AI 技术赋能小学数学课堂精准教学的路径探索

引言：传统小学数学课堂长期受限于时空维度，教师难以实时捕捉每个学生的思维轨迹，学生则在被动接受中逐渐丧失数学探究的热情。认知建构主义理论指出，知识并非通过教师传递获得，而是学习者在特定情境中主动建构的产物。AI 技术的介入，通过构建“数据采集—智能分析—精准干预”的闭环系统，使教师能够基于学生的实时学习数据，动态调整教学策略，实现“以学定教”的精准化转型。这种转型不仅提升了教学效率，更重塑了数学课堂的生态，让抽象的数学概念在技术赋能下焕发出生动的生命力。

一、AI 赋能精准教学的理论框架与实践路径

（一）AI 赋能精准教学的核心理论及功能

AI 赋能精准教学的核心理论是认知建构主义，强调学生主动建构知识。其核心功能在于构建智能闭环：通过数据采集全面追踪学习行为，智能分析精准定位知识薄弱点，进而实现精准干预，动态调整教学策略，为小学数学课堂“以学定教”提供技术支撑。

（二）AI 赋能精准教学的实践路径

AI 赋能精准教学的核心理论基于认知建构主义与教育数据挖掘。认知建构主义强调知识是学习者在特定情境中主动建构的产物，AI 通过动态生成个性化学习路径，支持学生从具象操作到抽象思维的跃迁。教育数据挖掘则通过采集课堂互动、作业反馈等多维度数据，构建学生能力画像，为教师提供精准的教学决策依据。

1. 课前学情诊断与资源适配

在《因数与倍数》单元，教师利用 AI 平台分析学生前测数据，发现35% 的学生混淆“因数”与“倍数”的数学定义与日常语言差异。AI 自动生成分层教学资源：对基础薄弱学生推送“12 是5 的2.4 倍”等生活实例辨析题；对学有余力者提供“通分与最小公倍数关联”的拓展探究任务。例如，学生追问“为什么要学习因数和倍数”时，AI 通过苏格拉底式提问引导其关联分数运算经验，生成“异分母分数加减需通分，通分依赖分母最小公倍数”的逻辑链，帮助学生构建知识网络。

2. 课中动态干预与思维可视化

在《长方体和正方体》教学中，教师使用DeepSeek 开发的3D 交互工具，学生拖拽虚拟立方体观察表面积变化。AI 实时分析操作轨迹，发现 20% 学生误认为“切割后表面积不变”，随即推送动态演示动画，清晰呈现新增切面的形状与面积计算过程。小组讨论环节，AI 记录学生语言交互数据，提炼“先分类计数再汇总”的共性策略，辅助教师优化课堂提问设计。

3. 课后个性化反馈与能力进阶

针对《折线统计图》单元，AI 根据学生课堂绘图错误生成变式练习：对数据标注错误者推送“气温波动分析”任务；对趋势判断偏差者提供“股票走势预测”案例。例如，学生绘制“厦门4 月30 日—5 月6 日气温”折线图时，AI 通过语音提示“请检查 5 月 3 日数据是否与天气预报一致”，培养其数据验证意识。期末测评显示，该班级统计图表解读正确率较传统教学提升28‰ 。

二、AI 赋能精准教学的实践成效

在小学数学教学中，AI 赋能精准教学成效显著。以《分数的加法和减法》为例，教师借助AI 进行学情分析，发现学生主要问题在于得数未约分，据此调整教学，将两课时合并，重点强化算理对比。实践后，班级期末测试中分数运算正确率从 72% 提升至 89‰ 。在《圆柱与圆锥》单元，教师利用AI 工具构建“搜索—总结—诊断—答疑—练习”学习闭环，学生自主制作思维导图的比例从 35% 增至 82% ，空间观念类题目得分率提高 18‰ 。此外，

AI 设计的“计算大抽奖”游戏使课堂参与率达 100% ，课后个性化练习推送让学困生分数应用题正确率提升 27‰ 。案例显示，AI 工具辅助的班级平均分较传统教学高 12% ，印证了AI 在提升教学质量、促进个性化学习方面的实效性。

三、AI 赋能精准教学的挑战与应对策略

（一）技术伦理：守护教育的温度

AI 技术虽能提升教学效率，但过度依赖可能导致“人机关系”凌驾于“人际关系”之上。教育的人文关怀要求教师始终作为“情感纽带”与“价值观引导者”存在。

在《可能性》教学里，组织了一场别开生面的“AI 与人类教师辩论赛”。AI 率先凭借强大计算能力，从概率角度严谨剖析“抛硬币正面朝上的可能性”，给出精确数据与严密逻辑，尽显技术理性。教师则讲述“伽利略质疑亚里士多德”的故事，引导学生理解现实与认知的碰撞。在这 20 分钟的师生互动环节中，学生们积极提问。有学生问 AI：“如果硬币材质不均匀，你的计算还准吗？”AI 迅速给出不同材质影响概率的复杂计算模型。又有学生问教师：“那现实中怎么确定硬币是否均匀呢？”教师引导学生思考实际检测方法。通过这场“技术理性”与“人文智慧”的对话，学生们深刻认识到，AI 虽能精准计算概率，却无法像人类一样对不确定性进行哲学思考，为认知打开新视野。

（二）教师角色：从“知识传授者”到“学习设计师”

AI 时代要求教师具备“技术整合能力”与“高阶思维培育能力”。教师需从“教教材”转向“用技术教思维”，成为学习生态的设计者与促进者。

在开展《多边形的面积》“数学迷宫”项目教学前，针对教师开展了专项培训。培训聚焦于如何高效运用 AI 辅助教学，详细讲解 AI 提供的“思维脚手架”功能，让教师理解在不同难度多边形面积计算问题中，何时、以何种方式借助 AI 提示引导学生自主思考，避免直接告知答案。同时，培训教师解读系统生成的“思维类型报告”，通过实际案例分析，使教师能快速依据报告精准识别学生解题策略的优缺点。此外，还指导教师根据报告设计差异化辅导方案，从“重复讲解”向“策略引导”转变，提升教师将技术融入教学、培养学生自主学习与探索能力的教学设计水平，确保项目教学顺利推进。

四、结束语

AI 技术赋能小学数学精准教学，本质上是“技术理性”与“教育人文”的深度融合。它不是要取代教师，而是要解放教师，让其从重复性劳动中抽身，专注于高阶思维培育与情感关怀；它不是要标准化教学，而是要个性化学习，让每个学生都能在适合自己的节奏中感受数学的魅力。未来，随着脑机接口、元宇宙等技术的成熟，数学课堂或将突破物理边界，成为连接现实与虚拟、理性与感性的“思维训练场”。但无论技术如何演进，教育的核心始终是“人”——帮助学生建立对世界的好奇、对真理的敬畏与对自我的超越，这才是AI 赋能教育的终极使命。

参考文献：

[1]王翠.从错题到精准干预:AI 赋能的数学个性化学习[J].数学之友,2025(12).

[2]张文娟.技术赋能,思维可见——小学数学课堂中的 AI 辅助教学策略[J].当代家庭教育, 2024(22).

[3]邓小琴.数字化背景下小学数学个性化学习的实践探索[J].课堂内外(初中版), 2025(4):72-74.