人工智能在小学数学概念教学中的应用研究

一、创设具象化教学情境，助力概念直观感知

人工智能在小学数学概念教学中的应用，首要在于将抽象的数学概念转化为具象化的学习情境，解决小学生 “抽象思维薄弱” 与 “概念抽象性” 之间的矛盾。借助 AI 技术的三维建模、动态演示功能，可将“分数”“几何图形”“平移旋转” 等概念通过可视化方式呈现，如通过AI 动画展示一个蛋糕被平均分成若干份的过程，让学生直观理解分数的 “等分” 本质；利用 AI 交互工具构建虚拟操作情境，学生可通过拖拽、旋转等动作与虚拟图形互动，在操作中感知图形的性质，如通过改变平行四边形的高观察面积变化，理解面积公式的推导过程。情境创设需紧扣概念本质，避免过度娱乐化，同时结合学生生活经验，如用 AI 模拟 “超市购物分物品” 的场景理解 “平均分” 概念，使学生在熟悉的情境中建立对数学概念的初步认知，为后续抽象概括奠定基础。

二、提供个性化学习支持，促进概念深度理解

人工智能的自适应学习功能能够根据小学生的学习节奏与认知特点，提供个性化的概念学习支持，解决传统教学中 “统一进度难以兼顾差异” 的问题。AI 系统可通过学前测试诊断学生的概念认知起点，如在 “小数” 概念教学前，检测学生对 “整数”“分数” 的掌握程度，为不同基础的学生推送差异化学习路径；在学习过程中，AI 实时追踪学生的答题情况、操作行为，当学生对某一概念（如 “周长” 与 “面积” 的区别）产生混淆时，自动推送针对性的辨析材料、微视频讲解或变式练习，帮助其突破认知难点；对于学有余力的学生，AI 可拓展概念的应用场景，如在 “比例” 概念学习后，推送 “按比例分配药水” 的实际问题，深化理解。个性化支持需把握 “适度干预” 原则，避免 AI 替代教师的引导作用，而是作为辅助工具，让每个学生都能在适合自己的节奏中逐步理解概念内涵，实现从 “表面认知” 到 “深度理解” 的跨越。

三、引导互动式探究活动，强化概念构建过程

人工智能技术能够设计互动性强的探究活动，引导小学生在主动参与中经历概念的形成过程，而非被动接受现成结论。AI 探究平台可设置阶梯式问题链，如围绕 “除法” 概念设计 “分糖果” 任务：先让学生尝试用 AI 工具将 12 颗糖果分给 3 个小朋友，再探究 “如果有剩余该怎么办”，逐步引导学生从 “平均分” 过渡到 “有余数除法”；利用 AI 数据分析功能辅助学生进行规律探究，如在 “乘法口诀” 学习中，学生通过 AI 工具输入不同乘数组合并观察结果，自主发现 “几乘几就等于几个几相加” 的规律，构建对乘法概念的理解；组织 AI 支持的小组协作探究，如通过共享虚拟白板共同解决 “如何用图形拼出指定面积” 的问题，在交流中碰撞思维，深化对面积概念的应用。互动探究需突出学生的主体地位，AI 主要承担 “情境创设者”“问题提出者”“工具支持者”的角色，教师则负责引导探究方向，帮助学生梳理探究过程中的发现，使概念构建从 “教师讲授” 转变为 “学生自主发现”。

四、革新多元化评价方式，完善概念学习反馈

人工智能技术为小学数学概念教学提供了多元化的评价工具，能够全面、及时地反馈学生的概念掌握情况，克服传统评价 “重结果轻过程” 的局限。在过程性评价中，AI 可通过分析学生的操作轨迹、答题思路、错误类型等数据，评估其对概念的理解深度，如在 “角的度量”学习中，不仅关注测量结果的准确性，还通过 AI 记录学生量角器的摆放过程，判断其是否理解 “顶点对齐、边对齐” 的操作本质；在终结性评价中，AI 可设计情境化任务，如让学生用 AI 工具设计一个符合 “对称” 概念的图案，并解释设计思路，考察概念的应用能力；评价结果的呈现采用可视化方式，如通过雷达图展示学生在 “概念理解”“操作应用”“规律探究” 等维度的表现，帮助教师与学生明确优势与不足。评价的核心功能在于改进教学，AI 生成的评价报告可为教师调整教学策略提供依据，如针对多数学生对 “体积” 与 “容积” 概念混淆的情况，设计补充教学活动；同时引导学生进行自我反思，如通过对比自己与同伴的解题路径，发现概念理解中的偏差，实现评价与学习的良性互动。

五、提升教师应用能力，保障技术应用实效

教师对人工智能技术的驾驭能力是其在概念教学中有效应用的关键，需从技术操作、教学设计、人机协同三个维度提升专业素养。教师需掌握基础的 AI 教学工具操作方法，如三维建模软件、互动探究平台的使用，了解其功能特点与适用场景，避免技术应用的盲目性；在教学设计层面，教师应能结合数学概念特点与 AI 技术优势，设计 “技术赋能” 的教学方案，如确定哪些概念适合用 AI 可视化呈现，哪些探究活动可借助 AI 工具开展，确保技术服务于教学目标；人机协同能力要求教师明确自身与 AI 的角色分工，AI 负责重复性工作（如个性化练习推送、数据统计），教师则专注于启发思维、情感互动、价值引导，如在学生通过 AI 理解 “平均数” 概念后，教师引导学生讨论 “平均数在生活中的局限性”，培养批判性思维。学校应通过专题培训、校本教研、案例分享等方式为教师提供支持，鼓励教师在实践中探索 AI 与概念教学的融合模式，使教师从 “技术使用者” 成长为 “技术融合的设计者”，确保人工智能技术真正提升概念教学质量。

六、结语

人工智能在小学数学概念教学中的应用，本质是通过技术赋能优化概念学习的全过程，使抽象的数学概念变得可感、可探、可应用，从而契合小学生的认知特点。通过创设具象情境、提供个性化支持、引导互动探究、革新评价方式及提升教师能力，能够有效提升概念教学的实效性，帮助学生不仅 “记住” 概念，更能 “理解” 概念、“应用”概念。未来的实践中，还需关注 AI 应用的适度性与伦理规范，避免技术过度使用对学生思维发展造成负面影响，使人工智能真正成为小学数学概念教学的 “助力者”，为学生数学核心素养的培养奠定坚实基础。

参考文献

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