小学数学教师跨学科教学中AI工具的选择与应用效果评估

摘要：而随着小学数学的发展，跨学科教学因将与其它学科和知识相联系整合应用，促进学生知识能力提升，被广泛应用于教学课堂。随着人工智能技术的不断发展，AI工具为课堂教学注入了新的活力源泉。因此在促使教师及时更新自己教学方法的同时，也要关注将AI工具引入到教育教学当中，为学生带来全新的教育教学体验。本文通过探讨了小学数学教师在跨学科教学中选择与应用AI工具的意义、应用策略以及效果评估。以期为小学数学教育课堂的提升提供参考。

关键词：小学数学；跨学科教学；AI工具；效果评估；应用策略

引言

跨学科教学成为当前教育改革的重要趋势，要求教师在教授数学过程时融入其它学科知识，实现知识之间的联系与融合和学生的综合学习能力提升。这种教学方式鼓励学生跳出单一学科的思维模式，运用多种学科的知识和方法解决问题，培养了学生的跨界思维能力和创新思维能力，有助于锻炼学生解决实际生活中的问题。‌而AI技术的引入，为小学数学跨学科教学提供了丰富的教学资源和教学工具，能够实现学生的个性化学习，有效提升教学质量，为学生提供了全新的学习体验。

一、小学数学教师跨学科教学中的选择与应用AI工具的意义

1.提升教学效率

在小学数学跨学科教学中，教师借助AI技术可以提供丰富的教学资源、个性化学习、精准的教学评估。教师通过AI技术进行小学数学的跨学科教学，为学生提供丰富的教学资源，制定了教学方案，使教师能够因材施教，促进学生的个性化学习，这为学生带来了全新的体验，从而提高了教学效果。并且AI技术还能对学生的学习情况进行精准评估，帮助教师及时了解学生的学习进度和问题所在，从而调整教学策略，进一步提高教学效率。‌

2.增强学生参与度

在小学跨学科教学中，教师利用AI技术的虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）、增强现实（Augmented Reality，简称AR）等功能，可以为学生构建直观趣味的教学环境，使抽象的知识变得生动，从而激发学生的学习兴趣和参与度。

二、小学数学教师跨学科教学中AI工具的选择与应用策略

1.借助AI工具，吸引学生注意力

教师在小学数学课堂进行跨学科教学，由于课堂环境和课堂时间的局限性，不难满足学生的学习需求。而在跨学科教学中使用AI工具，能够打破时间和空间的限制，吸引学生的注意力，学生在学习过程会更加专注，从而有效提升小学数学教学在进行跨学科教学的教学质量。

例如，教师在讲授《认识方向》时，教师利用AI技术中的虚拟现实（VR）功能，为学生创建一个沉浸式的三维环境，模拟出一个宝藏岛的场景。学生如果想要获得宝藏就要穿过森林，结合地理和科学的知识，在森林里正确地判断宝藏所在地的方向和位置。学生头戴VR头盔，身临其境地闯关宝藏岛，学生要判断出正确的方向，才能完成闯关。教师在其中融入了地理、科学科学等其他学科的知识，进一步丰富教学内容，让学生理解方向与自然现象之间的联系。这种直观且富有趣味性的教学方式，能够迅速吸引学生的注意力，使他们对方向的认识产生浓厚的兴趣，提升学生的跨学科思维和应用能力‌。

2.通过AI工具，将复杂的知识简单化

数学理论具有抽象性，教师难以用语言将这些复杂枯燥的数学知识向学生展现，导致学生难以获得更深层次的理解。因此教师可以利用AI工具来辅助小学数学的跨学科教学，将抽象复杂的知识简单化、直观化，让学生能够直观地对于数学知识产生了解。教师通过使用AI工具，将数学理论知识变得简单生动，使学生了解数学知识并且获得巩固。

例如，教师在讲解《分数的初步认识（一）》，教师可以利用AI工具，结合美术学科进行图形绘制，让学生更加直观地理解分数所表示的部分与整体的关系。通过使用AI绘画工具和动画制作工具，将抽象的分数概念转化为生动的视觉影像，辅助教师的小学数学课堂教学。在这个教学过程当中，学生初步地了解了分数的概念。之后教师可以将分数知识与美术相结合，让学生自己画出一个图形，让学生思考平均分割这个图形，并用彩笔涂出其中的一份，表明这个部分是图形的几分之一。教师再利用AI动画播放一个动物分事物的故事，来吸引学生的学习兴趣，为学生巩固分数的概念。通过这样的融合能够帮助学生对于分数有更深层次的了解，使学生能够真正掌握分数这一章节的知识理论。

3.结合AI工具，锻炼学生的思维能力

数学是具有很强的逻辑性和高思维性的学科，学生需要具备强大的逻辑思维能力来理解和解决问题。培养学生的数学思维能力，不仅是学生学习数学的基础，也能够帮助学生更好地理解和掌握数学知识，促进学生的全面发展。因此，小学数学教师在进行小学数学跨学科教学时，要结合AI工具，来锻炼学生的思维能力，使学生能够运用数学逻辑思维能力，去解决实际教学问题。

例如，教师在讲授《长方体和正方体》时，教师可以利用AI工具结合美术学科开展小学数学课堂的跨学科教育教学活动。利用AI平台的VR技术，让学生“走进”一个由长方体和正方体构成的虚拟世界，直观感受立体图形的空间结构。教师提前制作出长方体和正方体的3D模型，通过动画演示讲解其表面积和体积的计算方法。然后教师引导学生思考如何将数学中的立体图形转化为美术创作。开展设计一个长方体和正方体为基础的抽象艺术作品，通过AI平台的使用，学生运用数字绘画软件或VR画笔，在虚拟空间中进行美术创作。同时，他们需要考虑如何运用数学中的比例、对称等原则来美化作品。学生通过创作作品，能够更深层次的理解长方体和正方体的基本性质、表面积和体积的计算方法，以及在美术中的应用。

三、小学数学教师跨学科教学中AI工具的选择与应用效果评估

小学数学教师将AI教学引入到课堂的跨学科教学中，与传统形式的教学方式相比，使用AI工具进行教学，提升教学质量和学生的学习效果。在小学数学跨学科教学中使用AI工具辅助教学，能够使抽象的小学数学理论知识更加生动、直观，能够有效激发学生学习兴趣，提升学生的参与度，从而提高学习成绩和学习效果，从而提升整个课堂的教学效果。

结语

小学数学教师跨学科教学中AI工具的选择与应用具有重要意义，能够符合新时代教学发展的需要，显著提高学生的学习效果。通过小学数学教师跨学科教学中AI工具的选择与应用策略，可以提高教学质量，促进学生全面发展。未来，教师要不断探索和适应新的教学技术，以期能够促进小学数学课堂的全面发展。

参考文献

[1]宋维堂.小学数学课程中跨学科融合的教学思考[J].第二课堂（D），2022，（07）：40.

[2]吴晓军.小学数学跨学科教学的实践探索[J].数学大世界（中旬），2022，（04）：38-40.

[3]杨晓宇.AI背景下小学数学智慧课堂教学[J].科幻画报，2021，（09）：227-228.

注：本文系《人工智能背景下小学数学教师跨学科教学能力提升研究》在泰州市教育科学“十四五”规划2024年度课题申报评审中获准立项为市规人工智能专项课题（课题编号：TZSJYKXGH/rgzn/2024052）研究成果