基于人工智能的小学数学教师教学策略案例分享

引言

教师们在教授小学数学的时候遇到了各种难题，怎样按照学生的不同学习能力去施行差异化的教学计划呢？又怎样调动起学生的学习热情？怎样快速地处理学生学习中出现的各种问题呢？近些年来的技术发展突飞猛进，尤其以人工智能为代表的新技术为以上种种的难题提供了新思路，新的解决途径。本文将对人工智能在小学数学教学中的运用展开探讨，借助一些具体的教学案例策略，分析 AI 怎样在提高教学成效上帮到老师，让老师们在应对学生不同的学习能力和学习过程中的难题时更加得心应手，让小学数学教学质量得到提高，学生对学习的热情保持稳定且高涨。

1 人工智能在教育领域的应用概述

1.1 人工智能的原理与技术特性

人工智能技术在教育领域应用主要依靠的是机器学习、自然语言处理以及知识图谱等核心科技，这些技术存在三个明显特征，第一，自适应学习功能可以使得系统通过持续的数据分析持续改进算法模型，第二，个性化推荐功能可以依照学习者的个人特性给予量身定做的学习服务，第三，智能交互功能可达成自然流畅的人机对话体验，在教育场景当中，人工智能系统通过处理海量教育数据，能够辨认出繁杂的学习模式，给教师的教学决策赋予科学的根据。

1.2 教学策略的定义与分类

教学策略是教师为达成某种教学目的所采用的教学方法体系，从人工智能辅助角度出发，可分为三类：个性化教学策略，依靠学习分析技术，针对不同学生规划差异化的学习路线；互动式教学策略，利用智能系统改善课堂互动状况；问题解决策略，借助人工智能工具培育学生的高阶思维，其共性之处在于重视数据驱动、精确施教并动态调整，这是人工智能时代教学策略智能化的体现。

2 人工智能在小学数学教育中的应用现状研究

当下人工智能在小学数学教育里的应用表现出迅猛发展并展开多方面探索的态势，在技术应用层面上，智能题库，自适应学习系统以及虚拟助教等工具已经渐渐步入课堂教学之中，这些应用大多围绕着知识讲解，练习辅导以及学习分析这三个关键环节展开，不过在教学策略上的革新方面还有很大的发展空间，从地域分布角度来看，经济发达地区学校在人工智能应用的深度和广度上有着明显的优势，而欠发达地区却碰上基础设施和师资力量两方面的难题，而且，教师对于人工智能工具的接受程度和运用能力存在着明显的个人差别，大部分教师还只是处在基础功能使用的阶段。

3 人工智能辅助小学数学教学策略的实施建议

3.1 教师培训与支持

形成系统化的教师培训体系是执行智能化教学策略的关键基础，培训内容要包含三个主要方面，一是技术操作能力，让教师精通智能工具的使用方法，二是数据解读能力，发展教师解析学习数据并将其转为教学决策的能力，三是融合创新能力，助力教师把人工智能同教学设计有机结合，就培训形式而言，可以采取工作坊，案例研讨，校本研修等实践导向的培训方式，保证培训效果得以有效转化。

3.2 教学资源开发与应用

智能化教学资源开发要遵照“以学习者为中心”的设计观念，重点开发的资源种类有自适应学习内容，虚拟实验环境以及智能评测工具等，开发时要依靠教育专家，技术工程师和一线教师这种跨学科合作，保障资源具备教育价值和可用性，资源应用策略上，可采取“基础资源 + 特色定制”模式，既要维持基本教学质量，也要符合个性化需求，尤其要注意智能资源应用要同传统教学方法融合起来，做到优势互补。

3.3 教学评价体系的构建与优化研究

人工智能支撑下的教学评价体系要完成三个重要的改变，由只看结果的评价转变为全程评价，由只看知识的评价转变为多种能力的评价，由只做总结的评价转变为动态的评价。开发评价工具时要结合学习分析技术，教育测量技术以及数学学科的特点，保证评价的科学性与有效性。执行评价的时候也要注意学生的隐私，创建起伦理审查制度。

4 教学策略案例分析与讨论

4.1 个性化教学策略分析

个性化教学策略的主要价值就是借助人工智能技术找出学生的个别差别并予以相应扶持，智能诊断系统可以精确剖析学生的知识把握状况和认知特征，给每位学生塑造专属的知识图谱，自适应学习引擎依照即时学习数据来变动教学内容的难易程度及其表现形式，这种策略很好地化解了传统课堂无法顾及各种学习需求的难题，不过也要留意防止过分个性化引发的协作学习机遇缩减现象。

4.2 互动增强策略分析

互动加强策略借助人工智能技术来改善课堂互动的品质与效果，智能应答系统可以扩大师生互动的范围和深度，让更多的学生参与到互动中来，情感计算技术能够帮助教师迅速了解学生的感情状况，从而改变互动的方法，这种策略改变了传统课堂互动受到时间空间约束的情况，不过要格外留意技术互动不能代替真实的面对面交流，应该以推动深度思维互动作为目的。

4.3 问题解决策略分析

问题解决教学策略借助人工智能工具培养学生的高阶思维能力，智能问题生成系统能提供合适的问题情境和变式练习，解题过程分析工具能让学生反思自己的思维过程，这种策略有利于发展学生的数学思维和创新能力，不过也要防止技术工具代替学生独立思考，实施的时候教师要引领学生体会问题的本质，培育真正的数学问题解决能力。

结语

本文围绕着人工智能应用在小学数学教学中的相关问题进行了阐述，通过具体的案例分析比如个性化教学策略，互动增强策略以及问题解决策略等来展示 AI 如何帮助教师提升教学质量，研究结论显示人工智能技术应用有助于教师展开差异化教学，引发学生学习热情，还利于师生之间互动增强，优化学生解决问题的能力水平，但是要想让人工智能有效发挥作用需要教师自身业务能力不断发展并做好相关教学资源整合工作，未来科技不断前行，教育思想亦在不断发展，我们完全有理由相信人工智能会对小学数学教学产生重要影响。

参考文献

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