AI 技术提升小学数学课堂互动性的实践探索

一、引言

在科技飞速发展的今天，人工智能（AI）技术已逐渐渗透到教育的各个领域。小学数学作为基础教育的重要组成部分，传统的教学模式在一定程度上难以满足学生多样化的学习需求，课堂互动性不足也限制了学生的学习积极性和主动性。AI 技术的出现为解决这些问题提供了新的思路和方法。它能够以多样化的方式呈现教学内容，增强学生的学习兴趣，同时通过智能分析为学生提供个性化的学习支持，有效促进师生、生生之间的互动，从而提升小学数学课堂的教学质量。

二、AI 技术为小学数学课堂互动带来的变革

2.1 提供个性化学习支持，增强师生互动

每个学生都有独特的学习风格和节奏，在传统小学数学课堂中，教师难以兼顾到每个学生的差异。AI 技术通过对学生学习数据的收集与分析，如学生在在线练习、作业完成过程中的答题情况、答题时间等，能够精准了解学生的学习状况，包括知识掌握的薄弱点、学习进度等。教师依据这些数据，能为学生量身定制个性化的学习计划和辅导内容。例如，在学习 “小数的加减法” 时，AI 系统分析发现部分学生对小数点的对齐问题容易出错，教师就可以借助 AI 推送针对性的练习题和讲解视频给这些学生，在课堂上也能更有针对性地对这部分学生进行提问和指导，与学生进行一对一的交流，解答他们的疑惑，这种基于个性化的互动极大地提高了师生互动的质量和效率。

2.2 丰富互动形式，激发学生兴趣

传统小学数学课堂互动形式较为单一，多为教师提问、学生回答。AI 技术引入课堂后，互动形式变得丰富多彩。利用虚拟现实（VR）或增强现实（AR）技术，能将抽象的数学知识转化为直观的 3D 模型。在学习 “长方体和正方体” 时，学生通过 AR 设备，可 360 度观察长方体和正方体的模型，还能进行拆解、组装等操作，直观感受它们的特征和空间关系。同时，智能教学平台可组织在线小组讨论、数学竞赛等活动。在学习 “数学广角 —— 搭配” 时，教师在智能平台发布搭配问题，学生分组在线讨论，平台实时显示各小组讨论进度和观点，激发学生的竞争意识和参与热情，让课堂充满活力。

三、AI 技术在小学数学课堂互动中的应用案例

3.1 案例一：基于 AI 的智能教学平台在 “图形的认识” 教学中的应用

某小学在 “图形的认识” 单元教学中，采用了一款基于 AI 的智能教学平台。在课堂导入环节，教师通过平台展示利用 AI 生成的生活中各种含有不同图形的场景图片，如三角形的屋顶、圆形的车轮、长方形的书本等，学生被这些生动的图片吸引，纷纷积极讨论自己在生活中见到的相关图形，迅速激发了学习兴趣。在知识讲解阶段，教师利用平台的动画演示功能，将三角形、四边形等图形的特征以动态的形式呈现，如通过动画展示三角形三条边的关系、四边形内角和的推导过程等，学生们看得津津有味，遇到疑问可随时在平台上提问，教师和其他同学能及时给予解答。课堂练习环节，平台根据每个学生的学习情况自动推送个性化练习题，学生完成后即时得到反馈和评价，对于错题，平台会提供详细的解析和相关知识点的复习链接。在小组讨论环节，学生们围绕“如何利用所学图形设计一个美丽的校园” 这一主题，通过平台进行在线交流，分享自己的设计思路，利用 AI 绘图工具绘制草图，并相互提出改进建议。整堂课学生参与度极高，师生、生生之间互动频繁，教学效果显著提升。

3.2 案例二：AI 辅助教学在 “数学运算” 教学中的应用

在另一所小学的 “数学运算” 教学中，教师引入了 AI 辅助教学软件。在教授 “两位数乘两位数” 时，课前教师通过软件布置预习任务，软件根据学生过往的学习数据，为每个学生推送不同难度层次的预习内容，如基础薄弱的学生重点复习乘法口诀和两位数乘一位数的计算方法，学有余力的学生则提前了解一些简便运算技巧。课堂上，教师利用软件的抢答、竞赛等功能组织教学活动。例如，在讲解完计算方法后，教师在软件上发布一系列练习题，学生通过平板电脑抢答，软件即时显示答题结果和排名，学生们热情高涨，积极参与。对于学生在答题过程中出现的错误，软件自动记录并分析原因，教师根据软件提供的数据，针对普遍存在的问题进行集中讲解，对个别学生的特殊问题进行单独辅导。课后，软件为每个学生生成个性化的作业，包括巩固练习和拓展提升练习，学生完成作业后上传，软件自动批改并反馈，学生还可在软件上与同学交流作业中的问题和解题思路。通过 AI 辅助教学，学生对数学运算的学习积极性明显提高，计算能力也得到了有效提升。

四、AI 技术提升小学数学课堂互动性的策略

4.1 教师提升 AI 技术应用能力

教师是课堂教学的组织者和引导者，其 AI 技术应用能力直接影响课堂互动效果。学校应加强对教师的培训，定期组织 AI 技术相关的培训课程和讲座，内容涵盖 AI 教学工具的使用方法、如何利用 AI 分析学生学习数据、如何设计基于 AI 的互动教学活动等。鼓励教师在日常教学中积极尝试运用 AI 技术，相互交流经验，共同探索适合小学数学教学的 AI 应用模式。同时，教师自身要不断学习，关注 AI 技术在教育领域的最新发展动态，主动提升自己的技术素养，以更好地将 AI 技术融入教学，促进课堂互动。

4.2 合理选择和设计 AI 教学资源

为了提升课堂互动性，需要根据小学数学教学内容和学生特点，合理选择和设计 AI 教学资源。在选择 AI 教学工具和软件时，要考虑其功能是否符合教学目标和学生的认知水平，如针对低年级学生，应选择界面简洁、操作方便、趣味性强的 AI 资源；对于高年级学生，则可选择具有一定思维挑战性和拓展性的资源。教师还可以根据教学实际需求，与技术人员合作设计个性化的 AI 教学资源，如根据教材内容制作定制化的 AI 动画、互动游戏等，使其更贴合教学内容和学生的学习需求，从而更好地激发学生的参与热情，提升课堂互动性。

五、结论

AI 技术的应用为提升小学数学课堂互动性带来了诸多机遇和变革。通过提供个性化学习支持、丰富互动形式、促进生生互动等方式，AI技术有效地激发了学生的学习兴趣，提高了师生、生生之间的互动质量，提升了小学数学课堂的教学效果。然而，在实际应用过程中，也面临一些挑战，如教师的技术应用能力有待进一步提升、AI 教学资源的质量和适用性需要不断优化等。

参考文献

[1] 左子园. "AI 技术在小学数学教学中的创新实践与智慧教育路径研究." { 中国通信工业协会教育专委会2024 年会论文集} 2024.

[2] 吴思珉 . " 人工智能在中小学数学教学中的应用分析 ." { 中文科技期刊数据库 ( 全文版 ) 教育科学 } 11(2022):3.

[3] 杨秀娟 . " 人工智能和数学教学的深度融合 ." { 电脑乐园 }3(2019):1.