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摘要：人工智能技术同教育领域展开深度结合之后，智能化教学实验设计慢慢变成数学教育改革的主要话题。在数字化转型的大环境之下，传统的数学教学模式碰上不少难题，急需依靠现代信息技术手段提高教学成果并改良课堂效率。智能化教学实验设计通过整合机器学习、自然语言处理、数据可视化等前沿技术，为数学教育提供了全新的解决方案。该创新模式可以做到个性化的学习路径精准设计，而且依靠智能分析和精准推送技术，助力学生冲破学习阻碍，唤起数学学习的兴趣，还能提高学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。

关键词：DeepSeek；网络画板；智能实验设计；一次函数；数学教育

数学教育作为基础教育体系的重要组成部分，其发展水平直接关系到学生核心素养的培养效果。传统教学模式往往以固定教材内容的机械灌输和单向知识传递为主，很难满足学生的个性化学习需求，更不能有效促进学生数学思维能力的全面发展。DeepSeek作为一项革新性的大规模预训语言模型，在数学推理及自然语言处置范畴存在比较显著的技术亮点，为智能化数学教育给予了必要的技术支撑。凭借智能化实验设计框架，该模型可以做到教学内容的动态生成，而且具有对学生学习过程实施即时监测的能力。

一、技术融合的理论基础

智能实验设计依靠多学科理论支撑体系搭建。按照皮亚杰的认知发展理论，学习者通过互动操作来完成知识建构，DeepSeek对话平台和网络画板工具给学生从具体运算思维迈向形式运算思维给予了有力支撑。建构主义学习理论指导下，学生通过与DeepSeek对话交流和网络画板图形探索，在真实情境中主动建构一次函数概念体系。技术接受模型（TAM）侧重于研究感知有用性及易用性对于使用者行为模式的影响机理，其优化路径涉及界面设计改善、操作流程简化和技术支持加强等诸多方面，目的在于全面优化技术应用的实际成效与实践意义[1]。

例如讲解一次函数概念的时候，教学设计利用DeepSeek模块加入互动环节“列举生活里有哪些情形符合恒定速率变化规律”，目的是促使学生把数学知识同自身经验联系起来，加深对匀速运动或者固定比例这类典型应用场合的认识。再用网络画板表现y=2x+1的图像，凭借参数滑块改变k和b数值，让学生直观体会到斜率以及截距如何影响直线的位置和形状。当学生操作时，系统记录其认知发展轨迹，从具体的数值计算逐步过渡到抽象的函数关系理解，体现皮亚杰理论中的认知发展过程。而且系统还会凭借学生的操作频率和逗留时间来剖析学生的认知负荷，如果察觉到学生在某个概念点上停留的时间过长，DeepSeek就会积极发问“您在这里有什么疑惑呢？”，然后给予相关的概念澄清。网络画板既可以显示函数表达式，也可以显现函数图形并显示函数的数据表格，这就促使学生创建多种表象之间的关联，从而加深理解。这样学生就在互动操作中，从生活事例到图形转变，多个维度上形成认识联系，通过智能反馈解决难点，让其从形象感受慢慢走上抽象道路。

二、智能实验设计的核心要素

智能实验设计构造集成化互动学习环境，其中包含五个主要要素。智能问答系统以内核DeepSeek为主要载体，它有着极强的数学推理与自然语言分析能力，能够理解学生所问的问题，阐释概念，引领思维走向，并纠正谬误。可视化交互平台通过网络画板为抽象概念提供直观表示，支持拖拽、缩放等操作和动态演示。实时反馈机制观察学习状况，立刻给出操作提醒并答复疑问。多人共用虚拟空间的协作学习环境已经建成，学生能够共同操作图形，分享所获发现，DeepSeek参加讨论并给予专业看法[2]。

例如，学习一次函数性质时，DeepSeek智能问答系统能识别学生提问“为什么k>0时函数递增？”并给出分层解释。网络画板同步显示多条不同斜率的直线，学生可以调节k值，感受图像变化的趋势。个性化的学习路径会根据不同人的掌握情况，对于概念基础较弱的学生给予更多的概念巩固题练习，对于能力较强的则增加一些函数应用题。实时反馈系统若察觉到学生对于截距概念存在理解上的困难，便会及时地推送出相应的提示及辅助资料。在协作学习这一环节当中，不少学生可以在同一个画板之上标注属于自己的不同颜色的函数图像，并把自己所发现的以及存在的疑惑之处共同分享出来。DeepSeek作为智能导师参与小组讨论，当学生们对于某个结论产生分歧时，它会引导学生们开展实验，例如让学生们预测k=-2时图像的特征，再通过操作来判断预测是否正确。

三、智能实验设计的实施策略

要取得成果，就须要有好的策略。分层递进策略针对一次函数学习层次性，设置概念对话、图像操作、综合应用等不同层级的实验。情境化策略创设手机话费、出租车计费等生活情境，提升学习的意义感。探究性策略设计主动探究任务，引导学生自主发现数学规律。差异性策略实现多难多路径，并且自动调节实验的难易程度，可以适配不同学生的学习习惯。评价导向策略建立完整的评价系统，记录学生的操作轨迹和思维过程，用大数据来发现学生的学习方法和学习难处，帮助教师来改进自己的教学。

结语：

基于DeepSeek和网络画板的初中数学智能实验设计研究代表着数学教育技术发展的新趋势。它把人工智能的智能问答能力和网络画板的可视化功能融合起来，营造出一个交互性、个性化、智能化为一体的数字学习环境。这种新的实验模式设计，既能让学生取得更好的数学学习成绩，同时还可以锻炼学生的数学思维方式，培养学生的创新精神。此种智能实验平台拥有自动学习系统，可以随着学生的学习程度与学习速度去调节实验难易程度，从而改变推送实验的难易程度。

参考文献：

[1]才如曼.AI人工智能在初中数学课堂教学中的应用[J].数学大世界(下旬),2024,(11):80-82.

[2]韩艳英.信息时代初中数学实验教学探析[J].安徽教育科研,2024,(26):96-98.

余金芝

江门中港英文学校