高中數(shù)學(xué)教學(xué)滲透人工智能教育的策略分析

張延龍

高中數(shù)學(xué)具有學(xué)習(xí)內(nèi)容多、理解難度大的特點(diǎn)，需要學(xué)生投入更多時(shí)間和精力進(jìn)行學(xué)習(xí)和領(lǐng)悟.教師在教學(xué)的過程中，使用人工智能的方式，可以提升學(xué)生的理解能力，跨越重點(diǎn)難點(diǎn)，讓每一位學(xué)生都能得到進(jìn)步.

一、啟用大數(shù)據(jù)支持，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析

人工智能的高速發(fā)展，與大數(shù)據(jù)有著密切關(guān)系.大數(shù)據(jù)能夠提供充足的數(shù)據(jù)支持，方便教師根據(jù)學(xué)生的成果，運(yùn)用動(dòng)態(tài)分析的方式，找出學(xué)生的優(yōu)缺點(diǎn).同時(shí)，人工智能還可以結(jié)合大數(shù)據(jù)，分辨學(xué)生的表情、動(dòng)作，將識(shí)別到的信息與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)，發(fā)覺學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，如學(xué)生出現(xiàn)迷惑、質(zhì)疑的表情時(shí)，可以向教師進(jìn)行預(yù)警，讓教師通過詳細(xì)講解消除學(xué)生的疑惑.在發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱點(diǎn)后，利用大數(shù)據(jù)還可以啟用針對(duì)化習(xí)題進(jìn)行演練.

比如，在“集合”的教學(xué)中，教師可以啟用大數(shù)據(jù)，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析.教室內(nèi)的智能識(shí)別系統(tǒng)，可以對(duì)學(xué)生的面部表情進(jìn)行捕捉.在教師講解子集、全集、補(bǔ)集、交集時(shí)，學(xué)生如果表現(xiàn)出疑惑的情緒，教師可以結(jié)合軟件系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)講解，如使用圖像的方式，將全集用大的藍(lán)色圓圈進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并通過另一個(gè)紅色圓圈的運(yùn)動(dòng)，讓學(xué)生理解自己屬于全集的一部分，交集與全集有著相交的部分.在學(xué)生理解后，還可以提出針對(duì)性的問題，如“空集是任何集合的真子集嗎”測(cè)試學(xué)生的知識(shí)理解程度.

二、結(jié)合軟件模擬，提升理解效果

在人工智能中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是重要的組成部分.利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)造出三維動(dòng)態(tài)的仿真情境，采用沉浸式體驗(yàn)，達(dá)到提升學(xué)生理解能力的效果.軟件不僅能夠提升學(xué)生的理解能力，還可以使用在線答題的方式，采用競(jìng)速、計(jì)時(shí)等方式，激發(fā)學(xué)生間的競(jìng)爭(zhēng)欲望，推動(dòng)學(xué)生不斷解題，熟悉數(shù)學(xué)知識(shí)，并在競(jìng)爭(zhēng)中獲得自信心的提升.軟件模擬還可以取代傳統(tǒng)教具，讓學(xué)生自己也能夠使用軟件制作出所需素材，并對(duì)素材進(jìn)行觀察.同時(shí)，軟件能夠?qū)Ω咧袛?shù)學(xué)中的重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行標(biāo)注，集中學(xué)生的注意力.

比如，在“點(diǎn)、線、面之間的位置關(guān)系”的教學(xué)中，教師可以啟用軟件模擬.教師可以下載有趣的素材，提升學(xué)生的理解能力.如下載“重慶三維地圖”，讓學(xué)生觀察深入地下18層的地鐵、穿樓而過的鐵路、眼花繚亂的立交橋，欣賞百度地圖上同在一個(gè)點(diǎn)卻相隔200米的有趣場(chǎng)景.教師在下載素材后，可以結(jié)合這份地圖，提出點(diǎn)、線、面知識(shí)的題目，如“地圖中的AB線段與CD線段是否平行”“××立交橋中每個(gè)路段與地面間的關(guān)系”等，讓學(xué)生結(jié)合生活實(shí)踐，進(jìn)行數(shù)學(xué)知識(shí)的合理應(yīng)用.

三、采用一對(duì)一輔導(dǎo)，展開深度學(xué)習(xí)

在高中數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)中，教師需要顧及大多數(shù)學(xué)生，而人工智能的運(yùn)用讓教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)一定向輔導(dǎo)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.人工智能可以讓學(xué)生與教師近距離學(xué)習(xí)，強(qiáng)化師生間的交流，而且學(xué)生也擁有了選擇教師的權(quán)利，能夠使用付費(fèi)的方式，選取名師在線指導(dǎo).同時(shí)，教師可以讓學(xué)生進(jìn)行在線答題，在學(xué)生回答問題時(shí)，教師還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度進(jìn)行合理引導(dǎo).

比如，在“概率”的教學(xué)中，學(xué)生可以選擇一對(duì)一定向輔導(dǎo).學(xué)生在選取教師后，可以與教師進(jìn)行近距離溝通，理解概率在生活中的應(yīng)用.教師可以在線模擬，讓學(xué)生結(jié)合生活中的信息進(jìn)行問題的解答.教師在教學(xué)中，要能夠讓學(xué)生正確理解概率的基本概念，并且能夠與現(xiàn)實(shí)生活進(jìn)行連接，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.

四、運(yùn)用智能助教，減輕教學(xué)負(fù)擔(dān)

在人工智能中，智能助教是一大特色，除了人臉識(shí)別，還可以放大教師的聲音，幫忙批改試卷，進(jìn)行教學(xué)反饋，做好視頻錄入等，有效減輕教學(xué)負(fù)擔(dān).教師可以使用專業(yè)的app進(jìn)行作業(yè)的批改，并結(jié)合大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià).同時(shí)，智能助教還可以分析學(xué)生的作業(yè)習(xí)慣，如部分學(xué)生存在粗心大意的問題，或基本概念存在混淆的情況，智能助教可以對(duì)教師發(fā)布預(yù)警，讓教師及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài).

比如，在“三角函數(shù)”的教學(xué)中，教師可以運(yùn)用智能助教進(jìn)行作業(yè)批閱.在題目中，學(xué)生可以觀察到函數(shù)的曲線路徑，判定函數(shù)的具體類型.學(xué)生在答題完畢后，教師可以通過智能助教，分析出學(xué)生的答題習(xí)慣，了解學(xué)生的答題速度，分析出學(xué)生的學(xué)習(xí)程度.根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，教師還可以進(jìn)行針對(duì)性教學(xué)，布置針對(duì)性題目進(jìn)行訓(xùn)練，采用分層教學(xué)方式，提升學(xué)生對(duì)于三角函數(shù)知識(shí)的理解程度.

在高中數(shù)學(xué)的教學(xué)中，教師可以運(yùn)用人工智能進(jìn)行教育，采用大數(shù)據(jù)支持、軟件模擬、一對(duì)一輔導(dǎo)、智能助教等方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提升.