AI赋能数学教学新范式 构建“智学促长”新循环

当前，人工智能技术飞速发展，如何让AI突破工具化应用局限，真正驱动数学教学理念的深层变革？山东省齐河县第三实验小学办公室副主任、教学人工智能技能实践者高忠臣，深耕一线数学教学，结合多年实践探索提出 AI赋能下数学教学“智学促长”循环体系，为中小学数学教学的智能化转型提供可借鉴的实践框架，重新定义“AI+数学”课堂新生态。

理念革新：从知识传递到主动探究

“AI的核心价值不在于替代教师的讲授，而在于推动教学理念从侧重知识单向传递，转向激发学生主动探究与建构知识。”高忠臣指出，传统数学课堂中教师讲公式、学生记定理的模式，难以适配学生的个体差异，而AI技术通过构建互动式学习环境，让学生从“要我学”变为“我要学”。

以几何图形或空间概念教学为例。在课堂中引入AI驱动的几何学习软件，学生可亲手拖拽、旋转、组合图形，甚至通过指令让AI生成包含特定形状的动态几何网页。“当学生看到自己设计的三角形经过旋转能与另一个图形完全重合时，对‘全等’的理解会比背诵定义深刻十倍。”这种沉浸式体验，正是“智学促长”循环得以启动的理念前提。

实践框架：“智学促长”四阶循环让学习精准生长

高忠臣强调，AI的价值远不止于单一工具应用，更在于串联教学各环节，形成促进学生智慧学习和持续成长的闭环。他提出的AI赋能数学教学的“智学促长”循环包含四个核心环节，环环相扣且持续迭代。

学情智能诊断——精准定位学习起点。AI通过分析学生的日常练习、随堂测试、线上互动等多维度数据，能绘制出精准的个人知识图谱。例如，在代数方程教学中，AI能快速判断学生是卡在概念理解、运算技巧还是解题思路，为后续教学提供清晰的导航图。

个性化内容适配——定制“最近发展区”路径。基于智能诊断结果，AI会推送“一人一策”的学习资源。对知识点薄弱的学生，推送分层讲解视频、互动练习；对已熟练掌握的学生，则推送变式题、拓展项目或跨学科任务。

互动式探究学习——在“做中学”激活思维。“数学不是做题，是探究规律的过程。”在AI支持下，学生能够进入更具沉浸感和互动性的学习环境。几何证明教学中，学生用AI虚拟画板拖动点线面，观察图形变化规律，甚至让AI模拟不同条件下的证明路径。概率与统计学习中，AI模拟大量随机事件，学生通过实验数据直观感受概率规律。这种“做中学、玩中学”模式，极大激发学生主动探究兴趣和批判性思维能力，是“促长”的关键环节。

持续性反馈优化——推动螺旋式上升。AI的即时反馈是循环的关键闭环，帮助学生及时纠正错误，并为教师提供教学优化依据。它能自动批改客观题，对主观题提供参考建议，并生成班级学情报告。例如，教师可根据AI报告，洞察班级在复杂运算或特定解题步骤中普遍存在的共性问题，从而调整教学策略，进行有针对性的集体讲解或小组辅导。这种持续的反馈与优化，促使学生的学习能力和知识掌握水平螺旋式上升。优化后的学习状态和数据又将成为新的“学情智能诊断”输入，形成一个不断迭代、自我完善的闭环，让“智学促长”真正成为一个持续的、动态的循环过程。

协同生态：教师、AI与学生的共生关系

AI时代的教育，绝非技术单兵突进，而是需要构建教师、AI与学生之间相互协作、共生发展的关系。在这种新型协作模式中，AI作为学生的智能学习伙伴和教师的教学数据参谋，为教学提供精准的智慧大脑，承担数据分析、资源推送和情境创设等任务。教师则转型为高阶能力培育者、学习路径引导者和情感互动主导者，参考AI提供的学情数据进行个性化辅导和分层教学，关注学生的思维发展和情感需求，引导学生进行深度思考、协作探究和创新实践。

高忠臣强调技术边界，他表示，AI能精准分析学生的计算错误，却读不懂他们皱眉时的困惑；能生成标准化练习，却替代不了教师一句“这个思路很有创意”的鼓励。在他看来，教育的人文关怀始终是核心，技术只是放大教育价值的工具。

理性展望：让技术润物无声

谈及AI应用的挑战，高忠臣表示，一方面，师生应当警惕技术异化风险，避免学生思维惰性化和教师失去教学主导权。另一方面，确保学生学习数据的安全与隐私，合理使用数据。与此同时，还应当要求教师不断学习和适应AI技术，提升驾驭AI辅助教学的能力。教师必须坚守教育的人文关怀本质，因为AI无法替代教师的情感交流、榜样引领和价值观塑造。

高忠臣的“智学促长”循环，验证了AI与数学教学的融合，不是技术的简单堆砌，而是以学生为中心的生态重构。当技术真正服务于思维培养、适配认知规律时，数学课堂才能既保持理性的严谨，又绽放成长的活力——这正是他多年实践所追求的教育图景。他表示，未来，教师应继续深化AI在中小学数学教学中的应用探索，让技术像水和电一样自然融入课堂，润物无声却不可或缺。