人工智能支持下的信息化小学数学课堂创新策略研究

引言：

基于当前教育和人工智能技术的深度融合，传统的教学模式也不断在创新优化，与此同时小学数学作为培养学生的逻辑思维能力，推理能力和抽象认知能力的关键学科，在推动学生全面成长方面有着无法取代的重要性，当下的小学数学课堂教学里，探究性学习活动大多只是走过场，学生主体参与度欠缺的情况比较严重。人工智能的介入使破解这些困境成为可能，其强大的数据处理与智能分析能力，能够优化教学流程，使教学精准匹配学生的真实学习需求［1］。同时在技术应用中如何保持教育的本质，仍是需要教师严肃对待的问题。

一、人工智能赋能小学数学教学的价值（一）重构生态探究，激发学习内驱力

人教版小学数学教材力求达成理论与实际的紧密结合，拿一年级“100 以内数的认识”和三年级“克与千克”来说，其教学规划均提倡学生经由动手操作来达成认知建构，人工智能技术可以冲破传统课堂那种静态探究的束缚，凭借虚拟现实或者交互式平台营造出动态的情景，把抽象的数学概念变成直观的生活感受，依靠大数据分析技术，系统可以随时检测并评判学生的各种学习行为特点，进而做到个性化的任务推送以及动态调节，促使学生由被动接收转变为主动探寻，最大限度地调动起他们自身的学习积极性。

（二）精确数据引导深化思维培育

传统教育模式里，教师对学生认知水平的评判大多凭借主观经验去判定，很难完全捕捉到个体之间的细微差别，而人工智能技术却能依靠大数据手段，全面搜集并剖析学生在学习过程中产生的行为数据，解题途径以及常犯的错误形式，从而深入探究其中隐藏的认知规律。拿人教版小 五年级“简易方程”教学为例，借助某种算法识别出学生在列方程时容易犯的常见错误类型，教师就能精准地分辨出他们在“等量关系塑造”，“变量选取”这些关键环节上存在哪些思维阻碍，并据此制定出相应的教学计划，促使学生由机械记忆逐渐过渡到逻辑推理能力的培养方向上去。

（三）突破资源壁垒，推动教育均衡发展

地理区位差异造成的教育资源分配不均，使偏远地区的学生难以得到优质的教学资源，依靠云计算和大数据技术的人工智能平台，可以创建起跨越区域的小学数学在线资源共享系统，把人教版教材里重要的课程内容，像六年级“圆的面积”动画讲解，“条形统计图”互动演示等，经由云服务传送到资源缺乏地区，力求缩减城乡教育差距，使优质的教育资源有效覆盖，推进教育公平战略的深入发展。

二、人工智能应用于小学数学课堂的规避

（一）规避技术主导，坚持教学主体性

信息化教育背景下，要谨慎看待人工智能技术给教师主体地位带来的潜在影响，如果过分依靠算法带动的标准化教学模式，就容易让探究性活动变成一种形式上的操作，与人教版教材提倡的“探究性学习”核心观念相去甚远，在设计探究任务时，教师需保留开放性讨论环节，鼓励学生突破人工智能预设的框架，进行多元尝试；通过动态调整教节奏，让技术适配学生的思维水平，从而维持探究过程的灵活性与创造性［2］。

（二）强化互动，维系情感联结

虽然人工智能技术能够提供实时的学情数据支持，但是人工智能技术无法取代教师在情感交流和人文关怀方面的作用，过度依赖线上互动会削弱师生之间的情感联系，从而影响教学效果。教师要主动担当“现场引导者”，利用人工智能系统智能诊断功能提前预判学生的需求，在课堂讨论或者小组合作时，教师可以运用非语言的方式与学生建立情感连接，保证教学始终围绕学生展开，践行人教版教材所倡导的“以生为本”教育理念。

（三）聚焦学科核心，规避本质偏离

如果过于依靠感官刺激去营造沉浸式学习环境，人工智能技术的应用就可能会背离数学教育的根本目的，把人教版三年级关于“毫米、分米和千米”的那些知识点做成娱乐性质的交互游戏，这样做的好处是能够激起学生的求知欲望，不过也容易造成他们对长度单位换算规律以及背后逻辑的忽略，在这种情况下，教师就应该守住数学学科的基本理念，也就是逻辑推理能力和抽象思维能力的培育，然后借助人工智能的可视化特性来加深知识认识。

三、人工智能支持下的信息化小学数学课堂创新策略（一）课前导入：智能情境赋能：构建认知基础

课前导入属于课堂教学重要环节，其核心目的在于激活学生已有经验并激发学习动机，借助人工智能技术的情境创设功能，可以打破传统导入模式固有的局限性，实现与教材内容的精准对接。以一年级“20 以内进位加法”为例，在正式讲解之前，利用人工智能生成“小动物分食”的动态场景，把 ^μ9 加几”的运算问题融入有趣的故事背景之中，促使学生在观察的过程中思考“怎样合理分配食物才能让所有小动物都满意”，从而自然而然地过渡到新知识的学习当中。

（二）课中讲解：人机协同促进知识深度理解

教育实践当中既要传授知识又要培养思维，把人工智能技术和教师引导结合起来，做到技术赋能和人文关怀的融合，凭借其快速处理数据的能力，智能系统可以随时监控学生的学习动态，准确找出认识难点并给予个性化的干预措施。在三年级“多位数乘一位数”教学过程中，当学生在笔算乘法进位环节犯错的时候，平台就会立刻弹出提示信息，提醒他们回想有关规则。

教师要充分担当起自己的主体职能，依靠人工智能技术给予的学情数据支撑，针对教材中的重点内容展开深入剖析。在六年级“圆柱与圆锥”教学期间，凭借人工智能所生成的动态演示工具，诸如圆柱侧面展开动画以及圆锥体积公式的推导流程，来协助学生直观地体会“圆柱侧面积公式”同“圆锥体积计算”之间的联系，课堂互动环节务必设计出一些启发性的提问，像“为何圆柱侧面展开会变成长方形？”“日常生活中有哪些情况涉及到圆柱与圆锥体积的计算？”，从而激起学生主动探究的意愿，促使他们形成系统的知识架构。

（三）课后辅导：智能分层推送助力学习成果巩固

课外辅导是课堂教学的必要补充，它需要充分考虑学生的个体差异，不能采取一刀切的作业布置方式，利用人工智能技术对学生的课堂行为数据进行深入挖掘，能够准确找到他们的知识盲区和能力短板，从而针对不同水平的学生给予个性化的学习帮助方案。以一年级“20 以内退位减法”为例，对于基础较差的学生群体，可以推送“十几减9”“十几减 8”这类基础练习以及口算训练辅助工具，而那些学有余力的学生，就可以设计一些结合“退位减法在实际情境中的应用”的探究活动，比如“购物找零情境模拟”。

人工智能技术在教育领域的应用前景宽广，准确纠正与个人化的指引尤为明显，对小学五年级“小数除法”课时的典型难题，智能系统可以自动找出并归类学生犯错的常见类型，比如“小数点定位失误”或者“余数计算偏差”，然后按照这些错误来定制专门的练习计划，进而改良课后帮扶的成果，推动核心素养得到整体进步。

总结：人工智能同小学数学教育的深度整合，成为教育信息化发展的重要趋向，在实际应用过程中，教师要以人教版教材为依托，科学整合技术工具和学科内部逻辑，经由系统性创新设计，最大限度地发挥人工智能在精准教学和个性化辅助上的独特价值，推动小学数学教育朝着智能化方向发展，进而提升学生的综合素养，为教育现代化给予示范性案例。

参考文献：

[1] 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（合刊 4）：48-50.

[2] 李莹 .AI 赋能小学数学课堂教学评价的实践探索［J］. 中小学信息技术教育，2023（9）：70-71.