基于 AI 的小学数学核心素养培养路径与策略

摘要：当下，人工智能（AI）技术迅猛发展，在教育领域的应用愈发多元。小学数学作为基础教育的关键部分，怎样借助 AI 技术培育学生核心素养备受关注。本文深入剖析 AI 在小学数学教学中的应用现状，探寻利用 AI 提升学生多项核心素养的路径，期望为教学带来新思路，助力提升教学质量，推动学生全面成长 。

关键词：人工智能；小学数学；核心素养；培养路径

引言

小学数学核心素养，是学生在数学学习旅程中逐步积淀而成的，兼具综合性、阶段性与持久性的关键能力和必备品格。身处信息时代，AI 技术强势袭来，给小学数学教学既带来开拓创新的机遇，也引发诸多挑战。巧妙运用 AI 技术，能革新教学模式，点燃学生学习热情，提升教学成效，对培育学生数学核心素养意义非凡。

一、AI 在小学数学教学中的应用现状

在当前小学数学教学范畴，AI 技术正悄然渗透至诸多关键之处。智能教学平台好似一座储量惊人的资源富矿，把形形色色、海量的教学素材有序收纳。教师依托这个平台，仿佛拥有得力助手，能够便捷地制作出吸睛的多媒体课件，将原本晦涩的数学知识巧妙转化为直观、鲜活的视觉内容。平台附带的在线测试功能，更是能迅速反馈学生的学习成果，辅助教师精准洞察学生的学习状况。教育机器人也初显锋芒，它精心设计一连串充满趣味的互动游戏，不着痕迹地把数学知识融入其中，学生在尽情玩乐时，便能轻松吸收数学知识。而个性化学习系统凭借强大的数据处理与分析本领，深入探究每个学生的学习情况，涵盖知识掌握程度、学习习惯以及思维特性等，从而定制专属的学习内容与建议，让因材施教不再只是设想 。

不过，在实际推行过程中，一些难题也随之浮现。部分教师由于接触新技术的机会有限，对 AI 技术的操作与运用不够熟练，在教学中难以充分发挥其优势。此外，市场上的 AI 教学资源鱼龙混杂，质量高低不一，部分资源存在内容错误、设计不合理等问题，给教学实践带来了一定困扰 。

二、基于 AI 培养小学数学核心素养的路径与策略

（一）借助 AI 促进数学抽象素养的培养

数学抽象，本质上是从现实里的具体事物中，提炼出关键的数量关系以及空间形式的思维过程。而 AI 技术的融入，恰为这一过程带来了革新性变化。它能够凭借自身强大的多媒体制作能力，将原本晦涩难懂的数学概念，以栩栩如生的图像、活泼灵动的动画形式展现给学生。

在分数概念教学时，教师借助 AI 的独特优势，制作独具匠心的动画。屏幕上，一个完整物体被有条不紊、精准地逐步分割成若干份，动态过程清晰直观。学生观看后，脑海中瞬间就能构建起分数的具象概念，深刻理解分数的内涵。而且，AI 的智能交互特性，可敏锐捕捉学生的答题表现、提问频次等反馈。依据这些信息，AI 灵活调整教学内容的详略，改变讲解节奏、更换示例，助力学生掌握数学抽象技巧，稳步提升数学抽象素养。

（二）利用 AI 强化逻辑推理素养的提升

逻辑推理在数学学习里，无疑是极为重要的根基，是学生要努力掌握的核心能力。AI 在助力学生提升这一素养上，有着无可比拟的独特优势。它就像一座取之不尽的宝藏库，能持续为学生提供海量各式各样的推理题目以及经典案例。这些资源涵盖了丰富多样的题型，难度也各有不同，无论学生处于何种学习水平，都能从中找到适合自己的内容。

以解答数学应用题这个常见的教学场景来说，AI 此时就像一位极为耐心的引路人。它会引导学生仔细研读题目，将已知条件逐一拆解分析，帮学生梳理出条件里暗藏的数量关系，让学生真正弄清楚问题的关键所在。在这个过程中，学生的思维之门慢慢打开，解题思路逐渐清晰，最终找到有效的解题办法。此外，AI 强大的模拟功能还能打造出非常逼真的推理场景。学生身处其中，如同参与一场紧张刺激的思维冒险，在不断地实践与探索中，持续锻炼并提升自己的逻辑推理能力，慢慢成长为逻辑清晰、思维敏锐的数学学习者。

（三）通过 AI 助力数学建模素养的形成

数学建模好似一座桥梁，连通数学理论与现实世界，关键就在于把繁杂的实际问题，巧妙转换为数学模型并求解。在培育学生这项关键素养时，AI 技术作用显著。它凭借强大的大数据分析能力，敏锐捕捉生活中的各类现象，挖掘出丰富且贴近学生生活的实际问题情境。

拿统计知识学习来说，AI 能从海量数据资源里，精准挑出大量契合教学主题的统计数据展示给学生。学生看着这些真实数据，犹如置身真实的统计工作场景，得开动脑筋，仔细分析数据特点，运用所学构建恰当的统计模型，去解决像市场调研、校园活动策划这类实际问题。不仅如此，AI 还能对学生构建的模型，从合理性、准确性等方面进行评估，给出优化建议，助力学生不断提升数学建模能力，在数学与现实的互动中成长。

（四）运用 AI 增强直观想象素养的培养

直观想象素养在学生理解与攻克数学难题的进程中，扮演着极为关键的角色。借助日新月异的 AI 技术，尤其是虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，能为学生打造出沉浸式、高度逼真的数学学习环境。

在小学数学的几何图形教学环节，这些技术的优势尽显。以学习正方体、圆锥体等几何图形为例，学生只需戴上 VR 设备，便能仿若身临其境般，自由穿梭于虚拟空间，从上下、左右、前后等各个角度，360 度无死角地细致观察几何图形的形态，真切感知其特征，这比单纯依靠课本上的二维图形讲解，效果要直观、深刻得多。

不仅如此，AI 还能发挥独特的纽带作用。它能够巧妙地把抽象晦涩的数学公式、定理等知识，与直观形象的图像紧密关联起来。比如在讲解行程问题时，通过动态图像展示路程、速度、时间之间的关系，让学生脑海中快速构建起对应的数学场景，从而极大地提升学生的直观想象能力，帮助他们更轻松地理解数学知识，解决复杂问题。

（五）借助 AI 优化数学运算素养的提升

于小学数学知识体系而言，数学运算地位举足轻重，全程贯穿数学学习之路。AI 技术的融入，为提升学生数学运算素养开辟了新路径。当下，各式各样的智能计算工具纷纷涌现，它们宛如学生身旁得力的小帮手，能助力学生迅速、准确地攻克各类复杂运算，极大地提升运算效率。

然而，AI 的强大不止体现在快速运算上，更在于能深度剖析学生的运算流程。以常见的智能学习软件为例，学生完成运算练习后，软件便自动开启智能分析。它逐一审视学生的解题步骤，一旦揪出错误，便精准定位出错之处，深挖错误缘由，判断是对运算法则理解偏差，还是粗心所致。基于分析结果，软件贴心为学生量身打造专属错题集。错题集中，每道错题都附上详尽清晰的解题思路，一步步引导学生梳理正确解法，还依据学生的薄弱环节，给出针对性练习建议，助力学生有重点地强化训练，稳步提升数学运算能力，筑牢数学学习根基。

（六）利用 AI 推动数据分析素养的培养

身处数字化浪潮奔涌的现代社会，数据分析素养已然成为学生必不可少的关键能力。AI 技术的蓬勃发展，为培育学生这一素养提供了坚实助力。在数学教学进程里，AI 于数据收集、整理、分析各环节均能大显身手。

以数学实践活动为例，当学生着手校园绿植生长状况调查、同学们日常零花钱使用情况研究这类活动时，借助专门的 AI 工具，能轻松收集实地观察记录、问卷调查反馈等各类繁杂数据。收集完毕，学生运用专业数据分析软件，对数据清洗、分类。在此期间，AI 以直观方式引导学生挖掘数据深层信息，助力学生从海量数据中敏锐察觉规律，比如洞察绿植生长与光照时长的联系，或是发现同学们零花钱使用偏好。同时，AI 还启发学生依据规律提出有价值问题，探索可行解决方案，通过这一连串实践，全方位培育学生数据分析意识与能力，使其更好顺应未来数字化社会发展需求 。

四、总结

综上可见，AI 技术为培育小学数学核心素养开辟了新方向。合理运用它，能点燃学生学习热情，提升教学效率，助力学生数学抽象、逻辑推理等多项核心素养进阶。不过，教师在应用时，需提升信息技术能力，巧用教学资源，凸显学生主体地位。未来，AI 技术将更深度融入教学，带来机遇，也伴生挑战 。

参考文献：

[1] 曹朝阳.小学数学核心素养中创新意识的培养[J].软件（教育现代化）（电子版）， 2019.

[2] 陈秋萍.小学数学教学中学生数学核心素养的培养方式[J].百科论坛电子杂志， 2020， 000（009）：734-735.