人工智能技术在初中数学教学方式优化中的应用

高贵杰 李雪金

（唐山市第十二中学，河北唐山 063000）

近几年，随着不断进步的信息技术，将信息技术应用到教育工作不仅使教育工作改革需要面临一定的挑战，也为教育工作改革的实施提供良好的机遇。当前我国教育行业发展的主要方向，就是在教育教学过程中积极地利用人工智能技术，促使通过有机地融合教育与大数据，实现教育信息化的发展。在我国所颁布的《新一代人工智能发展规划》中也充分表明，如果有机地结合教育与人工智能技术，促使教师在构建教育环境时，会以学生为教育的核心，充分发挥学生的学习主体性。因为只有在教学过程中教师开始重视学生学习的主体性，才能够确保学生彻底的融入到教学活动中，所以教师需要积极应用人工智能技术，改进与优化数学的教学方式，为学生提供更加轻松自由的学习环境，促使学生可以对数学知识进行更好地理解与掌握，进而强化学生的数学学习效果。

1 初中数学教学的现状

在学生的学习过程中初中阶段的教育教学属于极其重要的阶段，但是大部分教师长期受应试教育理念影响，只关注学生的学习成绩。数学学科本身就属于一种复杂抽象的学科，如果教师采取传统教学方法进行数学知识的教学，不仅会使教学活动越来越枯燥乏味，也会增加学生的学习难度，进而对学生的数学学习造成极其严重的影响。传统的初中数学教学都是以教师讲解为主，利用灌输的方式向学生传授数学知识，导致学生很少有机会对教学实践进行参与，会严重限制学生思维的发展，导致学生无法对数学知识形成良好的兴趣，甚至一些学生逐渐开始厌烦数学知识的学习，从而对初中数学教学的开展造成极其严重的影响。因此，当前我国大部分初中学校在开展数学教学时，首先，需要解决的问题就是如何应用人工智能技术才能够提高教学质量，并帮助学生对预期的学习目标进行实现。

2 人工智能技术的概述

人工智能技术的发展与应用，不管在各行各业的发展过程中，还是在计算机软件的开发，都具有极其重要的作用，特别是在计算机软件开发方面，通过有机地结合人工智能理论与方法，促使我国开发出一系列的软件，例如专家智能系统、计算机游戏、计算机故障诊断等软件。因为主要在思维、感知与行为三个层次能够充分体现出人类的智能，所以只有通过研究以下三个层次的问题，才能够实现计算机的人工智能。（1）思维：计算机的思维为计算机学习、计算机编程、计算机诊断、计算机辅助设计等。（2）感知：人类能够感觉到气味与颜色，具有触觉，发展计算机时也同样需要让计算机具有良好的感知能力。（3）行为：主要是指通过对人的智能行为进行模拟、延伸与扩展，例如动作、语言、智能控制等行为。当前人工智能的应用十分广泛，例如智能管理、智能设计、智能控制、智能通信等，而且人工智能主要的发展方向，就是通过对知识经济时代的机遇进行把握，以及结合知识经济发展的需求，通过对知识工程的方法与技术进行发展，进而为知识经济的全过程提供更加优质的服务。

3 人工智能技术的应用对初中数学教学造成的影响

现阶段，随着我国社会发展逐渐进入人工智能时代，促使我国教育领域也发生一定的变化。初中教师可以在对班级之后进行确定之后，利用大数据对学生的学习情况、成长环境等内容进行了解，能够更加利于教师根据学生的认知情况与学习能力进行备课。在开展教学活动时，教师通过大数据也可以根据学生的学习兴趣，利用更加多样化的教学方式，对教学目标进行实现。在人工智能时代背景下，学生都具有独立自主的特点，他们利用网络技术，可以通过自身体验对知识与技能进行获取。人工智能技术在初中数学教学过程中的应用，有助于学生在对课堂学习任务进行完成的基础上，利用微课、慕课等新型的教学形式进行学习，有助于学生突破时间与空间的限制进行学习，进而对学生的数学学习水平进行提升。因为教师通过利用大数据可以更加快速地对教学信息进行采集，能够预测学生学习过程中可能会存在的问题，或者分析学生学习过程中已经遇到的问题，及时地调整教学活动，不断强化教学效果，同时学生也可以根据大数据所显示的信息，对自己进行全面地了解，能够更加利于学生对知识进行更新，并对自我进行强化，所以教师需要极其重视初中数学教学过程中人工智能技术的应用。

4 初中数学教学过程中利用人工智能技术对教学方式进行优化的策略

4.1 因材施教

我国初中学校的教育教学都被应试教育理念所影响，导致教学过程中都是以教师讲解为主，完全忽视学生学习的自主性，导致学生在学习过程中始终都处于被动接受的状态，根本不会自主地进行思考。当前随着新课改的实施越来越深入，教育部门对于教师的要求，不仅需要教师在教学过程中向学生传授知识，也需要极其重视培养学生的综合能力，促使学生进行更加全面的成长与发展。因此，教师在对初中数学教学进行开展时，可以利用人工智能技术的评测分析作用，充分了解学生的学习情况与学习需求。在了解与掌握学生的情况之后，教师需要严格遵循因材施教的原则，积极地利用分层次的教学方法，并将学生划分为若干个学习小组，具有针对性的对学生进行引导与培养。

在初中数学教学过程中，教师为确保达到因材施教的教学效果，首先需要对学生的学习情况准确的了解。教师利用传统方式根本无法帮助学生形成更加系统的认知，在这种情况下教师可以通过利用人工智能技术与大数据技术，为学生构建属于自己的数学知识结构。例如教师在向学生讲解《因式分解》的知识内容时，为确保学生可以进行更加高效的预习，教师可以提前对一些有关于教学内容的微课视频进行录制，并设计一些预习题目，让学生在教学活动开展之前进行预习。通过人工智能技术，教师也可以及时全面地了解学生的预习情况，并对学生预习题目完成的情况进行自动的批改与统计，有助于教师根据学生的预习结果进行新知识的备课，以及对合理的教学策略进行制定。

教师在对教学实践活动进行开展时，需要给予课堂交流活动必要关注，才能够及时的将评价信息反馈给学生。根据学生的学习情况与学习需求，将学生划分为若干个学习小组，再向学生发布适合他们认知水平的学习任务，能够更加利于学生在学习小组内积极主动地收集与归类梳理相应的知识内容，并与其他组内成员分享、讨论自己的想法及观点。学生在学习小组内与其他学生进行讨论时，需要及时将讨论结果反馈给教师，促使教师可以根据各学习小组的谈论情况，选择合适的教学方法与教学手段，着重向学生讲解比较重要的知识内容，不断强化学生的学习效果，促使学生的数学学习能力得到大幅提升。

4.2 重视薄弱知识点

当前国家与教育行政部门越来越重视中小学生学习负担过重的问题，促使我国教育部门逐渐将“减负”作为主要发展方向。虽然国家与教育部门都越来越重视“减负”工作的开展，但是“减负”工作的开展效果并不理想，尤其是在大班教学体系下，仍然存在大量问题需要解决。例如，缓解教师过大的工作压力与学生课业负担过重的情况，以及对教学质量与效率进行提升等。因为随着我国教育部门越来越重视教育与人工智能技术的结合，不仅为学生学习减负提供新的思路，也为提升教学效率提供良好的帮助，所以教师需要结合实际教学情况与教学内容，科学合理地将人工智能技术应用到教学活动中。

“减负”主要是指将一些已经超出学生心理与生理发展能力以外的学习任务，从学生的学习过程中减去，以及不让学生进行大量过于机械化重复的练习等。为确保对“减负”的目的进行实现，在学生的学习过程中，教师应该帮助与引导学生对详细的规划进行制定，不断增加学生数学学习的目的性。因此，教师在对初中数学教学进行开展之前，必须对学生的学习薄弱点进行掌握，并在特定的时间段内利用人工智能技术，开展一些考试与练习活动，根据学生的考核结果，结合学生的实际情况，加强学生对于数学知识的掌握，进而使学生形成自己独特的数学知识框架。根据上述教学活动的开展，能够更加利于教师结合学生的学习情况，有针对性地为学生布置作业与考试内容，促使学生可以在有限的时间内，对自己不会的试题进行解决，从而达到为学生减负的目的。

“减负”并不只是减去，而是需要根据实际情况适当的加入一些内容，教师需要减去一些教学活动中不必要的学习内容，适当的融入一些课外知识在教学活动中，能够更加利于教师引导与培养学生，不断提升学生的综合素质水平。教师在对初中数学教学任务进行完成之后，需要利用人工智能技术分析学生的学习情况，并为学生布置适量的作业。教师也可以开展一些与教学内容有关的课外拓展活动，学生在课外活动中能够有效地缓解数学学习所带来的压力，促使学生通过参与活动，逐渐形成良好的学习兴趣，并在活动中完成教师所布置的作业任务。因此，教师在对初中数学教学进行开展时，通过重视学生薄弱的知识点，可以有效地为学生“减负”，进而对减负增效的教学目标进行实现。

4.3 在考后进行适度的讲评

开展考试的主要目的，就是检验教师的教学情况，以及对学生的学习情况进行考察，促使教师可以及时对所存在的问题进行发现与解决，进而考后的讲评课在初中数学教学过程中具有极其重要的作用。然而，传统的初中数学教学，在考试结束之后教师所开展的讲评课，一般情况都是向学生讲解试卷内容，而且教师都结合自己的经验讲解重点内容时，教师都是结合自己的经验。因此，教师在这种情况下，需要积极地利用人工智能技术，预设考试标准的要求，以及学生考试情况的数据，并在此基础上确定讲评课上所要讲解的重点内容与顺序。

在初中数学教学过程中，人工智能技术与大数据技术的应用，有助于教师结合学生的数学学习薄弱方面，具有针对性的布置随堂练习与作业，促使学生可以进行个性化的练习。在学生完成随堂练习与作业之后，教师可以实时掌握学生的作业完成情况，以及练习的结果，进而充分发挥个性化练习的作用。个性化练习的结果可以充分体现学生发生高频错误的阶段，促使教师可以根据学生的考试情况，具有针对性地开展教学活动。其次，在对考后讲评课进行开展时，教师需要根据实际情况，利用15 分钟的时间，对所有学生共同的错题进行讲解，然后在结合不同学生的考试结果，为学生布置一些比较个性化的练习题，让学生在15 分钟内完成，在最后的时间内，教师需要根据学生的练习情况，讲解学生共同发生错误的数学题，并具有针对性地辅导一些学生，促使学生在日后的考试中能够有效避免发生同样的错误。

5 结语

综上所述，初中教育教学作为学生学习过程中极其重要的阶段，教师必须极其重视此阶段的教学开展，才能够确保向学生更好地讲解知识，培养学生的综合能力，促使学生进行更加全面的发展与成长。在信息化发展的背景下，我国教育领域也随着信息化的发展积极地进行发展，如果教师在开展教学活动时，对人工智能技术进行应用，不仅能够对传统的教学形式进行改变，也促使教学内容与教学活动越来越丰富，从而提升初中数学教学的质量。因此，在开展初中数学教学时，教师需要结合教学实际情况与教学内容，科学合理地应用人工智能技术，不断发挥人工智能技术的作用，对教学方式进行优化，才能够确保在达到因材施教教学目的的同时，进而推动我国初中数学教学的改革。