人工智能导向下借游戏化教学创新小学数学课堂的路径

一、创设AI 驱动的沉浸式学习场景

小学数学教学常面临知识抽象与学生具象思维间的矛盾，传统游戏化教学依赖教师经验设计，存在内容单一、反馈迟缓等问题，难以满足差异化学习需求。而人工智能依托强大的数据分析与智能生成技术，能精准匹配学生认知水平和兴趣点，突破时空限制实现游戏化教学的实时反馈与动态调整，为培养学生数学核心素养提供有力支持。

在人教版数学六年级上册“位置与方向（二）”教学中，教师借助 Kimi 生成式 AI 工具，创设虚拟航海探险场景。学生化身船长，依据系统发布的坐标与方向角指令操控船只，如“从（3，5）坐标点出发，向东偏北 30^∘ 方向航行5 个单位长度”，需在虚拟地图上综合运用方位知识计算距离、确定角度，完成穿越岛屿、躲避礁石等任务。每过一关，Kimi 立即反馈操作情况，标注偏差点并给予修正建议。

教学中还可设置多人协作模式，学生组队完成跨海域导航任务，通过分工计算、协同操作提升团队合作能力。AI 会记录学生路径规划、方向修正的决策过程，生成个性化学习报告，助力教师发现学生空间推理中的常见错误，进而设计“方向纠错擂台赛”等针对性活动，以竞争互动深化知识理解。这种将抽象方位知识转化为航海任务的方式，契合学生对冒险游戏的兴趣，通过反复实践强化空间认知能力。教师也能通过后台数据，精准把握学生在方向判断、坐标读取等方面的薄弱环节，优化课堂讲解。

二、开发智能适配的分层练习系统

小学数学课堂上，学生对知识的接受与掌握程度不同。传统统一练习模式，易让学优生觉得无趣，学困生产生畏难情绪。智能适配的分层练习系统，可有效解决这一问题。它借助人工智能的数据分析能力，根据学生学情定制个性化练习方案，让学生在适合的难度层级学习，既能帮基础薄弱的学生打牢基础，又能满足学优生的拓展需求，真正做到因材施教，提升整体教学效果。

以六年级上册“比”的教学为例，教师借助“掌门 AI”平台构建阶梯式游戏化练习体系。该平台的多元智能动态测评系统，能收集学生日常作业、课堂表现、测试成绩等数据，并据此自动划分基础巩固、能力提升、拓展挑战三个难度层级。在“比的应用”练习中，基础层设计“调配果汁”游戏，学生需按不同口味需求，用“3:2 的比例调配苹果汁和橙汁”；提升层设置“建筑施工”情境，要求学生计算如“水泥、沙子、石子按 2:3:5 的比例配制混凝土”等材料配比问题；挑战层模拟“科学实验”，让学生依据化学试剂比例关系完成任务。各层级设有成就勋章和排行榜，激发学生竞争意识。

平台还实时分析学生答题数据，若发现学生在连比计算频繁出错，会自动推送专项微课视频，并生成同类变式题目。这种动态适配的练习模式，避免了“一刀切”教学，让学生在游戏闯关过程中逐步攻克知识难点。

三、构建人机协同的教学资源库

小学数学教学资源的开发一直面临着耗时耗力、个性化不足的难题。传统模式下，教师需花费大量时间搜集和制作教学素材，且难以满足不同班级、不同学生的需求。对此，需要构建人机协同的教学资源库，整合人工智能的高效生成能力与教师的专业教学经验。人工智能快速生成多样化的教学资源，教师则凭借教学智慧筛选、优化，二者融合不仅大幅提升资源开发效率，还能让教学资源更贴合实际教学场景，为课堂教学质量的提升给予有力保障。

在六年级上册“圆”教学准备阶段，教师运用豆包 AI 工具，快速生成多样化教学资源。输入“圆面积推导过程游戏化设计”指令后，豆包提供多种方案，如“拼图解谜”游戏：将圆形拆分为若干扇形，学生通过拖拽拼接成近似长方形，直观理解“化圆为方”的推导思路；“割补大师”挑战：要求学生在规定时间内，将不规则圆形分割重组，计算面积。教师筛选出合适方案后，结合班级学生特点进行二次开发，加入动画演示、语音提示等元素。同时，教师将这些资源上传至“学科网 AI 教学云平台”，与其他教师共享。平台通过智能标签系统，自动分类资源，方便教师按需调用。这种人机协同的资源开发模式，减轻了教师备课负担，实现优质资源的高效流转。

四、实施个性化学习路径规划

小学数学总复习阶段，学生知识掌握情况差异大，传统“一锅煮”复习模式难以满足个性化需求。教师若缺乏科学数据，容易出现复习重点偏差、难点攻克不足等问题。借助人工智能实施个性化学习路径规划，能基于学生日常学习数据，精准找出薄弱环节，以游戏化方式把枯燥复习变为趣味闯关。如此一来，学生既能避开已掌握内容的重复练习，又能在游戏化挑战中提升复习积极性。

在六年级数学总复习环节，教师同样通过“掌门 AI”，为学生制定个性化学习方案。其智能教学系统对学生历次考试和日常作业数据进行深度分析，绘制知识掌握图谱，清晰呈现学生在数与代数、图形与几何等板块的优势和不足。例如，发现某学生在“圆柱与圆锥”体积计算存在较大问题，系统自动推送“积木搭建”游戏：学生通过虚拟积木构建圆柱和圆锥模型，调整尺寸参数，观察体积变化规律；同时推荐相关微课视频和错题本。此外，为学生设定每日目标，如“完成 3 道体积应用题，正确率达 80%⁹ ”，并跟踪学习进度。这种基于数据的个性化规划，让游戏化学习不再盲目，帮助学生在有限时间内高效巩固知识、查漏补缺。

综上所述，人工智能导向下的游戏化教学为小学数学课堂的革新带来了切实可行的方法。通过设计情境、利用平台、开发资源并实现个性化指导，激发了学生的学习兴趣，课堂参与度显著提升。通过创新教学，学生的数学学习不再枯燥，充满乐趣与挑战。后续教学中，教师要继续探索，改进教学方法，在课堂教学中充分发挥人工智能和游戏化教学的优势，为提高学生数学素养奠定坚实基础，助力其全面发展。

参考文献：

[1] 王双艳 . 人工智能技术与小学数学教学深度融合策略探讨 [J]. 中文科技期刊数据库 ( 文摘版 ) 教育 ,2025(3):103-106.

[2] 符越 . 利用游戏化教学提升小学数学课堂参与度的方法 [J]. 中文科技期刊数据库 ( 引文版 ) 教育科学 ,2025(5):025-028.