生成式AI賦能數學課堂教學內容選配的探索與研究

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A文章編號：1008-0333（2025）21-0036-03

生成式AI作為人工智能領域的重要突破，以其強大的生成能力為高中教育帶來了新的機遇.高中數學教學對于學生邏輯思維、抽象思維和問題解決能力的培養至關重要，而例習題作為教學內容的重要組成部分，其選配的合理性直接影響教學效果.人教A版高中數學教材是廣泛使用的教學資源，但在實際教學中，教師常需根據教學目標、學生個體差異等因素對例習題進行補充與優化.生成式AI的出現，為高中數學例習題的選配提供了智能化、個性化的解決方案.深入探索生成式AI在高中數學例習題選配中的應用，對于提高數學課堂教學質量、滿足學生多樣化的學習需求具有重要的現實意義.

1生成式AI賦能高中數學例習題選配的優勢

1. 1 緊密貼合教學進度

生成式AI對教師教學的幫助是巨大的，它能夠依據教學大綱和人教A版教材的章節順序與內容編排，緊密結合教師設定的教學進度生成例習題.以講解數列的通項公式與求和公式為例，在新授課階段，生成式AI可快速提供直接應用公式的基礎性題目，幫助學生熟悉并掌握公式的基本用法，節省教師的時間和精力.隨著教學的推進，到了綜合練習階段，生成式AI能生成融合數列與函數、不等式等知識點的綜合性題目，引導學生建立知識之間的聯系，使例習題的難度和知識覆蓋范圍與教學進程保持同步，有效輔助教師達成每個階段的教學目標，幫助學生逐步深化對知識的理解和運用

1. 2 豐富題目類型

傳統高中數學例習題題型較為固定，易使學生產生路徑依賴，限制了學生思維的拓展.生成式AI具備強大的創新能力，可突破常規，創造出豐富多樣的題目類型，為學生提供更廣闊的解題空間和思路.除了常見的選擇題、填空題、解答題外，生成式AI還能生成探索性問題，以此培養學生的發散思維.此外，生成式AI還能生成數學建模題，引導學生將實際生活中的問題抽象為數學模型并求解[1]，從而全面提升學生的數學思維和解決實際問題的能力.

1. 3 實時更新題目內容

數學來源于生活，數學學科與現實世界緊密相連、密不可分，新知識、新應用不斷涌現.生成式AI能夠實時關注數學領域的最新動態、學術研究成果以及生活中的實際案例，并將其融入例習題中.例如，隨著人工智能技術的發展，與算法復雜度分析相關的數學知識變得愈發重要.教師可以引導生成式AI及時生成涉及算法時間復雜度計算、空間復雜度分析等內容的例習題，讓學生接觸最前沿的數學應用場景，拓寬學生的數學視野，使其所學知識與時俱進，更好地適應未來社會對數學素養的要求，最終落實到以學致用.

1.4 提供詳細解析與思路引導

生成式AI不僅能生成高質量的例習題，還能為每一道題目提供詳細的解析和清晰的思路引導，進一步拓展和細化傳統例習題的解題思路.當學生完成一道關于圓錐曲線的難題后，生成式AI提供的解析不僅會呈現具體的解題步驟，還會闡述解題思路的形成過程，例如從何處提取題干的關鍵信息并人手、為何選擇這種方法求解、在解題過程中運用了哪些數學公式等.對于較難的題目，生成式AI還會提供多種解題思路，引導學生從不同角度理解和解決問題，幫助學生掌握多種解題技巧，培養其邏輯思維能力，提高其自主學習和分析問題的能力.這樣，即使在沒有教師現場指導的情況下，學生也能借助解析深入理解題目，進而提升學習效果

2 生成式AI賦能高中數學例習題選配面臨的挑戰

2.1 教師技術應用能力不足

眾所周知，生成式AI是一種新興技術，只有掌握特定知識與技能的教師才能熟練操作與應用該技術.然而，目前部分高中數學教師的技術應用能力欠佳，這阻礙了生成式AI賦能例習題選配.多數教師雖知曉生成式AI，但對其原理、功能了解有限，面對復雜的參數設置與指令輸入，常感無從下手.一個很常見的情形是，在使用基于生成式AI的題自生成工具時，這些教師不知如何精準設定知識點、難度系數等參數[2]，導致生成的題目與教學需求不符.另外，部分教師故步自封、閉門造車，對新技術接受較慢，習慣傳統的例習題選配方式，對生成式AI持懷疑或抵觸態度，不愿花費時間學習和應用，這阻礙了技術在教學中的推廣.此外，將生成式AI生成的例習題融人教學過程，需要教師具備一定的教學設計創新能力.然而，部分教師卻無法做到這一點，甚至缺乏創新的意識，難以根據生成的題目設計出有針對性的教學活動，無法充分發揮生成式AI的優勢

2.2 學生過度依賴

生成式AI能快速提供豐富的例習題及詳細解答，在發揮巨大作用的同時也易使學生產生過度依賴，損害其自主學習與思考能力.與基礎教育階段的數學不同，高中數學更注重培養學生邏輯思維與問題解決能力，要求學生獨立思考、自主探索以掌握知識.若學生過度依賴生成式AI，遇問題便向其求助，顯而易見，這會減少其自主思考時間，養成思維惰性.長此以往，學生獨立分析與解決問題的能力如何提升？數學思維如何發展？舉個最簡單的例子，在面對數列綜合題時，若學生直接借助AI獲取解題思路與答案，便無法深刻理解數列通項公式與求和公式的運用，難以掌握此類題目的解題技巧

2.3 題目質量不過關

生成式AI基于算法與數據生成例習題，雖能滿足一定需求，但題目質量參差不齊.具體表現在：其一，部分生成題目存在邏輯漏洞，條件與結論不匹配或推理過程不合理，例如在函數與導數相關的題目中，生成式AI可能因技術水平不完善而出現函數定義域界定錯誤、導數計算不符合求導規則等問題，這會使學生感到迷茫和困惑，誤導學生的學習方式和方法；其二，部分題目表述不清晰、用詞不準確，數學語言不規范，學生難以理解題意，例如在立體幾何題目中對圖形的描述模糊，使學生無法準確構建空間圖形，影響解題

另一個需要注意的問題是，生成式AI畢竟不是真正的人類，可能對高中數學人教A版教材的知識點把握不準，導致生成的題目與教材內容、教學大綱的要求脫節，不符合教師的實際需求；或者未充分考慮知識點的系統性與連貫性，生成的題目無法有效幫助學生鞏固與拓展知識

3生成式AI賦能高中數學例習題選配策略

3.1 提高教師技術應用能力

作為教學活動的組織者與引導者，教師的技術應用能力直接影響生成式AI在例習題選配中的效果.在高中數學教學中，人教A版教材知識點豐富且具有一定深度，這要求教師對教材的把握必須精準，否則難以借助生成式AI選配出合適的例習題學校和教育部門應面向教師組織系統的培訓，內容涵蓋生成式AI的基本原理、操作方法以及在數學教學中的應用技巧.例如，針對教材中“函數”這一重要章節，培訓的目標是讓教師學會利用生成式AI快速生成不同難度層次、涵蓋各種函數類型（如指數函數、對數函數、冪函數等）的例習題，以滿足課堂教學、課后作業及復習鞏固等不同教學環節的需求.

3.2 提高學生自主學習能力

針對上文所述的學生對AI過度依賴的弊端，教師要引導學生正確認識生成式AI在學習中的作用，強調其工具屬性，讓學生將AI作為輔助學習工具而非替代自主思考的手段.例如，在進行“立體幾何”章節學習時，當學生利用生成式AI獲取立體幾何例習題的解答時，教師應要求學生不僅要理解答案，還要分析解題思路，總結解題方法，做到在離開AI幫助的情況下也能圓滿解決問題.為了進一步培養學生的自主學習能力，教師可布置探究性作業，讓學生利用生成式AI生成不同類型的立體幾何題目，然后自主探究解題方法，同時鼓勵學生獨立并深度思考，提出自己的見解和疑問，并在課堂上進行討論和交流

教師要設計多樣化的教學活動，激發學生自主學習的興趣和動力，從根本上解決學生依賴AI的問題.例如，教師可以組織數學建模活動，以教材中的實際問題為背景，讓學生分組合作，在不借助AI的前提下運用所學數學知識建立模型并求解.在這個過程中，學生需要主動思考、分析問題，有效避免了對生成式AI的過度依賴.教師還可設置分層作業：對于學習能力較強的學生，布置具有挑戰性的題目，鼓勵他們自主探索創新解法；對于學習基礎較薄弱的學生，提供針對性的鞏固練習，幫助他們逐步提升自主學習能力.

3.3 加強題目審核

加強題目審核是確保生成式AI有效賦能高中數學例習題選配的關鍵環節.為此，學?；蚪逃龣C構可建立專業的審核團隊，成員應包括數學教育專家、一線骨干教師以及熟悉生成式AI技術的專業人員.審核團隊要依據人教A版教材的課程標準、教學目標和學生的認知水平，對生成式AI生成的例習題進行嚴格審核.對于知識點錯誤的題目，要及時糾正；對于難度不合理的題目，進行調整或舍棄；對于與教材內容不匹配的題目，要求重新生成

在審核過程中，可制定詳細的審核標準和流程審核標準應包括題目內容的準確性、知識點覆蓋的全面性、難度的適宜性、題型的多樣性等方面.審核流程可分為初步審核、專家審核和最終審定三個階段.初步審核由一線教師進行，主要檢查題目是否存在明顯錯誤和與教學內容的相關性；專家審核由數學教育專家進行，從專業角度對題目質量進行評估；最終審定由審核團隊集體討論決定，確保審核結果的權威性和公正性

4結束語

生成式AI技術為高中數學課堂教學內容的選配，尤其是例習題的選配帶來了創新的解決方案.通過提高教師技術應用能力、提升學生自主學習能力以及加強題目審核等舉措，生成式AI可以有效彌補傳統選配方式的不足，提升教學質量和學生的學習效果.未來，廣大教育工作者和 AI技術人員需進一步加強對生成式AI技術的研究和應用探索，建立完善的教育應用規范和質量評估體系，促進生成式AI與高中數學教學的深度融合，為培養具有創新思維和數學素養的學生提供有力支持，從而推動數學教育的創新發展.

參考文獻：

[1］曹一鳴，吳景峰.生成式AI賦能數學課堂教學內容選配的探索與研究：［J].數學教育學報，2024，33（05）：60 -66.

[2］邱峰，吳躍東.生成式人工智能驅動教育創新的核心要素分析[J].教育發展研究，2024，44（Z1） ：9 -16.

[責任編輯：李慧嬌]