人工智能技术在高中数学教学中的应用

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人工智能技术在高中数学教学中的应用

摘要：随着技术的不断发展，人工智能已经广泛应用于各行各业，其中教育行业利用人工技能的时间相对较短，仍有一些待开发的技术和空间。教师可充分利用人工智能，将其融入到日常教学中，充分应用其识别能力，精准定位和优化学生学习态度和问题，并提供全面的线上资源，扩展教学的广度。本文将重点阐释在高中数学教学中如何准确应用人工智能技术。

关键词：人工智能技术；高中数学；应用

引言：人工智能技术是以计算机技术为基础的能够完成语言、动作、图像识别作业新型方式，对于保证数学图像和运算精度起到积极的促进作用，同时针对函数等代数问题给出专业化的图像，强化知识间的联系，达到提升学生能力和素质水平的目标。现阶段，随着教改的逐渐深入，教师可利用的人工智能软件逐步扩展，有助于引导学生关注社会变革，优化科学研究态度。 一、识别技术

此种技术是人工智能技术的重要组成部分，其能够实现语音和动作精准定位和识别的效果，结合人的表情和动作做出相应判断，不仅有助于教师准确把控学生听课状况，还能够结合学生的表情确定某部分知识的掌握和理解情况[1]。课堂上，教师无法照顾到所有的学生，对于学生整体掌握情况了解略显浅薄，因此可充分利用识别技术，在课下观看课堂实录视频，分析学生的具体表现，从而制定针对性的辅导计划，在保护学生自尊心的前提下，实施精准教学。

例如，在讲解有关两条直线平行与垂直的判定内容时，首先确保每个学生的课桌上安有识别仪器，并输入对应的场景，在详细制定好教学计划的基础上，利用人工智能技术识别学生的具体行为。学生在疑惑、肯定以及溜号等不同的心理状态下所显示的动作和微表情有所差别，教师结合系统给出的反馈内容，确定平行和垂直定理的接受情况。通过分析反馈报告，发现学生能够第一时间确定两条直线斜率的重要性，并可准确记忆平行条件 、垂直条件 的理论内容，但在实际应用中，若条件较少，很容易理不清题目解决的步骤，因此提醒教师要增加应用方面的习题。 二、VR技术

虚拟现实技术能够基于计算机技术，创建仿真的三维立体场景，配合使用电脑、投影仪等信息硬件设施，提升交互式教学的效率和效果，学生沉浸在数学情境中，刺激其自主学习欲望的产生，解决过去课堂环境枯燥的问题。数学知识具备抽象化的特点，而一些学生对于此部分内容的兴趣不高，导致理解层面的问题，利用VR技术提升数学课堂的趣味性，给出直观立体或平面图形的基础上，展示微观数学世界的变化，学生随着光影的转换，逐渐深入到数学活动探究中[2]。

例如，在讲解有关三视图或者立体图形的知识内容时，教师可充分利用VR技术，学生带好特制眼镜，观察到不同方向上的图形的特征，利用能够光影变化，直观演示同一物体具体结构。不难发现，高中阶段的学生好奇心较重，应用新型技术将提升其对于数学学习的重视程度，直接获取到立体图形展开图和具体结构的信息。高中阶段是学生能力和思维养成的关键时期，应用人工智能技术将空间构型显示在学生眼前，对于培养空间思维能力起到促进作用。


三、自适应软件

自适应软件是一种可结合学生学习情况，制定完善计划的项目，其配有学前测试、阶段训练以及能力提升等模块，学生可跟随教学进度学习，观看在线视频内容，结合在课堂上没能掌握的知识点，再次加以深化，并在其中融入多个指向性的问题，在学生作答后将正确答案以及解题步骤显示在相关界面上，保证自主学习过程的完备性。由于目前信息技术广泛应用于实际生活中，而教师又苦于无法实时监管学生行为，利用此软件能够准确获取到学生的学习进度，将每个学生的反馈整理成统一的文件，为后续数学活动的开展提供可依赖的材料[3]。同时，自适应软件的人性化主要体现在其能够通过大数据测算，确定学生的知识盲区，根据其易混淆的知识点，优化习题库。

在二次函数的学习过程中，教师在确保课堂讲授环节的精准和完备程度后，布置课后作业，要求学生结合自身的学习情况，有针对性的使用自适应软件。有些学生在处理二次函数恒成立的问题上有些困惑，在充分掌握二次函数图像特征和性质的基础上，习题训练更为精准，给出例如函数 ，若 时，有 恒成立，求 的取值范围。此题软件上能够给出相应的解题过程，分别从最值转化和根的分布两个方向完成题目解答，为满足题中条件，则需要保证以下式子恒成立， 、 、 、 或者 ，因而求得 。详细的解题步骤将引导学生完善自己的解答过程，降低错误发生的几率。 四、智能助教

智能助教的主要工作内容是帮助教师批改试卷和作业，布置课后作业后，给学生限定上传的时间，要求其在指定的时间内完成题目计算和上传的任务，此时可通过智能批改，提升作业批改的效率。智能化的批改环节同样包括后期反馈，生成学生题目完成情况报告，为教师省去更多的时间。利用此种技术，教师要注重平衡线下和线上作业数量，对于填空题、选择题等可直接在线上完成，充分利用碎片化时间，但对于一些需要作图和分析空间图形的问题，则选用线下作业的办法，保证做题的精确度，同时缓解部分学生无法熟练操作电脑的紧张情绪。 结束语

综上所述，在高中数学教学活动中，积极应用人工智能将提升课堂效率，及时发现学生对于新知识的反馈情况，保证教师教学计划制定的契合度，并通过应用智能技术拓展学生视野，强化其对于社会生活中应用数学知识的感知程度。 参考文献：

[1]张月.新课标背景下高中人工智能课程教学的模式建构研究[D].湖南大学,2019. [2]申晓菲.基于智能诊断的初中数学作业设计策略研究[D].鲁东大学,2019.

[3]白雪峰,车菲.人工智能时代推进个性化教学的研究与实践——以高中数学教学为例[J].华夏教师,2018,34:2-4.

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