人工智能技术支持下小学数学思维可视化培养路径

前言

在新课改背景下，对小学数学教学俨然更具要求，不但强调向学生充分讲述知识技能，也注重大力培育学生的思维能力，但不可否认的是，在以往的思维培育中更多采取单一、刻板的方式，所以未能达成根本的培养目标。对此，若能够以人工智能技术作为支持，就利于实现对学生数学思维的可视化培养，如不管是在学生解答数学问题，还是在具体思考时，均能够带来清晰明确的思维轨迹，从而在培养学生数学思维时也会更具针对性和有效性。基于此，本文主要研究了人工智能技术支持下小学数学思维可视化培养路径。

1 利用AI 诊断学情，定制思维可视化培养目标

在小学数学思维能力培养中，人工智能技术有着突出作用，能够利用AI 诊断学情，为学生定制思维可视化培养目标。在AI 技术的应用过程中，可以做到深挖相关学习数据，这主要是指在课堂测试以及作业完成等方面的数据，而后在解题方式、以及思维模式等层面上，精准诊断学生的学情，明确学生在数学学习及思维提升上的薄弱之处，以此来为他们定制思维可视化培养目标，如此利于保障所开展的数学教学工作，更为匹配于学生的数学学习多元需求，真正驱动学生数学思维的提升[1]。例如，在展开《多边形的面积》的小学数学教学前，能够先利用AI 来诊断学情，因在学生从前的学习中已经接触过图形认识的内容，所以应该收集该方面的学习数据，并发挥系统作用进行分析及判断，之后发现某些学生在进行多边形面积公式推导时存在问题，对此就能够根据该类学生的主要情况，为他们定制思维可视化培养目标，如针对图形转化这部分内容，能够借助AI 技术可视化呈现在学生的面前，让他们来分析图形是如何变化的，促进学生准确推导出相应多边形的面积公式，同时也利于发展他们的数学思维能力。

2 借助智能工具，构建数学思维可视化模型

借助智能工具，构建数学思维可视化模型，为一项必不可少的实现路径。在借助智能工具后，可以做到可视化数学知识、概念以及解题的各项步骤等，从而为建构数学思维模型带来重要的根据[2]。所采用的智能工具包括几何画板等，往往能够体现出交互性的特征，可以为学生的数学学习提供便利条件，如他们能够自主改变参数，了解模型的动态化改变，如此利于保障学生扎实掌握知识内容，明确知识内容之间存在的内在关联，最终能够结合复杂的知识内容，促进学生数学思维的显著提高[3]。例如，在展开《三角形》的小学数学教学时，可以借助几何画法，让学生结合这节课知识内容，有效建构思维可视化模型，针对“三边关系”这部分内容，即能够根据该智能工具，随机将三条线段的长度输入其中，这样学生就能够了解到随机的三条线是否可以形成一个三角形，如果未能形成，系统就会进行提示，也会向学生提供原因，使学生能够有效了解三角形的构成要素，明确相关概念，从而也利于提高学生的数学思维。

3 运用AI 分析数据，精准指导思维薄弱环节

在数学知识学习掌握的整个阶段中，发现不少学生在思维层面上容易表现薄弱之处，若想及时改善薄弱之处，就应该运用AI 分析数据，精准指导学生思维薄弱环节，如在运用此项技术时，可以精准分析学生的学习数据，根据数据挖掘算法，明确他们在思维上的薄弱之处，特别是在变动趋势及状态等方面，随后教师可以结合AI 数据分析结果，有的放矢地为学生带来可视化学习资源，从而彰显资源价值，攻克学生的思维薄弱之处[4]。例如，在展开《分数除法》的小学数学教学时，可以通过AI 数据分析技术，精准分析及判断学生的学习数据，而后了解到：一些学生在解答分数除法的问题时，表现出了思维限制情况，未能提高解题的准确性，联系该项分析判断结果，能够借助AI 技术为学生提供可视化解题思维导向图，如此学生能够充分明确题目中所蕴含的数量关系，这也利于引领他们的思维过程，不但可以保障学生的解题质量，还利于发展他们的数学思维能力。

4 设计虚拟场景，促进数学思维实践应用

在当前的小学数学教学中，若想达成数学思维的培养目标，就应该强化人工智能技术支持，以便可视化培养学生的数学思维，而在此过程中，应该设计虚拟场景，促进学生数学思维实践运用，从而才利于实现数学思维培养的本质目标。如在采取 AI 技术来辅助教学时，能够体现 VR 以及AR 等相关技术的作用，为学生打造虚拟学习场景，这样能够在和虚拟对象之间的交互过程中，提高学生对数学知识的应用水平，使学生能够从容解答具体的问题，并在实践的阶段中来获得数学思维能力的进一步提升。例如，在展开《面积》的小学数学教学时，能够将“房屋装修”这一虚拟场景引入到课堂中，使学生仿佛真正处在某一房屋中，系统会为学生提供装修材料价格以及规格等方面的信息，而后让学生根据信息来准确计算共需多少地砖、墙纸需消耗的费用等，在上述阶段中强调学生利用面积公式加以计算，不但能够提高他们的面积计算能力，还可以强化他们数学思维实践技能。

结论

总而言之，在新时期背景下，若想培育学生的数学思维，就应采取更现代化的方式来进行，如能够采取人工智能技术，确保可视化培养学生的数学思维，以期为学生当前及往后的数学学习均作出保障。

参考文献

[1]林冉. 学生数学思维培养下的小学数学课堂教学[J]. 家长, 2025,(09): 28-30.

[2]肖伟伟, 李宗帅. 信息技术与小学数学融合的教学应用探讨[J]. 新课程教学(电子版), 2024, (05): 152-154.

[3]赵斌. 浅谈多媒体在小学数学教学中的应用[J]. 课程教育研究, 2019,(34): 187-188.

[4]张世芳. 信息技术对小学生数学思维能力的培养策略[J]. 中小学电教(教学), 2019, (08): 59-60.