基于人工智能的小学高年级数学个性化教学模式构建研究

引言

人工智能技术的发展为教育领域带来了深刻变革，其在学习分析、智能评价、自适应学习系统等方面的功能，为个性化教学提供了可行的技术支持。在小学高年级阶段，学生的数学学习已经进入抽象思维逐步增强的时期，学习内容涉及代数基础、几何初步、统计与概率等多个板块，既需要掌握基本概念与运算方法，也需要具备分析与解决问题的综合能力。然而，传统数学教学普遍采取统一进度与相同教学方法的模式，难以充分考虑学生间的个体差异。这不仅影响学习积极性，还可能造成学优生缺乏挑战、学困生跟不上进度的局面。人工智能技术通过数据采集与分析，可以全面掌握学生的学习过程与状态，从而为教师提供精准的教学决策支持，并为学生提供符合个体需求的学习路径与资源。

一、人工智能支持下小学高年级数学个性化教学的理论基础

人工智能在教育中的应用具有显著的理论支撑。首先，建构主义学习理论强调学习者主动构建知识体系的重要性，人工智能技术能够为学生提供探索与实践的互动环境，支持个性化的学习过程[1]。其次，多元智能理论指出，学生在逻辑数学智能、空间智能、语言智能等方面存在差异，人工智能的个性化推荐与多样化资源推送功能，有助于满足不同智能优势学生的学习需求。再次，教育数据挖掘与学习分析理论为人工智能个性化教学提供了方法论基础，通过对学习数据的采集、整理与分析，可以精准识别学生的学习特点、薄弱环节与兴趣方向，从而为个性化教学设计提供科学依据[2]。在小学高年级数学教学中，这些理论的综合应用能够帮助教师在课堂内外构建更加灵活、精准的教学体系，实现因材施教的目标。

二、人工智能赋能个性化教学的功能优势

人工智能在小学高年级数学个性化教学中的功能主要体现在三个方面。首先是学习过程的数据化管理。人工智能能够通过学习管理平台、智能作业系统等工具，实时记录学生的学习进度、答题情况与行为特征，从而建立学生的学习档案，实现对学习过程的可视化监测]。其次是动态学习路径的生成与调整。人工智能算法能够基于学生的知识掌握程度与学习习惯，自动生成个性化的学习路径，并根据学习结果实时调整教学内容与难度，确保学生在适合的挑战水平上持续进步。最后是智能化的交互反馈机制。

三、小学高年级数学个性化教学模式的构建原则

在构建基于人工智能的个性化教学模式时，应遵循科学性、适应性与可持续性原则。科学性要求教学模式的设计基于教育学与心理学理论，同时结合人工智能技术的功能特性，确保模式的合理性与可操作性。适应性强调模式应能根据不同学校的教育资源条件、不同教师的教学风格以及不同学生的学习特点进行灵活调整。可持续性则要求模式在实施过程中能够适应技术发展与教育需求的变化，具备迭代升级的能力。针对小学高年级数学的学科特点，模式构建还需关注知识体系的系统性与逻辑性，在个性化的基础上保持教学目标与课程标准的一致性，确保学生在差异化学习中不偏离核心内容与能力培养方向。

四、基于人工智能的小学高年级数学个性化教学模式框架

该模式可分为数据采集与分析、个性化路径生成、智能交互反馈与学习效果评估四个核心环节。数据采集与分析环节通过智能作业、课堂互动系统等手段获取学生的学习行为数据，并利用人工智能算法分析其知识掌握情况与学习偏好。个性化路径生成环节根据分析结果为每位学生制定差异化的学习计划与任务安排。智能交互反馈环节通过智能答疑、即时评测、动态提示等方式为学生提供针对性支持，确保学习过程的高效与连续。学习效果评估环节综合运用形成性评价与终结性评价，对学生的学习成果与能力提升进行全面检测，并将评估结果反馈到数据分析环节，实现教学模式的持续优化。这一框架不仅支持课堂内的个性化教学，还能延伸到课后学习与自主探究中，形成完整的个性化学习生态。

五、实施策略与保障条件

为确保模式的有效实施，应从技术保障、教师能力建设与教育资源整合三个方面着手。技术保障方面，学校需配备稳定的网络环境、智能终端设备与安全的数据管理平台，确保人工智能系统的高效运行与数据安全[1]。教师能力建设方面，应通过培训与教研活动提高教师对人工智能技术的理解与应用能力，使其能够结合学科特点合理设计个性化教学活动。教育资源整合方面，应在人工智能平台中整合优质的数学学习资源，并根据不同学生的需求进行分层与匹配。

结论

基于人工智能的小学高年级数学个性化教学模式，能够在保障课程标准与教学目标的前提下，充分考虑学生的个体差异与学习需求，实现差异化、精准化的教学服务。研究表明，该模式通过学习数据分析、个性化路径生成、智能交互反馈等功能，有效提升了教学的针对性与学生的学习积极性。未来，应继续探索人工智能技术在小学数学教育中的深度应用，推动技术与教学的深度融合，并在实践中不断优化模式结构与功能，以促进教育公平与质量的全面提升。

参考文献：

[1] 李丽，张强. 人工智能赋能下的小学数学个性化教学探析[J].中国电化教育，2022（3）：112-118.

[2] 王敏，赵倩. 基于人工智能的中小学数学教学模式研究[J]. 电化教育研究，2021（12）：95-101.

[3] 陈芳，刘洋. 小学数学个性化学习平台构建与应用研究[J]. 现代远距离教育，2020（8）：66-72.