中小学数字化教学所面临的主要挑战之一是教师的数字化素养不足。许多教师在数字化技术方面的知识和能力有限，缺乏有效的教学方法和策略，无法充分利用数字化工具和资源来提升教学质量。因此，教师需要接受持续的专业培训，提高自身的数字化素养，才能更好地应对数字化教学的挑战。
另一个挑战是数字化教学资源的不平衡性。有些学校或地区的数字化教学资源丰富，设备先进，而另一些学校或地区则存在资源匮乏的问题，导致学生在数字化学习方面存在差距。要解决这一问题，需要政府加大投入，促进教育资源的均衡发展，确保每个学生都能享受到优质的数字化教学资源。
数字化教学还面临着教育教学内容与数字化技术整合的挑战。教师需要将课程内容与数字化技术有机结合，设计出符合学生学习需求的数字化教学方案。但是，这需要教师具备较强的跨学科知识和教学设计能力，能够将不同学科的知识融会贯通，创造性地应用数字化技术进行教学。
数字化教学还面临着学生数字素养水平参差不齐的挑战。一些学生缺乏有效的数字化学习能力，无法熟练运用数字化工具进行学习和研究，影响了他们的学习效果。因此，需要学校和教师重视学生的数字素养培养，帮助他们掌握数字化技术，提高学习效率和质量。
另一个挑战是数字化教学对教育教学模式的改变。传统的教学模式是以教师为中心的，而数字化教学则更注重学生的自主学习和合作学习。这种转变需要学校和教师更新教育理念，转变教学方式，为学生提供更广泛、更多样化的学习途径和方法，激发他们的学习兴趣和动力。
数字化教学还面临着信息安全和隐私保护的挑战。在数字化教学过程中，学生和教师涉及的信息和数据会存在被窃取或泄露的风险，如果不加以有效保护，将对学生和教师的合法权益造成损害。因此，学校和相关机构需要加强信息安全意识教育，建立健全的信息安全管理机制，保障数字化教学的安全稳定进行。