人工智能技术与小学数学教学深度融合措施研究

引言：《义务教育数学课程标准（2022 年版）》提出“合理利用现代信息技术，提供丰富的学习资源，设计生动的教学活动，促进教学方式方法的变革”的理念。人工智能技术作为现代信息技术的典型代表之一，与小学数学教学相结合，有利于学生深入理解数学知识，提升学习体验。由此可见，积极推动人工智能技术与小学数学教学深度融合，是当前必须关注的内容。因此，研究此项课题，具有十分重要的意义。

一、激发学习兴趣

传统小学数学教学方式枯燥且单一，导致学生很难对数学知识产生兴趣。相较之下，将人工智能技术与小学数学教学深入融合，可有效激发热情，从而产生主动学习行为。以学习《多位数乘一位数》为例，可借助小游戏调动学生的学习兴趣。例如，在开展教学活动前，引导参与游戏活动，即让学生尝试在手机 APP 上完成游戏“10 只猴子的乘法”。该方法的优势在于，解救 10 只被困在茂密树林里猴子的游戏，能充分契合学生喜欢游戏的特点，显著提高积极性，为深入学习课堂教学内容做好铺垫。期间，AI 系统会根据解题速度、时长等游戏行为，实时调整乘法习题的难度，确保每位学生都能获得自信心和成就感，保证可以真正调动学习能动性。或者，学习《公顷和平方千米》时，想要实现帮助学生掌握面积单位公顷、平方千米的教学目标，应运用人工智能技术，唤起学生的学习欲望。比如，运用即梦 AI，自动生成与教学内容有关的生活化情境，将公顷和平方千米的相关知识具象化。还可鼓励使用“测亩仪”APP，亲自动手测量田地，进一步感受公顷和平方千米的实际大小[1]。

二、优化教学活动

利用人工智能技术，能改变传统教师主导教学活动的模式，让学生成为教学活动主体。以学习《三位数乘两位数》为例，由于该部分以掌握三位数乘两位数的基本算法为主要内容，若采取教师直接讲授的策略，不仅难以提高学习兴趣，还无法助力学生形成深刻理解与认识，故应利用人工智能技术优化教学活动。例如，先运用“国家中小学智慧教育平台”发布自学任务，再以人工智能技术为媒介，完善教学方案，即根据系统采集和汇总的学习行为数据，分析所有学生的自学情况，明确全班学生的整体学习能力、存在的共性与个性问题等。最后，以此为基础，调整教学侧重点和教学方式。或者，以人工智能技术为媒介，加强课堂互动。依旧以上述内容为例，因学生发展特征存在明显差异，课堂学习质量自然各不相同。可采取“摄像头 +AI 算法”的策略，针对性优化课堂互动环节。该方法能在实时记录学习过程中，追踪面部表情、语音识别等，展现学生注意力集中程度和合作学习参与度，为制定更高效的课堂互动方案提供针对性依据。

三、推动因材施教

在传统小学数学教学活动中，教师很难在有限的时间和空间内，为每位学生提供帮助，导致因材施教理念无法得到充分落实。然而，通过人工智能技术与小学数学教学深度融合，可有效解决此类问题。以学习《小数除法》为例，利用人工智能技术，打造具有良好个性化特征的课堂教学活动。例如，人工智能技术可先采集学生的学习行为数据，包括书写笔迹、眼动、语调等。再从多个维度着手，满足不同学生的学习需求。首先，数据采集后，根据 AI 算法生成认知特征图谱，明确学生对小数除法知识的整体掌握情况。其次，结合图谱评估学习能力值，以及生成相应的练习题。待学生完成后，对习题中出现的错误类型进行分析，再针对性提供学习内容。比如，若错误类型为计算策略不当，表明未能充分掌握小数除法的计算方法。此时，会推送与小数除法计算方法有关的逻辑思维导图。最后，结合教学内容，形成与小学除法有关的知识图谱。再运用 MDP 模型评估、预测当前学习状态，并生成观看讲解视频、结合生活情境进行练习等能大幅提高成效的学习路径。

四、丰富教学方式

人工智能技术与小学数学教学深度融合，还能让教学方式变得更加丰富多样，在大幅提高教学效率基础上，显著改善学生的学习体验。以学习《分数乘法》为例，想要达到让学生掌握整数乘以分数计算方法的目的，除了教师讲授外，加入虚拟助教也是不容忽视的方法之一。例如，由“百度智能云曦灵”代替教师讲解整数乘分数的计算方法。具体内容为，教师先输入与教学内容有关的完整文本，定制个性化人像，以及设置与实际生活有关的渲染背景。系统会在快速生成虚拟形象后，自动讲解整数乘分数计算方法的相关内容。期间，若学生存在疑问，可随时进行提问，生成的虚拟助教也会实时回复。或者，学习《长方体和正方体》时，可运用“Arloon Geometry”“GeoGebraAR”等虚拟数学教具开展教学活动。该方法通过将VR、AR 技术与AI 相结合，打造沉浸式教学环境，让学生对长方体和正方体的认识更加全面，也能确保对长方体和正方体表面积、体积等知识的理解更深刻。另外，人工智能技术还可融入小学数学课后作业中。比如，以“钉钉”“作业帮”等为基础，布置小学数学课后作业。该方法可利用AI 技术，实现智能批改与反馈，便于为不同层次学生提供个性化指导 [2]。

结论：综上所述，将人工智能技术与小学数学充分结合起来，不仅能有效激发学生的学习兴趣，还可运用多元化的教学方式，改善学习质量。所以，小学数学教师必须正视人工智能技术的优势与价值。同时，还应结合实际情况，在课前预习、课堂活动、个性化教学等环节，科学融入人工智能技术，确保可以充分推动人工智能技术与小学数学教学深度融合，便于为学生学好数学知识，提供更多保障与支撑。

参考文献：

[1] 王建华 , 张静 . 人工智能技术与小学数学教学的深度融合策略 [J]. 小学教学参考 ,2023,(05):4-6.

[2] 林玉娜 . 人工智能技术与小学数学教学的融合策略探究 [J]. 新课程导学 ,2025,(03):51-54.