【初中数学一等奖教学论文】AI 在初中数学教学中的运用—以“二次函数的图像和性质”为例

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近些年来，AI 与教育的深度融合成了教育数字化转型的主要方向，相关政策明确提出，要用信息技术赋能教育教学改革，助力义务教育阶段学生核心素养的培育。“双减”政策落地与数学新课标实施以来，初中数学教学越来越重视信息技术与课程内容的有机融合，强调学生数学思维的发展和问题解决能力的提高。“二次函数的图像和性质”是九年级上册数学的核心内容，既是连接初高中数学的桥梁，又是培养学生抽象思维、几何直观、数学建模素养的重要载体，它的抽象性、动态性、综合性给传统教学带来了诸多挑战。文章以该单元教学为例，探究AI 在初中数学教学中的应用路径，破解传统教学的痛点，实现课堂提质增效。

本单元教学共安排 6 课时，新授课 4 课时、习题课 1 课时、综合实践课 1 课时，AI 贯穿课前预习、课中探究、课后巩固、综合应用、复习提升全流程，具体落地策略及完整案例如下。

一、课前：AI 搭建分层沉浸式预习场景，精准定位学情，激活自主探究意识

预习是学生自主构建知识体系的前置环节，以往的预习大多为统一的课本阅读和简单的习题，不能实现分层引导，也不利于教师准确掌握学情。利用搭载 AI 技术的洋葱学园学习平台，针对本单元各课时内容，为学生推送分层沉浸式预习包，可落实以学定教。

本小结预习设计以 4 节新授课为单位，每课时预习包分为基础巩固层、能力提升层、拓展探究层三个层次，AI 平台根据学生前期数学学习数据，自动为学生匹配对应层级的预习内容，学生也可以根据自身情况自主调整。以第 2 课时二次函数y=a（x-h）²+k的图像与平移规律为例，具体设计如下。

基础巩固层预习包：主要面向数学基础薄弱的学生，其主要目的是理解顶点式的基本结构，识别顶点坐标和对称轴。第一步，平台先用 1 分钟的动画短片，展示生活中抛物线平移的场景，接着设置阶梯式交互任务，第一题是识别顶点式y=a（x-h）²+k 中的顶点坐标（h，k）和对称轴x=h，完成 5 道拖拽匹配题，将y=2（x-3）²+1 与顶点坐标（3，1）匹配，学生答错时， AI 助手不会直接给出答案，而是通过追问引导：“你先想一想，顶点式中，当（x-h）取什么值时，函数能取到最值？对应的 x 值就是对称轴，也是顶点的横坐标”，帮助学生自主纠正错误；第二步，完成两道简单的顶点坐标识别填空题，AI 实时批改，全对即可完成预习。

能力提升层预习包：适合中等水平的学生，主要目的是初步掌握平移规律。平台在基础层任务的基础上增加了平移规律的初步探究任务，给出 y =x²的图像，要求学生通过填空写出向右平移 3 个单位、向上平移 2 个单位后的解析式，AI 同步生成动态平移图像，学生可以对照图像验证自己的结论，初步感知 “左加右减、上加下减”的规律。

拓展探究层预习包：面向学有余力的学生，主要目的是初步探究系数 a 对图像的影响。平台在提升层任务的基础上设置探究问题，在顶点式中固定 h和 k 的值，改变 a 的大小，图像会发生什么变化？猜想并给出两组具体的例子验证。

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