“大数据+人工智能”技术与高中数学教学融合路径探究
高月
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高月,. “大数据+人工智能”技术与高中数学教学融合路径探究[J]. 人工智能研究,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157420.
摘要: 随着信息技术的迅猛发展,大数据和人工智能已逐渐渗透到各行各业,为传统行业带来了前所未有的变革与机遇。在教育领域,尤其是高中数学教学方面,如何将这些先进技术融入教学实践,提高教学效率,激发学生的学习兴趣,已成为教育工作者关注的焦点。
关键词: “大数据+人工智能”技术;高中数学教学;融合路径
DOI:10.12721/ccn.2024.157420
基金资助:

高中数学作为培养学生逻辑思维和数学素养的重要学科,其教学方法与手段的创新尤为重要。传统的数学教学往往侧重于知识的灌输和题海战术,难以满足学生个性化、差异化的学习需求。而大数据和人工智能技术的出现,为高中数学教学的创新提供了有力支持。

一、“大数据+人工智能”技术的运用对高中数学教学的促进作用

(一)有助于促进数学教师优化教学环境

“大数据+人工智能”技术的运用为高中数学教师提供了一个全新的教学环境。在传统教学模式下,教师往往依赖于教材和教案进行授课,而大数据和人工智能技术的引入,使得教学环境得到了极大的改善。通过收集和分析学生的学习数据,教师可以更加精准地把握学生的学习需求和能力水平,从而有针对性地调整教学策略,实现个性化教学。同时,人工智能技术还可以为教师提供丰富的教学资源和教学工具,帮助他们构建更加生动、有趣的教学场景,提高教学效果。具体而言,大数据技术可以帮助教师实时跟踪学生的学习进度和成绩变化,分析学生的学习习惯和难点,为教师提供有针对性的教学建议。而人工智能则可以协助教师自动生成个性化的学习计划和练习题,根据学生的实际情况进行智能推荐,使每个学生都能在适合自己的学习节奏和难度下进行学习。

(二)有助于促进学生提升数学学习兴趣

“大数据+人工智能”技术的运用不仅优化了教学环境,也极大地促进了学生数学学习兴趣的提升。在传统教学模式下,数学学习往往被视为枯燥乏味的学科,学生缺乏学习动力和兴趣。然而,在大数据和人工智能技术的支持下,数学学习变得更加生动、有趣和个性化。通过大数据分析,教师可以更加精准地了解每个学生的学习兴趣和特长,为他们量身定制个性化的学习计划和教学资源。这使得学生在学习过程中能够感受到更多的关注和认可,从而激发他们的学习兴趣和动力。

二、“大数据+人工智能”技术与高中数学教学 有效融合的路径

(一)借助大数据支持,实施动态化分析

人工智能的发展与大数据之间有着密切的关联。 大数据技术的运用能够为教师开展教学活动提供充足 的数据知识,教师可以结合学生的学习成果,运用动 态分析的方式寻找学生学习过程中的优缺点。并且, 运用“大数据+人工智能”技术能够分辨学生上课时的动作、表情等,通过将识别的学生课堂学习信息与数 据库教学对比,及时发现学生参与课堂学习时产生的 迷惑、疑惑等表情,以预警的方式提示教师,教师则可 有针对性地详细讲解该部分内容,以此消除学生学 习过程中产生的疑问。在发现学生的学习薄弱点后, 教师还可以运用“大数据+人工智能”技术为学生进 行有针对性的智能化练习,以此帮助学生掌握该部分 内容。 例如,在教学“集合” 内容时,教师可以借助“大数据+人工智能”技术对学生 的课堂学习状态实施动态分析,借助教室内的智能识别 系统及时捕获学生学习过程中面部表情的变化。如:教 师在为学生讲解集合中的子集、全集、补集、交集概念 时,学生如果在学习过程中出现困惑的表情,那么,此时 就可以借助教学软件针对该部分内容进行详细的讲解, 以此提升学生学习数学知识的针对性。

 (二)结合模拟软件,提升学生知识理解能力

虚拟现实技术是“大数据+人工智能”技术的重要组 成部分,教师借助计算机可以为学生创设三维动态的仿 真情境,并给学生带来沉浸式的学习体验,以此促进学 生提升知识理解能力。教师运用模拟软件不仅能够促 进学生增强知识理解能力,还可以借助软件中的在线答 题功能,以计时答题、竞速答题的方式激发学生答题竞 赛的欲望,促进学生在解答数学题目的过程中掌握数学 知识,并在与同伴竞赛的过程中提升学习数学知识的自 信心。运用模拟软件还能代替传统的教具,学生可以借 助软件制作出需要的数学素材,并进行观察。同时,软 件还能标注出高中数学中的重难点知识,有助于学生明 确学习方向。 例如,在教学《数学》必修二中“点、 线、面之间的位置关系”内容时,可以在课堂上运用模拟 软件开展教学活动。教师可以借助软件为学生下载有 趣的数学教学素材,以此促进学生增强理解能力。如: 教师为学生下载并展示重庆市的三维地图,让学生在课 堂上观看重庆这座城市中穿楼而过的轻轨、位于地下18 层的公路、眼花缭乱的立交桥等,带领学生欣赏在高德 地图上显示在一个点上且相隔100米的有趣场景。教师 借助这份下载的重庆市三维地图,可以与地图内容结合 起来,要求学生思考与点线面知识有关的问题,如:“×× 立交桥中每个路段与地面之间的关系是怎样的?”“地图 中的××路段是否与××路段相平行?”通过这样的教学方 式引导学生将数学知识与实际生活结合起来,以此促进 学生合理运用数学知识。

(三)实施一对一辅导,促进学生深度学习数 学知识

在以往传统高中数学课堂教学中,教师需要顾及所 有学生的学习感受。因此,教学活动的开展总是难以同 时满足所有学生的学习需求。而借助“大数据+人工智 能”技术,教师可以对学生进行一对一定向辅导,以此促 进学生提升数学学习效率。“大数据+人工智能”技术的 运用能够拉近教师与学生之间的距离,加强彼此间的交 流,教师可以要求学生在线回答问题,并结合学生回答 问题的结果分析学生掌握知识的情况,以此来学生提供 合理的引导。 例如,在教学 《数学》必修二“概率”内 容时,教师可以与学生之间建立一对一定向辅导关系, 以此加深学生与教师之间的沟通交流,使学生在教师 的引导下理解生活中“概率”的有效运用。教师可以借 助线上模拟功能,让学生结合实际生活经验回答问题, 进而在此过程中正确理解“概率”的基本概念,并且这 种与学生现实生活相连接的方式还能促进学生提升数 学学习效率。

三、结语

通过对依托“智慧平台”进行高中数学校本作业设计的研究,我们深刻认识到了智慧平台在教育教学中的重要性和潜力。智慧平台不仅能够根据学生的实际情况进行个性化的作业设计,还能通过数据分析为教师提供精准的教学反馈,从而帮助教师更好地指导学生学习。

参考文献

[1] 邹彩玲.基于大数据背景下培养高中生数学建模核心素养的教 学策略研究[C]//教育理论研究与实践网络研讨会论文集(专题 二).中国管理科学研究院教育科学研究所,2022:574-578.

[2] 安彦斌.从韩国高中“人工智能数学”课程看高中数学课程与人 工智能教育的衔接[J].数学教育学报,2022,31(05):36-40.

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