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人工智能背景下指向素养提升的初中数学结构化教学的探索与实践核心思路
摘要:随着人工智能技术逐步成为新时期社会经济发展的核心驱动力,在初中数学教学中也应从素养提升角度出发,积极探索结构化的新型教学策略,以实现对零散知识点的系统化整合,帮助学生建立逻辑严密的完整知识架构,全面培养学生的数学学科核心素养。关键词:人工智能;素养提升;初中数学;结构化教学
人工智能技术的推广应用带来了社会经济发展模式的深刻变革。在此背景下,初中数学教育也应转变传统教学理念,积极应用先进的教学方法,优化教学策略,以全面提高教学质量。广大初中数学教师应充分认识人工智能时代数学教学的新要求,以素养提升为导向,不断探索结构化教学模式的实践路径,从而实现培养学生综合素养的教学目标。
1 结构化教学在初中数学教学中的意义
1.1 有利于完整知识体系的构建
与传统教学模式相比,结构化教学这种新型教学方式能够对分散于教材中的零散知识点进行全面的整合,使学生能够逐步建立起逻辑清晰的系统性、整体性知识结构,以帮助学生更好地掌握各项数学知识,加深对数学理论的理解,形成严密的逻辑思维,有利于促进学生数学学科素养的提升。
1.2 有利于激发学生的学习兴趣
在初中数学教学实践中,结构化教学方式的应用能够有效激发学生对学习数学知识的兴趣,促进知识的迁移应用,培养学生解决实际问题的能力及创新能力 [1]。特别是人工智能技术的应用 , 可以为学生提供贴近真实的虚拟情境,使学生能够在实际场景环境中感受到数学知识的价值,从而自主探索数学奥秘。
1.3 有利于数学思维的培养
通过结构化教学方式的运用,初中数学教师可以引导学生自主推理数学概念或定理公式,使学生能够深刻理解数学理论内涵,逐步培养学生建立数学思维,使学生具备较强的创新能力和逻辑推理能力。同时,结构化教学方式也有利于高效学习方法的形成,在培养学生良好学习习惯方面具有重要作用。
2 教学实践路径分析
2.1 结构化片段教学策略分析
在初中数学教学实践中,教师可以对教材中的数学知识进行细化分解,使其形成相互关联的多个片段,之后再通过科学的教学设计对片段进行系统性的整合,以呈现高度结构化知识点,从而提高数学素质的培养效果。教师在运用片段教学结构化策略时应合理确定教学目标,详细分析教材内容,明确教学中的重难点环节,深度挖掘知识点间的内在关联性,以帮助学生提高学习效率[2]。同时,教师应精心设计问题情境,以启发学生进行深入思考和自主探究,逐步构建系统性的完整知识网络结构。另外,教师还可以组织学生进行小组讨论和实践操作,引导学生运用所学知识解决实际问题,使学生充分理解数学知识在生活实践中的价值,提高学习兴趣。例如,在北师大版八年级上册“一次函数的图象”教学中,教师可结合一次函数 5=kx+b 的教学内容,指导学生思考一次函数与正比例函数之间的关联性和差异性,并要求学生给出判断依据。教师还可以应用 GeoGebra 的人工智能工具,对一次函数图象与 k、b 参数变化之间的关系进行动态展示,使学生能够直观理解抽象的数学知识。
2.2 结构化单节教学策略分析
在结构化片段教学基础上,教师还可以对单节教学进行结构化。教师应运用结构化教学方式在单次课堂教学活动中提高教学组织的科学性,使教学过程、目标及内容能够保持较好的连贯性及系统性,从而有效提升学生学科素养。教师在运用结构化单节教学策略时,应设置清晰明确的教学主题,且每节教案的设计均应以此为中心,有机融合知识点教学、数学思维培养及实践应用能力训练等多个维度,使各项教学活动能够形成有机整体,确保学生能够在单节教学的优先时间内完成数学知识的理解和掌握。教师要做好单节教学内容的筛选编排工作,教学内容要保障重点突出、条理清楚,能够帮助学生迅速准确掌握核心知识点。同时,数学教师应在教学过程中应遵循循序渐进原则,使学生逐步从具象思维发展到抽象思维 [3]。此外,在单节教学结构化过程中,教师还应灵活运用问题驱动及案例分析等多种教学手段,以北师大版七年级下册“平行线的性质”的教学为例,教师可运用单节教学结构化策略以探究为主线进行教学设计,利用学生较为熟悉的生活实例将抽象的平行线概念引入,且可通过几何画板等工具对平行线性质特征进行动态演示。在此基础上,教师可引导学生通过自主观察和猜想平行线性质定理,并可指导学生借助人工智能工具开展模拟验证。教师还可以组织学生以小组合作方式解决实际生活中与平行线密切相关的应用问题,以培养学生的学科核心素养。
2.3 结构化整章教学策略分析
教师还应从全局角度出发,深入分析每一章节的全部内容,准确把握的教学目标及整体知识架构,对整章教学进行结构化,从而串联起零散知识点,梳理出关键数学思想、核心概念定理及技能培养要求,再按照教学逻辑进行要素重组,以帮助学生从整体上形成对全章内容的完整认知。同时,教师还应在情境创设中合理引入数学问题,鼓励学生进行自主知识探究,使学生能够将所学知识内化,并掌握实践应用能力。此外,教师还应调整教学评价方法,积极利用大数据分析等人工智能工具对学生掌握单个知识点的实际情况和对整章内容的理解及运用进行全方位的考查评价,以全面培养学生的数学思维、逻辑推理能力、解决问题能力及创造力。例如,在北师大版八年级下册“平行四边形”的整章教学中,教师可将“平行四边形性质”作为教学核心,对整章内容进行模块划分,且可采用项目化学习等多种方式指导学生开展分组讨论,并可借助智慧课堂等人工智能平台为学生提供互动平台和相关学习资源。
2.4 结构化领域教学策略分析
在初中数学教学中,教师还可以将几何、代数、统计概率等不同的数学领域结构化,构建各领域知识架构,系统梳理教学内容,帮助学生更好的掌握相关知识点和学习方法,培养学生的学科素养。在采用领域结构化教学方式时,教师应准确掌握各数学领域中的核心理论和技能培养要求,帮助学生以宏观视角把握学习方向,并引导学生运用所学知识解决实际问题。在教学实践中,教师可借助模拟软件或虚拟实验室等人工智能工具为学生提供问题情境,帮助学生对各学科知识进行跨领域整合。以北师大版九年级下册“二次函数”的教学为例,教师可通过跨领域项目设计,将其与“实际问题”领域进行有机融合,指导学生利用二次函数知识解决几何中的最大面积等实际问题,以帮助学生加深对其他领域中二次函数应用价值的理解,加强对学生综合素养的培养。
3 总结
在初中数学教学中,教师应充分认识结构化教学的重要性,勇于突破传统教学理念的束缚,积极创新教学模式,改进教学方法,以全面提升学生的数学素养,使学生能够更好的适应智能时代对人才的要求,为我国人工智能技术的迭代更新提供人才保障。
参考文献:
[1] 邢妍妍 . 指向素养提升的初中数学结构化教学的探索与实践[J]. 数理天地(初中版),2025(7):76-78.
[2] 吕亚军 , 印冬建 , 戴健 . 指向素养提升的初中数学结构化教学的探索与实践 [J]. 数学通报 ,2024,63(2):25-29.
[3] 胡旭澜 . 指向核心素养的初中数学结构化教学策略研究 [J].新教育时代电子杂志(学生版),2024(5):115-117.
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