摘要：在教育数字化转型的浪潮中，人工智能技术正深刻重塑中学数学教育的形态。中学数学作为培养学生逻辑思维、抽象能力和问题解决能力的核心学科，其课堂教学与作业设计的传统模式面临着个性化不足、反馈滞后等挑战。人工智能凭借数据处理、智能分析和自适应学习等优势，为中学数学教学与作业改革提供了全新可能。本文将从课堂教学与作业改革两大维度，探索人工智能赋能下的具体实施路径，以期实现数学教育质量的提升与学生核心素养的培育。

关键词：人工智能；中学数学；课堂教学；作业改革；核心素养

引言：当前，人工智能技术已超越传统辅助工具范畴，逐步成为数学教学模式的重构者与核心素养培育的助推器。中学数学教育长期面临抽象概念理解难、学生认知差异难兼顾、作业反馈滞后且同质化等现实痛点，如函数与几何的空间关系教学中，传统静态教具难以展现动态变化过程；课后作业往往采用“一刀切”模式，无法满足不同层次学生的学习需求。而人工智能技术具备的自适应学习、数据可视化、实时反馈等核心能力，恰好为破解这些教育难题提供了技术支撑与实践可能。

一、人工智能赋能中学数学课堂教学的重构路径

（一）课前：智能诊断，精准定位学习起点

课前预习是课堂教学的重要铺垫，人工智能可通过智能诊断系统精准把握学生的知识基础。教师可借助AI 预习平台布置针对性的预习任务，平台通过选择题、填空题、简单解答题等多种形式，对学生已有的数学知识储备进行检测。例如，在学习“一元二次方程”前，平台可检测学生对“一元一次方程”的解法、等式性质等前置知识的掌握情况。AI 系统会根据学生的答题数据，自动生成个人和班级的预习报告，清晰呈现学生在知识盲区、薄弱环节等方面的分布情况[1]。

（二）课中：互动融合，构建沉浸式学习场景

在课堂教学过程中，人工智能可通过多种形式与教学内容深度融合，提升课堂的互动性和趣味性。一是利用智能教学助手实现实时互动。教师可通过智能终端向学生的平板或学习机推送课堂练习，学生完成后，AI 系统立即进行批改并反馈结果，教师能实时掌握全班学生的答题情况，针对错误率较高的题目进行重点讲解。二是借助虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术构建沉浸式学习场景。例如，在学习“立体几何”时，学生可通过 VR 设备直观地观察正方体、球体、圆锥等几何体的结构特征，进行旋转、切割等操作，将抽象的空间概念转化为具体的视觉体验，降低学习难度。

（三）课后：个性化辅导，促进知识巩固深化

课后复习是知识巩固的关键环节，人工智能可根据学生的课堂表现和学习数据，提供个性化的辅导内容。AI 学习平台会为每个学生生成专属的复习计划，包括知识点梳理、典型例题讲解、针对性练习等。对于学习困难的学生，平台会推送基础知识点的讲解和易错题练习，帮助他们夯实基础；对于学有余力的学生，平台会提供拓展性的题目和数学竞赛相关内容，满足他们的深度学习需求。同时，AI 系统还能通过分析学生的学习行为，如答题时间、思考路径等，发现学生在学习方法上存在的问题，并给出改进建议，实现从“知识辅导”到“方法指导”的转变。

二、人工智能赋能中学数学作业改革的路径

（一）作业设计：分层个性化，满足不同学生需求

人工智能可基于学生的学习数据和能力水平，实现作业的分层个性化设计。教师通过AI 作业平台设置作业的难度等级和知识点范围，平台根据学生的历史学习数据、课堂表现等信息，为不同层次的学生推送不同难度和类型的作业。例如，对于基础薄弱的学生，作业以巩固基础知识为主，如概念辨析、简单计算题等；对于中等水平的学生，作业以提升解题能力为主，如综合应用题、变式题等；对于优秀学生，作业以培养创新思维和实践能力为主，如开放性问题、数学建模题等。这种分层个性化的作业设计，既能让每个学生在自己的“最近发展区”内学习，又能激发学生的学习兴趣和积极性[2]。

（二）作业批改：智能高效，减轻教师工作负担

人工智能在作业批改方面具有高效、精准的优势，可极大减轻教师的工作负担。对于选择题、填空题等客观题，AI 系统能实现自动批改，瞬间完成全班作业的批改任务，并统计正确率、错误选项分布等数据。对于解答题等主观题，AI 系统可通过自然语言处理和图像识别技术，对学生的解题步骤进行分析和批改。例如，系统能识别学生书写的数学公式和解题过程，判断步骤的正确性和完整性，并给出相应的分数和评语。教师可在 AI 批改的基础上，对学生的典型错误和个性化问题进行二次批改和针对性点评，将更多的时间和精力投入到教学研究和学生辅导中。

（三）作业反馈：及时精准，提升学习效果

及时精准的作业反馈是提升学习效果的重要保障，人工智能可实现作业反馈的“即时化、个性化”。学生完成作业后，AI 系统立即给出批改结果和详细的解析，让学生及时了解自己的错误所在和正确的解题思路。同时，系统还会根据学生的作业情况，生成个人作业分析报告，总结学生在知识点掌握、解题方法等方面的优点和不足，并推荐相应的复习资源和练习题目。

三、人工智能赋能中学数学教学与作业改革的挑战与对策

尽管人工智能为中学数学教学与作业改革带来了诸多机遇，但在实际应用过程中仍面临一些挑战。一是教师的 AI 应用能力有待提升。部分教师对人工智能技术的了解和掌握程度不足，难以充分发挥 AI 工具的优势。对策是加强教师的AI 素养培训，通过线上线下相结合的方式，开展人工智能教育应用技能培训，提高教师运用 AI 工具进行教学设计、作业批改和学生辅导的能力。二是数据安全与隐私保护问题。AI 系统在收集和分析学生学习数据的过程中，可能存在数据泄露的风险。对策是建立健全数据安全管理制度，加强对学生个人信息的保护，选择安全可靠的 AI 教育平台，确保学生数据的安全和隐私[3]。

四、结语

总之，人工智能赋能中学数学课堂教学与作业改革是教育发展的必然趋势。通过在课堂教学中实现精准化、互动化、个性化教学，在作业改革中实现分层化、高效化、精准化反馈，并积极应对改革过程中面临的挑战，必将推动中学数学教育质量的不断提升，为学生的全面发展和核心素养的培育奠定坚实基础。

参考文献

[1]陈思佳,朱江.智慧课堂赋能数学核心素养培育的机理研究[J].教学与管理：理论版,2022(12):17-23.

[2]陆晨阳.人工智能赋能教育变革:初中数学教学改革的理论探索[J].教育进展, 2025,15(3):5.

[3]姜萍.人工智能赋能下"反比例函数"教学改进[J].中学数学月刊, 2025(2):31-34.