AI 技术在小学数学情境化教学中的应用研究

引言

随着新课改的不断深入，落实学生的主体地位，做好教学模式的多样化创新，成为小学数学教育工作的主要方向。在这一背景下，许多创新教学模式得以出现，其中，情境教学模式最受学生喜欢。为了发挥情境教学模式的教学优势，强化学生对数学知识的理解，教师需要在课堂教学中做好对情境教学模式的应用研究，文章以此为切入点展开讨论。

1AI 技术与小学数学情境化教学融合的必要性与可行性

1.1 必要性

（1）激发学习兴趣，提升学习效果：小学数学知识具有较强的抽象性，低年级学生在理解概念和运算规则时往往存在困难。AI 技术能够通过动画、虚拟现实等形式，将抽象知识转化为直观、动态的情境，吸引学生注意力，降低学习难度，提升学习效果。

（2）满足个性化学习需求：每个学生的数学学习基础、认知风格和接受能力存在差异。AI 技术可以通过收集和分析学生的学习数据了解学生的优势与不足，为其推送个性化的学习情境和练习内容，实现“因材施教”。

（3）优化教学评价与反馈：传统的教学评价多以考试为主，难以全面反映学生的学习过程和思维发展。AI 技术能够实时记录学生在情境学习中的行为数据，如问题解决过程、思考时间等，为教师提供多维度的评价依据，实现更精准、及时的教学反馈。

1.2 可行性

（1）技术发展成熟：当前，AI 技术在图像识别、自然语言处理、虚拟现实等领域取得显著进展。智能语音助手、教育机器人、VR/AR设备等技术产品已具备良好的稳定性和易用性，为教育应用提供了坚实的技术支撑。

（2）教育信息化基础完善：随着教育信息化的推进，多数小学已配备多媒体教室、智慧课堂等信息化教学设备，并建立了在线学习平台。这些硬件和软件环境为AI 技术在教学中的应用提供了必要条件。

（3）教育实践需求迫切：在“双减”政策背景下，减轻学生学业负担、提升课堂教学质量成为教育重点。AI 辅助的情境化教学能够有效提高教学效率，契合当前教育改革的需求，受到教师和学生的广泛关注。

2AI 技术在小学数学情境化教学中的应用策略

2.1 创设多样化教学情境

（1）虚拟仿真情境：利用VR/AR 技术，构建沉浸式数学学习场景。例如，在学习“位置与方向”时，通过VR 技术模拟城市街道，让学生在虚拟环境中辨别方向、描述路线；在几何图形教学中，AR 技术可将平面图形“立体化”，学生通过手机或平板扫描图形，即可观察其三维结构，直观理解图形特征。

（2）故事化情境：AI 智能写作工具可以根据教学内容生成趣味数学故事。例如，在讲解“分数”概念时，生成“小熊分蛋糕”的故事，将分数的意义融入故事情节中，引导学生在听故事、解决问题的过程中掌握知识。

（3）生活化情境：通过 AI 分析学生日常生活数据（如购物、游戏等场景中的数学应用），创设贴近学生生活的教学情境。如在“小数的应用”教学中，AI 系统可模拟超市购物场景，让学生在虚拟环境中计算商品价格、找零金额，体会数学与生活的紧密联系。

2.2 实现个性化学习支持

（1）智能学习路径规划：AI 系统通过分析学生的作业、测试数据，诊断学生的知识薄弱点和学习风格，为其规划个性化学习路径。例如，对于计算能力较弱的学生，系统优先推送基础运算的强化练习，并配以动画讲解；对于学有余力的学生，则推荐拓展性的数学探究任务。

（2）实时学习反馈与指导：在情境化学习过程中，AI 智能辅导系统可以实时解答学生疑问。当学生在解决数学问题遇到困难时，系统通过语音或文字提示解题思路，引导学生自主思考；同时，根据学生的答题情况，及时调整后续学习内容的难度，确保学习的挑战性与适应性。

2.3 优化教学评价与分析

（1）过程性评价数据采集：AI 技术能够记录学生在情境学习中的行为数据，如操作步骤、思考时间、错误类型等，形成多维度的学习档案。例如，在“数学建模”情境活动中，系统记录学生的建模思路、数据处理过程，为教师分析学生的数学思维发展提供依据。

（2）智能评价与教学改进：利用AI 的数据分析能力，对学生的学习表现进行智能评价，生成可视化的分析报告。教师根据报告了解班级整体学习情况和个体差异，调整教学策略，优化教学情境设计，实现精准教学。

3AI 技术应用于小学数学情境化教学的挑战与对策

3.1 面临的挑战

（1）教师技术应用能力不足：部分教师对AI 技术的操作和教学应用缺乏经验，难以将AI 工具与教学内容有效融合，导致技术应用流于形式。

（2）数据安全与隐私问题：AI 技术在教学应用中需收集大量学生学习数据，若安全措施不到位，可能存在数据泄露风险，引发家长和社会担忧。

（3）技术与教学深度融合困难：部分学校引入AI 教学设备后，未能根据实际教学需求进行定制化开发，导致AI 技术与情境化教学目标脱节，无法充分发挥其优势。

3.2 应对策略

（1）加强教师培训与支持：开展针对小学数学教师的AI 技术培训，内容涵盖工具使用、情境设计、数据解读等方面；建立区域或校际教研共同体，鼓励教师分享AI 辅助教学经验，提升技术应用能力。

（2）完善数据安全管理：学校和教育机构建立严格的数据安全管理制度，采用加密技术保护学生数据；明确数据使用权限，确保数据仅用于教学改进和学生发展。

（3）深化技术与教学融合：加强教育研究者、技术开发者与一线教师的合作，根据小学数学教学特点和需求，定制开发适配的AI 教学产品；鼓励教师在实践中探索AI 与情境化教学融合的创新模式，实现技术与教学的深度整合。

结语

AI 技术与小学数学情境化教学的融合为数学教学改革提供了新的方向。通过创设多样化教学情境、实现个性化学习支持和优化教学评价，AI 技术能够有效提升学生的学习兴趣和数学核心素养，促进教学质量的提高。尽管在应用过程中面临教师能力、数据安全等挑战，但随着技术的不断发展和教育实践的深入探索，AI 技术将在小学数学教学中发挥更大的作用，推动数学教育向智能化、个性化方向迈进。

参考文献：

［1］张莹.探析人工智能技术与小学数学教学的深度融合[J].数学学习与研究，2023（35）：156-158.

［2］ 文有忠．核心素养教学目标下的小学数学疑趣课堂构建［J］．新课程研究，2021（7）：33-34