人工智能辅助下的小学数学教学模式创新研究

《义务教育数学课程标准（2022 年版）》中，提出了：推进信息技术与数学课程深度融合。对于小学数学教学而言，存在着抽象概念理解较为困难、个性化需求较难满足、实践场景不够丰富等的问题。人工智能具有数据处理突出、可以动态生成情境、实施精准分析等的优点，可以更好突破传统教学过程中的难题。在小学数学教学中，教师可以根据课程主题内容与教学模式，积极研究人工智能辅助下的小学数学教学模式创新方法与策略，通过发挥人工智能与数字化资源的优势，以此更好解决以往数学教学过程中的问题，引领学生积极地借助人工智能进行自主学习与合作探究，以期可以为小学数学教学创新提供一些参考。

一、智能构建个性化学习路径

基于建构主义学习理论，可以明确学习是学习者在原有知识经验基础上主动建构意义的过程。在生成式 AI 工具的帮助下，教师能够根据小学数学教学需要，智能分析学生的过往学习轨迹，以此可以动态调整教学内容、教学形式，让不同难度的知识适合不同类型的学生，以此构建个性化的学习路径[1]。

例如，根据人教版五下的“分数的意义”课程，教师可以借助 AI 工具分析学生的过往学习记录，从而形成适合不同学生的个性化学习方案。比如，通过对班级学生进行分析，教师可以明确小王理解“单位 1”方面较为欠缺，因此为其推送含有动态分割动画的微课视频，学生可以通过拖拽等操作将“一块蛋糕”等不同的生活情境抽象化为“单位 1”。针对小李掌握基础概念较好的情况，为其推送拓展任务，比如“探究分数在食谱配比中的应用”，能够促进学生运用分数知识解决实际生活问题，提高学生知识迁移运用能力。教师通过智能构建个性化学习路径，形成从诊断到推送再到反馈的闭环，在创新教学中精准达成目标。

二、智能赋能游戏化互动教学

在多元智能理论的指导下，教师可以明确不同学生具有不同的智能，有学生的阅读能力较好，有学生的绘画能力较强，有学生的操作能力突出。大部分学生对游戏都充满兴趣，因此教师可以借助人工智能工具，创设游戏化教学方式，在游戏化的情境互动中，可以实现即时反馈与自适应调节，提高课堂教学成效 [2]。

例如，在人教版四下“三角形的分类”教学中，教师可以借助 AI 工具创设“几何大师闯关”的游戏，将本课的知识点融入其中，创设互动的任务。学生能借助平板等工具进行触屏操作，基于边或角对三角形进行分类，系统能实时判断正误并推送一些三维动态的解析。比如有的学生错误地将等边三角形划分为等腰三角形，此时AI 工具会进行语音提示：等边三角形是特殊的等腰三角形，但要单独分类啊！智能化的游戏，还能创设“错题大挑战”的任务，辅助学生对高频的错误进行强化练习，这样可以让学生积极参与锻炼，当完成任务后获得虚拟的奖励，如“几何学习小战士”等荣誉称号。

三、创设深度学习的虚拟情境

在情境认知理论的指导下，教师应当明确学生的学习应发生在真实的情境中。因此，教师可以借助 AI 虚拟实验平台，通过在课堂上模拟一些现实问题，以此帮助学生在具体的亲身操作中理解一些数学抽象概念，提高学习的效果 [3]。

例如，人教版六下的“百分数的应用”，教师可以借助 AI 虚拟实验平台，在课堂上创设虚拟超市的情境。在这个情境中，大屏幕背景显示的是超市的货架，学生分别扮演收银员与顾客；超市实行“满 100 减 30”“全场打八折”的促销，收银员要根据这个策略计算顾客消费的金额。系统实时反馈计算过程，比如输入“150 元牛奶”时，AI 能够动态演示两种优惠方案的对比：方案一是150-30=120 元，方案二是 150×0.8=120 元。教师还能根据学生在情境表演过程中的情况，运用AI 虚拟平台提出一些开放式的问题，比如：如果购买多件商品，怎样进行组合最划算？以此可以引导学生探究折扣的本质，这样可以让学生深入理解百分数，便于后续深入学习百分数，在知识迁移中解决日常生活中的相关问题。

四、数据驱动的精准教学干预

在教育信息化背景下，教师可以获得教育教学各方面的大数据，因此可以对这些数据进行分析，以此在数据驱动下实施精准教学，优化教学策略，干预当前的教学内容与形式。教师要借助AI 系统工具，实时采集学生学习行为数据，能有效获得可视化的学情报告，还能为过程性评价与调整教学提供参考 [4]。

例如，根据人教版五上的“简易方程”的教学内容，教师可以借助 AI 工具中的错题分析工具，自动识别学生的错题类型。比如有的学生出现了这样的错误：移项环节未能变号。因此，在 AI 系统的辅助下，生成专项练习包，包括“天平平衡原理”动态演示、分步解题引导等相关数据资源。教师还可以借助课堂热力图，发现一些小组的共性问题，比如“列方程解决行程问题错误率较高”，因此及时调整当前教学策略，更加注重实施实际应用教学，构建“速度 × 时间 Σ=Σ 路程”的数学模型，将其直观展现出来，带领学生掌握解决这个数学模型的一般方法。

结语

综上所述，在人工智能的辅助下，教师能够更好创新构建小学数学教学模式，组织与实施个性化教学，引领学生参与游戏化活动，积极进行深度学习，用数据进行精准干预，有效提高小学数学教学效果，发展学生数学核心素养。未来教学实践和教研中，教师要继续探究人工智能的应用，更好发挥它的优势，以此更好推动小学数学教育教学的发展。

参考文献：

[1] 盛海迪 , 唐斌 . 人工智能视域下的小学数学教学分析与模式设计 [J].教学与管理, 2023(11):36-39 .

[2] 初延明 . 人工智能视域下小学数学教学新模式分析 [J]. 新课程教学（电子版）, 2024(12):138-140.

[3] 林延 .”互联网 +^,,, 背景下小学数学教学中融入数学文化的策略研究[J]. 教师 , 2024(29):57-59.

[4] 卜俊 .”智教慧学”: 人工智能赋能小学数学教学变革 [J]. 小学数学教育 , 2024(14):48-50.