AI技术助力数学教学革新——常州举办高中人工智能数学研讨活动

为积极响应国家教育数字化战略，深入探索人工智能技术与高中数学教学的融合之道，4月9日下午，由常州市教育科学研究院组织的“人工智能赋能高中数学教学”专题研讨会在江苏省常州高级中学成功举办。本次活动重点关注AI技术在课堂教学中的实际应用，旨在通过技术创新驱动教学模式变革，促进教师专业发展。全市各高中数学骨干教师、江苏省网络名师工作室成员、常州市高中数学名师工作室成员以及市高中数学中心组数字化学习研究小组成员等百余人参与了此次研讨。

第一环节——同课异构·立体几何：AI激活空间想象力

课例1：《圆柱、圆锥、圆台和球》

授课教师：吕云海（江苏省前黄高级中学、张加红名师工作室）

吕云海老师以“复习旧知—创设情境—探究问题—总结归纳—巩固应用”为教学主线。从棱柱、棱锥、棱台等已有知识出发，借助AI动态演示生动展示圆柱的旋转形成过程，帮助学生迅速理解核心定义。在AI技术的支持下，课堂充分体现学生主体地位，引导学生运用类比迁移方法，自主完成对圆锥、圆台和球的定义探究、特征总结与结构归纳，实现了从“被动接受”到“主动构建”的转变，有效提升了空间想象与逻辑推理能力。吕老师还利用AI检索对比了欧几里得旋转定义与皮尔士平移定义，并结合数学史与生活实例，使抽象的立体几何知识变得形象易懂。课堂中融入了截面分析、简单组合体辨析等内容，AI技术的赋能协同攻克了教学重难点，为高中数学智慧课堂的建设提供了生动案例。

课例2：《圆柱、圆锥、圆台和球》

授课教师：隋玉霞（江苏省前黄高级中学、吴莉娜名师工作室）

隋玉霞老师以“建筑中的几何体”为情境导入，采用问题驱动与类比迁移的教学策略。首先引导学生回顾初中阶段对圆柱的初步认识，结合《几何原本》中的旋转定义与现代教材表述，组织学生对比分析不同定义的严谨性，深化对圆柱结构特征的理解。随后鼓励学生类比圆柱的定义方式，自主推导圆锥、圆台及球的形成过程。教师对每一类旋转体的图形、构成元素、符号表示及结构特征进行了清晰归纳，并通过动态演示揭示了“底面变化导致几何体演变”的内在逻辑。本课创新性地引入了AI辅助学习环节：学生利用豆包、DeepSeek等大模型工具对相关命题进行正误判断并尝试构建反例，提升了批判性思维与信息检索能力。在复杂图形分解任务中，学生需要描述直角梯形旋转所形成的几何体的结构特征并自主提出延伸问题，进一步锻炼了数学表达与探究能力。课程最后，教师提出了旋转体三视图、表面积体积计算、中国古代数学成就及GeoGebra建模等拓展方向，鼓励学生课后深入探索，实现了数学史、现代技术、文化内涵与核心素养的有机结合。

同课异构·复数：从“形式运算”迈向“几何直观”

课例3：《复数的三角形式》

授课教师：陈武（江苏省常州高级中学、张捷名师工作室）

陈武老师以AI视频介绍流传百年的几何趣题“海盗藏宝”，迅速点燃了学生的学习兴趣。接着，以复平面内从原点出发的向量为桥梁，联系向量的模与夹角，结合三角函数中的象限角与三角函数定义，引出复数模长和辐角的概念，引导学生探索三角形式下复数乘法的运算规律，得出“乘积的模等于模的乘积，乘积的辐角等于辐角的和”的结论。在这一过程中，陈老师借助GeoGebra进行动态演示，将“看不见”的数学知识转化为直观的动态图像，并回到情境中尝试利用复数乘法解决海盗藏宝问题。本节课将AI工具与GeoGebra相结合，对复数三角形式及其几何意义实施了可视化教学，让学生经历了从代数形式到三角形式的发现过程，有效突破了教学难点，提升了核心素养。

课例4：《复数的三角形式》

授课教师：程庆保（常州市第一中学、张志勇网络名师工作室）

程庆保老师从数学家求解三次方程 \(x^3=15x+4\) 时“邂逅”虚数的历史故事引入，引导学生重走探索之路。从解方程 \(z^3=1\) 出发，观察其解在单位圆上的美妙分布，自然引出用“长度”（模）和“方向”（辐角）表示复数的必要性，从而建构出复数的三角形式这一核心概念。随后，课程巧妙地利用AI生成的交互式可视化工具，让学生动态操作复数，直观观察复数乘法运算所引起的向量“旋转”与“伸缩”效应，进而大胆猜想“模长相乘、辐角相加”的运算规律，并通过严谨推理完成了从几何猜想到代数证明的完整探究过程。最后，程老师引导学生发散思维，类比出复数除法、乘方、开方的几何意义，并借助可视化工具进行验证。本节课以数学史为引、以具体问题为驱动，利用交互式可视化工具作为认知支架，充分体现了AI赋能数学核心概念教学的思路。

第二环节——专题讲座：AI重塑数学教学新场景

讲座1：《人工智能生成数学教学新场景——以概率统计教学变革为例》

主讲人：赵军强（溧阳光华中学）

赵军强老师聚焦AI技术在数学课堂的创新应用，围绕人工智能如何重塑数学教学场景进行了深入分享。针对高中数学核心知识点，他重点以超几何分布、二项分布、正态分布等概率统计内容为例，详细阐述了AI技术如何打造可视化、互动性的教学新场景，为一线数学教师带来了前沿的教学思路与实践方案。

讲座2：《以质致远，创新而行——人工智能赋能数学教学的实践与思考》

主讲人：张志勇（常州市第五中学）

张志勇教授通过丰富的案例展示了人工智能融入数学教学的多元路径。讲座指出，从2025年DeepSeek的火爆出圈到2026年OpenClaw开启“自主执行”新纪元，AI正叩响教室之门。张老师强调：“只有深入学科的人工智能才能真正发挥作用。”在“教学提质”环节，他以“正弦函数与余弦函数的叠加”为例，现场演示了如何借助AI设计探究方案、生成Python与GeoGebra可视化资源。在“学习变革”板块，他分享了学生借助自建智能体“数学探索家”开展斐波那契数列探究的真实课例，呈现了“猜想—论证”的完整过程。针对评价与教研，讲座介绍了AIME数学课堂教学智能评价系统、WorkBuddy研读课标、夸克辅助撰写论文等具体工具的应用场景。最后，张老师提醒要警惕大模型的认知幻觉，指出找准“人工智能+数学教育”发力点的核心在于“挖掘人工智能的生成优势、支持数学探究的活动展开、推动数学思维的拔节生长”。整场讲座既有前沿技术洞察，又紧扣一线教学实际，为与会教师提供了从“工具应用”走向“认知架构”的专业启迪。

三位工作室领衔人对课堂进行了点评。张加红校长点评吕云海老师的课以AI动态演示破解了空间想象的瓶颈，旋转生成过程的可视化帮助学生快速把握核心定义；隋玉霞老师引导学生运用大模型自主辨析命题、构建反例，实现了从“教师演示”到“学生探究”的工具转型；陈武老师则以AI情境导入与GeoGebra动态可视化协同，将复数乘法的几何意义直观呈现，抽象知识的可视化效果显著；程庆保老师引导学生经历从代数形式到三角形式的发现过程，核心素养在可视化探究中得到有效提升。

吴莉娜教授认为隋玉霞老师将问题驱动与AI辅助结合，让学生在复杂图形分解中锻炼了数学表达与批判性思维能力；陈武老师引导学生经历从代数形式到三角形式的发现过程，核心素养在可视化探究中得到有效提升。

张捷教授提出隋玉霞老师以建筑情境贯穿始终，揭示了“底面变化引发几何体演变”的动态逻辑与几何内在统一性；陈武老师则让“海盗藏宝”经典问题与复数乘法规律巧妙呼应，数学史、技术应用与问题解决实现了三维融合。

本次活动通过四节同课异构课和两场专题讲座，立体展示了人工智能在高中数学课堂中的多元应用路径，为全市高中数学教师搭建了高质量的交流平台，也为推动区域数学教育数字化转型注入了新的动力。

图/文：俞廉洁

审核：吴莉娜