【一等奖初中数学论文】基于DeepSeek和网络画板的初中数学智能实验设计研究——以初中一次函数教学为例

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【摘要】在建构主义学习理论和具身认知理论的指导下，进行基于DeepSeek的初中数学智能实验设计，让学生在真实情境中获得具身体验、在兴趣需求中开展自主探究、在知识关联中主动迁移应用、在数学实践中培育核心素养。首先，基于ADDIE模型对一次函数进行数学智能实验教学设计；其次，阐述DeepSeek如何在数学实验中进行创新应用；再次，以一次函数教学作为本研究的验证，进行具体环节的阐述；最后，进行总结和讨论，提出对未来研究和实践应用的建议。

【关键词】数学智能实验；实验设计；DeepSeek；网络画板；生成式人工智能

《义务教育数学课程标准(2022年版)》(简称课标)提出，应引导学生在真实情境中发现问题和提出问题，利用观察、猜测、实验、计算、推理、验证等方法分析问题和解决问题。其中提到的实验，即数学实验，指教师利用教学工具开展数学实验，学生借助数学实验动 手操作，促进对数学知识的建构理解。2023年，教育部发布的《中小学实验教学基本目录》也明确了实验教学的重要性。为了更好地践行课标、深化课程改革，开展和提升数学实验教学质量势在必行。但是目前，数学实验教学存在一些问题。首先，许多学校对数学实验的重视度不够，导致数学实验的教学资源与形式单一。其次，数学实验往往停留在表面形式上， 基本采用教师讲授或演示的方式，学生处于被动接受的状态，缺乏真正理解和解决问题的能力。再次，存在人机失调的现象，有些教师数字素养不足，无法充分利用数字化工具和平台进行教学，导致教学效果大打折扣。最后，教学评价机制面临挑战，许多教师在评价学生的实验表现时缺乏明确的依据和指导，使得评价结果带有主观性，无法准确反映学生的实际能力和学习进步情况。

人工智能作为引领新一轮科技进步、促进人类社会发展的重要驱动力和战略技术，在推动教育深层次变革的过程中发挥了重要作用，促进了教育新形态的产生。其中，DeepSeek的问世与开源备受关注，在教育领域展现出了巨大的应用前景。因此，本研究在建构主义学习理论和具身认知理论的指导下，进行基于DeepSeek的初中数学智能实验设计，旨在让学生在真实情境中获得具身体验、在兴趣需求中开展自主探究、在知识关联中主动迁移应用、在数学实践中培育核心素养。

一、核心概述阐述

第一，DeepSeek：一款专注于数据分析、知识检索、智能决策支持和多模态交互的多模态人工智能模型，具有高性能、高精准、低成本、开源等特性，是中国生成式人工智能的重大突破。特别是DeepSeek-R1，作为专注于推理功能的大语言模型，在多项测试中已达到或超越OpenAI o1水平。

第二，数学实验：学生能够使用各种相关工具进行实际操作活动。在此过程中，学生能够在教师的引导下进行严密的逻辑和推理，经历发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程，由感性到理性地掌握数学的概念和应用，从而获得对知识的深层次理解。数学实验能够帮助学生建构数学知识，发展数学思维，为学生提供观察、操作、探究和创新的平台。

第三，互联网数学智能实验室：指用于数学实验教学的智能化实验环境，主要包括智慧黑板(含网络画板、智慧教育平台)和Pad(含智能助手)两种硬件，且可进行同屏切换。

基于此，本文将互联网数学智能实验室作为开展数学智能实验的技术工具，借助其中的硬件和软件设备对数学结论进行发现和探究，以促进学生在学习过程中的身心融合。

二、基于DeepSeek的初中数学智能实验设计

本文使用ADDIE模型进行实验设计，围绕学生“学什么”“怎么学”“如何判断学生学”的思路展开，符合以学生为中心的教育理念。ADDIE五个字母分别表示：Analysis(分析)、Design(设计)、Development(开发)、Implementation(实施)、Evaluation(评价)。五个阶段的实施流程(图1)具有整体性与动态性，遵循数学智能实验设计的原则，确保了设计的科学性及实际操作的可行性。

关于作者

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