小学数学课堂中AI 辅助工具对学生学习兴趣的影响研究

一、引言​

数学在小学教育阶段是核心学科，其对于培育学生的逻辑思维有着重要的作用。不过，传统的数学教学往往因为知识内容抽象且复杂，致使学生们常常会觉得十分枯燥。苏教版五年级的教材涉及了小数乘除法以及多边形面积等难度相对较高的内容。而 AI 辅助工具则能够把抽象的知识变得直观，同时还可以给予学生个性化的支持，为激发学生们的学习兴趣以及提升课堂教学的效果开启了新的可能性。

二、AI 辅助工具激发学生学习兴趣的理论基础

2.1 多元智能理论与 AI 辅助工具

霍华德·加德纳提出了多元智能理论，此理论指出人类智能呈现多元的特性，涵盖了语言智能、逻辑数学智能、空间智能、身体运动智能、音乐智能、人际智能、内省智能等诸多方面。AI 辅助工具能够面向不同智能类型的学生给予多样化的学习途径。空间智能相对较强的学生在学习苏教版五年级‘多边形面积’单元时，AI 辅助工具能够通过 3D 建模来展现不同多边形的拼接、割补流程，以此助力学生以直观的方式理解面积计算公式的推导过程，这样的可视化呈现与空间智能方面具备优势的学生的学习特质相契合，能够激发他们对于数学学习的那份兴趣。至于语言智能突出的学生，AI 则可以设置诸如数学故事讲解、数学问题口头表述这类功能，使得学生能够在运用语言的过程当中理解数学知识，调动起他们学习的积极主动性。

2.2 认知负荷理论与AI 辅助工具应用

认知负荷理论表明，一旦学习任务超出了学生所能承受的认知负荷范围，那么学习效率便会出现降低的情况。就苏教版小学数学五年级的部分内容来讲，像“小数除法”这部分知识，其计算步骤繁琐、概念抽象，很容易让学生在学习过程中产生较高的认知负荷。而 AI 辅助工具则能够通过简化信息的呈现方式以及提供分步指导等方法，减轻学生的认知负担。例如在讲解小数除法运算时，AI 会以动画形式，逐步地展示小数点移动的情况以及试商的整个过程，把复杂的运算过程拆解成个简单的步骤，以降低学生理解的难度。与此同时，AI 还可以依据学生对知识的掌握状况，适时地对讲解的速度和深度做出调整，从而确保学生是在适宜的认知负荷条件下展开学习的，维持学生对数学学习兴趣，防止学生因为学习上遇到困难而产生厌烦的情绪。

三、AI 辅助工具在小学数学课堂中的应用形式

3.1 智能教学平台的运用

智能教学平台是常见的 AI 辅助工具范畴。就苏教版五年级的数学教学来看，这类平台能够对丰富多样的教学资源加以整合，包括电子教材、教学视频以及互动习题等等。对于“因数与倍数”的教学而言，平台会给出形象生动的动画视频，对因数与倍数概念的起源以及其在日常生活中的应用进行介绍，比如在包装物品时，如何依据物品的数量确定合适的包装规格，包含因数知识。并且，平台还可以按照学生的答题状况，借助 AI 算法剖析学生在知识掌握方面存在的薄弱之处，为学生推送契合其个人情况的学习资料以及强化练习内容。学生处在这种具有针对性的学习情境之下，就更容易攻克知识难点，从中收获学习所带来的成就感，进一步地提升自身对于数学学习的兴趣。

3.2 数学学习类APP 的功能发挥

数学学习类 APP 有着便捷这一特性，学生能够随时随地对其加以运用。诸多APP 设置了游戏化学习的模块，针对苏教版五年级的“分数加法和减法”而言，其设计了分数接龙游戏，学生只有正确计算分数加减法，才可以完成接龙这一环节。在游戏竞争的氛围当中，学生能够以积极的态度参与到运算之中，并且能在轻松且愉快的氛围里对数学知识予以掌握。还有部分 APP 具备智能辅导功能，当学生在做练习题碰到困难时，只要点击题目，就可以获取到详细的解题思路以及步骤，仿佛拥有了专属自己的辅导老师，能够及时将学习过程中产生的疑惑予以解决，维持对数学学习的那份热情。

3.3 虚拟数学实验室的实践

虚拟数学实验室通过着 AI 以及虚拟现实技术的助力，给学生营造沉浸式的学习环境。当学习有关“圆的周长以及面积”内容时，学生能够在虚拟实验室当中自主开展相关操作，通过对圆的半径加以改变，观察周长以及面积所呈现的变化规律，并且亲自动手进行测量以及计算操作，让自身对相关公式的理解深刻。这种通过亲身体验的学习方式相较于传统的由教师单纯讲授的模式而言，明显更具吸引力，能够激发起学生主动探索数学当中诸多奥秘的欲望，还可以提升学生的学习兴趣。此外，虚拟实验室还具备记录学生操作相关数据的功能，能够对学生的思维过程以及学习习惯加以分析，为教师开展教学活动提供一定的参考依据，以便进一步对教学进行优化，使其能够更好地契合学生的实际需求。

四、AI 辅助工具对学生学习兴趣影响的具体表现

4.1 增强学习内容的趣味性

AI 辅助工具具备将苏教版小学数学五年级教材里抽象知识转化成有趣形式的能力。当讲解“统计”知识之时， AI 能够借助动态图表来展现不同数据的变化趋向，如展示学校各个年级学生人数的变动情况、校园之中不同季节植物生长高度的改变等源自真实场景的数据，从而让原本枯燥乏味的统计知识变得鲜活生动且富有趣味。学生们受到这些有意思的实例吸引，会更加乐意主动地投入到学习当中，其对于数学学习的兴趣也显著地得到了提升。此外，AI 还可以利用语音、动画等多种元素，给数学知识的讲解增加趣味性，比如在讲解数学概念时，配上幽默的动画角色来加以解说，使学生能在欢笑之中理解知识，改变他们对于数学枯燥这一固有刻板印象。

4.2 满足学生个性化学习需求

不同的学生，其学习能力以及学习进度均存在差异，AI 辅助工具恰好能借此实现个性化的教学。持续对学生的学习数据加以分析，AI 便能够知晓学生知识的掌握状况、学习习惯等情况。就学习能力相对较强的学生而言，在学习“简易方程”这一内容时， AI 能够给出拓展性的题目，比如复杂方程在实际生活当中的高级应用实例，以满足他们的求知欲望，而挑战高难度题目所收获的成就感还会进一步促使他们的学习兴趣得以激发。对于基础薄弱的学生，AI 会从巩固基础知识入手，采用简单且易于理解的方式讲解方程的概念以及具体的解法，逐步提升他们的学习能力，助力学生克服在学习过程中所遇到的困难，重新建立学习的信心，最终使得他们的学习兴趣得以提升。

4.3 提升学生课堂参与度

在课堂教学的情境之下，AI 辅助工具能够进一步增添互动环节，从而在一定程度上提升学生的参与程度。教师可以借助智能教学平台来发起诸如课堂抢答、小组竞赛活动。就拿复习五年级数学知识来讲，教师可以设置限时答题竞赛，所设置的题目会包含各个单元的重点内容。学生借助终端设备能够快速地进行答题，而平台也会即时展示排名以及答题的具体情况。这样带有竞争性质的氛围能够有效激发学生的好胜心，推动他们积极展开思考，并且踊跃地参与到活动当中。在小组合作学习的过程里，AI 能够为小组给予讨论引导，同时也能提供资料推荐等相关支持。例如在探讨“解决问题的策略”这一内容时，AI 可以依据小组讨论的具体方向，推送与之相关的策略案例以及能够起到思路启发作用的内容，以助力小组更加出色地完成学习任务，使得学生在积极参与课堂活动的过程当中，能够真切感受到数学学习所带来的乐趣，实现学习兴趣的有效提升。

五、结论

AI 辅助工具于苏教版五年级的数学课堂当中，对学生们的学习兴趣产生了积极的影响。它和多元智能、认知负荷等相关理论契合，以智能教学平台等作为应用形式，能够让教学内容的趣味性得以增强，还能满足学生们的个性化需求，促使学生的参与度获得提升。当然，在此过程中，要求教师要对自身的信息应用能力加以提升，并且给予学生合理的引导，唯有如此，才可以充分将其作用发挥，为数学教育增添活力。

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