【初中数学论文】生成式人工智能赋能初中数学差异化教学的实证研究与模式建构

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【摘要】教育数字化转型背景下，生成式人工智能（GAI）为初中数学差异化教学提供了新路径。从使用场景、功能价值、学习效能、环境反馈与教学适配五个维度，对黄冈市 H 中学 291 名初中生进行问卷调查。调研发现，GAI 应用在年级上存在显著差异，但性别差异不显著；路径分析表明，环境反馈对应用现状影响最为显著，师长态度是关键驱动因素。基于实证，研究构建了 "二维三段四环" 初中数学差异化教学模式，以 "教师 — 学生" 为双主体，贯穿课前、课中、课后三阶段，围绕学情诊断、资源适配、互动反馈、评价优化四个环节形成闭环，为智能技术与数学教学的深度融合提供可操作的模式参考。

【关键词】GAI；初中数学；差异化教学；教学模式；人机协同

近年来，以 ChatGPT、DeepSeek 等为代表的生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence，GAI）技术广泛应用，"人工智能 + 教育" 已成为全球数字教育变革新趋势。2024 年，教育部办公厅发布《关于加强中小学人工智能教育的通知》，明确提出在初中阶段创设智能环境与教育应用场景，鼓励各地各校将人工智能教育纳入课后服务项目和研学实践，推动构建系统化课程体系与常态化教学实施，这标志着 GAI 技术与初中教育的融合已进入国家统筹推进的新阶段。同时，《义务教育数学课程标准（2022 年版）》强调要关注学生个体差异，促进全体学生的发展。在此背景下，如何借助 GAI 技术破解差异化教学难题，实现从 "统一教学" 到 "因材施教" 的转变，成为当前初中数学教育面临的重要课题。从理论研究看，杨宗凯、王一岩等学者提出人机协同与人工智能生态理念，为技术应用提供了理论支撑。从实际应用看，周刚、吴焰芳等指出，教师在差异化教学中既面临资源开发效率低的问题，又难以精准诊断学生的真实学情；林开彬、唐海军等强调 GAI 在提供个性化资源方面具有显著优势，却未能形成可推广的应用模式。现有研究虽已初涉 GAI 理论与运用，但对其在初中数学差异化教学中如何系统划分维度、获取实证数据及建立可操作模式，仍缺乏深入探讨。

基于此，本文聚焦 "如何实现 GAI 与初中数学差异化教学的深度融合" 这一核心问题，通过实证调研，识别影响初中生应用 GAI 的因素及作用规律；同时，针对传统课堂难以兼顾公平与个性的核心痛点，探索基于 GAI 的差异化教学模式，旨在为一线数学教师提供参考，助力构建适应智能时代的新型数学课堂。

初中生运用GAI影响因素模型的路径系数

1 研究设计

1.1 研究工具

在整合现有研究成果的基础上，参考浙江大学关于 GAI 应用的研究框架，并结合杨永强等提出的维度调查及林雯等的量表设计，编制《GAI 辅助初中数学差异化学习应用现状的调查问卷》（以下简称 "问卷"）。问卷围绕使用场景、功能价值、学习效能、环境反馈与教学适配五个维度的关键因素展开，旨在掌握学生使用 GAI 辅助数学学习的应用现状，分析影响学生使用 GAI 的因素。

问卷的编制主要包括以下阶段：首先，依据研究框架与既有量表设计初步题项，形成问卷初稿；其次，开展专家咨询以检验内容效度，邀请数学行业的 2 门专家、2 名教研员以及 5 名高级教师采用内容效度评价表进行评审；最后，对 105 名初中学生进行小范围预调查，根据反馈对表述进行修订，形成正式问卷。

专家咨询评价涵盖题目相关性、表述清晰度、维度代表性和整体结构合理性等四个方面，采用四级评分（1 = 不相关，4 = 高度相关），根据专家反馈数据计算出问卷各题的内容效度指数为0.85，表明问卷具有较好的内容效度，因此专家一致认为问卷结构清晰、题项设计合理。

正式问卷由两部分组成，采用李克特五点计分法，从 "非常不符合" 到 "非常符合" 分别计1 至5 分，具体结构见表1。

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