“双减”背景下AI 工具在小学数学教学中的增效策略

将数学知识与人工智能相结合后，教师可以全面了解学生的学习情况，实时记录并回答学生提出的问题，提高学他们的学习效率，这是一种非常有价值的教学模式。教师应分析北师大版四年级运算能力的培养目标与教材内容，制定科学合理的教学策略，以期提高学生的运算能力。

一、运用智能备课系统设计教学方案

AI 工具的诞生为数学教学的教学带来诸多便利，教师可以将不同的 AI 工具应用到不同的教学环节中，设计出更适合四年级学生的教学方案。在培养学生计算能力时，教师可以利用智能备课系统的算法分析学生的学习情况和教材内容，制定科学合理的数学教学目标，生成更适合当前学生的教学计划。

“小数除法”是小数知识体系中的重要内容，教师应充分利用本节课的知识优化教学方案，打造更适合学生学习的数学课堂。教师可运用智能备课系统解析北师大版的教材内容，了解编者的编写意图，分析四年级学生的学习特点，借助生成的单元框架明确教学核心问题，包括竖式计算、理解计算规则、简算策略等。本节课的教学设计分为三个阶段，教师在情境导入阶段中运用多媒体技术播放超市购物点的视频，引出问题：“如果一支中性笔的价格是 2.5 元，那么我想买 3 支中性笔时需要准备多少钱？”教师在算理探究阶段中可采用数形结合的方式，引导学生观察小数乘法的方格图动画，让他们留下深刻的印象。教师可调取虚拟货币的模型，让学生通过拖拽硬币的方式了解十进制关系。教师在拓展应用阶段中可适当加入百分数的知识，开展跨学科案例教学，让学生计算某家庭月用电量 250 千瓦时（单价 0.58 元）的总费用。智能备课系统可以为提供必要的支持和帮助，教师则需要运用自己积累的经验、学生的真实学情调整教学设计，打造更有利于提高学生运算能力的数学课堂。

二、运用数据驱动诊断学生学情

在数字时代下，教师应保持主动学习的意识，了解现有的 AI 工具，掌握AI 工具的各个功能，尤其是要重视数据诊断工具的应用。教师可以使用数据诊断工具实时收集学生的作业数据和课堂实践数据，从学习习惯、知识掌握、错误类型等方面对学生进行评估，并生成个性化的学习报告。对此教师可以利用热力图、学习情况报告、雷达图了解学生的薄弱环节、容易出错的地方，深入分析每个学生的个体学习轨迹，真正从学生自身角度调整教学策略。

教师在正式教学前可通过国家中小学智慧平台推送课前预习资料、练习题，让他们养成良好的预习习惯，利用“点阵笔”系统分析所有学生的作业数据。系统显示，有 30% 的学生容易出现小数点移位方向混淆的情况，计算中出现各种错误。教师可根据系统生成的数据推送个性化学习资源，运用动画演示“小数点向右移一位相当于乘以 10”的规律，配上合适的生活实例，以加深学生对数学知识的理解。同时教师需要提供相关的文本资料，包括常见错误类型对照表、小数点移位口诀卡等，供学生在课后及时巩固知识基础。针对学生频繁出现的错题类型，教师可根据系统提示设计变式训练活动，提高他们的运算能力与思维灵活度。

三、应用沉浸式互动课堂技术

沉浸式课堂指的是运用 AR、VR、3D 等先进技术，将数学知识融入到虚拟的真实场景中，让学生掌握数学知识的具体应用方法。教师应充分发挥 AI 工具的优势，结合数学知识构建真实与生动的教学场景，给学生分配各种角色，让他们借助肢体动作与投影屏幕互动，完成一系列计算任务。AI 工具打造的沉浸式课堂可以增强学生的数学应用意识，提高学生的计算能力，教师需要发挥“引导者”的作用，合理控制人工智能工具的应用。

在讲解“小数点移动规律”的知识点时，教师可以让学生佩戴 AR 眼镜后观察虚拟数轴，将 2.5×10 投射为数字向右跳跃 1 位， 2.5×100 则连续跳跃 2位，思考小数乘法中小数点的移动规律。教师可趁机创设“小数工厂”的情境，利用AI 工具打造虚拟生产线，要求学生运用数学知识计算原料配比；创设“虚拟超市”的情境，引导学生扮演顾客、收银员的角色，让他们分别完成自己的任务。顾客需要认真计算商品的总价，将自己计算得到的答案投影到屏幕上。收银员需要核对顾客的计算过程，运用虚拟计算器验证并完成找零。AI 系统会监测学生的活动参与过程，实时反馈正确率。当学生出现错误答案时，AI系统会触发“错误提示动画”，而学生可以进行自主纠错。教师应了解 AI 工具的具体应用场景，运用其优势设计交互活动，融入合适的跨学科案例，让每个学生都能在数学课堂中实现运算能力的良好发展。

四、运用AI 工具布置智能分层作业

AI 工具在数字时代的应用更加广泛，可以帮助教师构建智慧课堂，也能为学生提供分层作业。教师应使用 AI 分层作业系统，结合学生作业数据、课堂表现、计算能力等，生成不同难度的习题，并借助智能纠错反馈监控学生作业质量，为下一步教学策略的调整做好准备。

教师应利用 AI 工具构建动态题库，为学生的学习提供必要帮助。一是基础巩固层，教师可利用 AI 工具生成 0.6×7.2.4×3 等直式计算题。二是应用提升层，教师可从动态题库中筛选难度稍高的题目，比如“教室长 6.5 米，地毯每米 8 元，铺满需多少钱？”三是思维拓展层，教师应注重筛选具有开放性的题目，比如 2.5×◻+1.5=10 ，以锻炼学生的思维能力和运算能力。接着教师可利用国家中小学智慧平台智能批改学生的作业，做出语言解题指导，帮助学生生成错题本。教师应定期利用 AI 工具分析学生的学习情况，解析系统生成的班级能力矩阵图，调节后续作业的难度。有 65% 的学生可以掌握基础运算方法，只有 22% 的学生能解决复杂应用题。而教师应根据系统提供的数据调整作业难度，为达标学生布置“阶梯电价计算”的挑战任务，为未达标的学生布置“元角分”训练任务。

结语：

AI 工具与数学教学的融合可以增强数学教学的兴趣，帮助学生顺利掌握数学知识和技能。教师应准确把握 AI 工具的功能和特点，在深入解读教材内容和学生学习情况的基础上，利用 AI 工具实施个性化学习，打造沉浸式数学课堂，诊断学生的学习情况，为学生布置合适的作业，从而达到提高学生计算能力的教学目的。未来，教师应继续探索 AI 工具在数学教学中的应用，紧跟时代发展的步伐，打造更适合学生的智慧课堂。

参考文献：

[1] 曹锦秀 ， 裴爱琴 .AI 技术赋能小学数学教学提质增效 [J]. 第二课堂（D），2024，（08）：29.

[2] 余婷婷 .AI 智能化评价助力课堂教学之“变”——以小学数学“度量2”一课为例 [J]. 浦东教育 ，2024，（01）：23-29.