的“錯題本”功能，可根據學生的做題正確與否，自動推薦相似習題特征的題目，拓展習題庫。這樣一來，既方便學生的自我評估，深入剖析錯誤題目，及時補足知識盲點，又可將每一個知識點與數學題相結合，提高學習效率。老師則需要在平臺中實時關注學生作業的完成情況，及時做好知識答疑與指導。

表1 “AI+教師”協同教學模式下初中數學課堂環節分析

由此可見，在“AI+教師”協同教學模式下，初中數學課堂的構建將更加智慧化，實現個性化教育與精準教學的完美融合。通過人工智能技術的支持，教師能夠更加聚焦于核心教學任務，以及為學生提供高質量的教育資源和服務[4]。學生也能迅速找到自己的薄弱環節，在AI的輔助下加強訓練，鞏固提高。

3 AI教學平臺教學應用分析——以二次函數為例

二次函數是普通初中九年級數學教材的重點內容，此章節的知識不僅在科學領域中發揮著重要作用，還在日常生活中有著廣泛的應用。教師可借鑒“AI+教師”協同教學模式去創新二次函數的教學方法，扎實學生在二次函數章節上的應試能力，又發揮AI賦能教育的優勢。

3.1 課前自主學習

課前，教師將二次函數的重要知識點，如二次函數的定義、三種表達式、平移規律等，提前錄制微課，上傳至備課模塊。學生每預習完一個知識點的微課后，開始做相應的習題，系統將學生各知識點的正確率匯總后實時推送至教師端。統計報表詳見表2。

表2 學生預習情況統計

表2直觀反映了學生在二次函數定義上預習效果較好，但在函數平移規律上預習比較吃力，完成率和班級平均正確率均不高。由于教師在安排預習順序時是基于知識點的難易程度，知識點越難完成率越低，也側面反映了學生的畏難情緒比較重以及預習時間預留不充足的現實情況。那么，在數據驅動下，老師就可根據預習“前測”合理安排授課內容，使得各知識點的教學各有側重。

3.2 課中互動探究

課堂中，教師使用AI教學平臺輔助二次函數基礎知識的教學。課前，教師已根據學生自主學習階段的數據，分析各學生的掌握情況，針對函數平移規律的教學環節，可對教材上經典例題進行改造，輔以中考真題進行全方位講解，并加大與在該環節預習效果差學生的互動頻次，既能確保課堂的活躍氛圍，也能確保不漏一人。在歸納總結環節，教師使用“智能白板”梳理課堂筆記，并使用“隨機選人”功能抽取學生分享心得體會，鍛煉學生們的總結能力，并給每位學生打分。

在總結歸納環節，教師利用AI技術進行課堂測驗，以便實時掌握學生的學習進度。在測驗過程中，AI可以根據學生的答案給出個性化反饋，指導學生及時發現和改正錯誤。同時，教師可以根據AI生成的統計報表，了解學生的整體掌握情況，對教學內容進行動態調整。可見，在“AI+教師”協同教學模式下，師生互動程度、教學針對性和學生滿意度均有大幅提升，實現了學生更好學、老師更好教的師生雙贏局面。

3.3 課后鞏固提高

在后續的課堂測驗環節，教師還需幫學生鞏固提升。教師要分知識點為學生設計基礎性、鞏固性、挑戰性題目作為二次函數的習題集。AI教學平臺根據每位學生的預習成果、課堂表現、互動情況和成績水平將學生劃分為若干個群組，并向不同群組的學生提供針對性的練習題。例如，二次函數平移規律掌握不牢的學生組可多推送些平移相關的習題，3個知識點掌握程度均扎實的組多推送些鞏固性和挑戰性的習題，確保每位學生都能獲得學習效果的提升。此外，AI還可以在課堂中進行智能推薦，為學生推送適合其學習程度的學習資源。通過這種方式，既能保證學生充分掌握基礎知識，又能激發學生探索更高難度的興趣。當然，教師也要及時登錄平臺，關注學生答題過程的規范性，做好學生們的答疑解惑工作，并為后續課程的教學做準備。

4 結束語

本文針對傳統初中數學教學模式中存在的問題，提出了“AI+教師”協同教學的創新模式。通過AI賦能初中數學教學的3個階段：課前預習與備課、課中互動與探究、課后鞏固與拓展，實現AI、教師、學生在全過程中的協同合作，達到既定的教學目標，對打破優質教育資源壟斷、教學改革意義重大。在未來的教育教學實踐中，可進一步探討和優化該模式，以期推動我國教育事業的發展。