基于人工智能的小学数学个性化学习模式构建与应用研究

引言：

人工智能的快速发展，促进了教育领域的变革，AI 在小学生数学教育中的应用，一方面能使小学生的学习效率最大化，另一方面也将为建立新的基于个性化学习的教育模式带来更多可能性，通过数据分析，AI 可以根据每个学生的学习情况为他们匹配学习路线，以实现更优的个性化教学方式，让每个学习都得到优化发展，也有利于教育公平、普适性。

1. 人工智能在教育中的应用现状

1.1 人工智能技术概述

人工智能是基于模拟人类思维的技术，是让计算机软件解决问题的那些事情原来必须靠人类智慧才能去做的事情，人工智能包含了许许多多不同的分支学科，例如机器学习、深度学习、自然语言处理和计算机视觉等。机器学习的关键是使用数据集拟合一个模型，并不断优化预测性能；深度学习是以多层次神经网络作为基础来模拟人脑的学习过程，因此能够从中提取到高级信息；自然语言处理能够让设备理解并生成自然的文本，而计算机视觉则可以给予机器鉴别分析图片中的内容的能力[1]。综合式的利用可以把人工智能应用在众多不同的领域中，例如教育领域、医疗、金融等领域。

1.2 小学数学教育中的人工智能应用

尽管当前人工智能在小学数学教学领域的实际应用成效尚未充分凸显，尚未展现出大规模、显著性的教学助力效果，但其所蕴含的巨大潜力与独特能力绝不容小觑。。当下一些教育网络已经开始运用人工智能，通过提供人工智能的试题库，量身定做的推荐系统来帮助学生获得精细学习。人工智能可以根据学生做题的难易程度、快慢以及是否正确，对学生的理解程度进行判断，进而发现问题在哪里，随后将会把适合学生能力程度的习题和内容进行推荐。比如，学生正在做数学试卷的时候，人工智能会通过计算做数学题目的时间、正确率来调节学生做难题的难易程度和做出即时反应，这样就会达到提升学生学习效率和热情的目标。

2. 小学数学个性化学习的需求分析

针对最基本的教育主体——小学生数学来说，主要是培养学生的逻辑思维能力以及解决问题以及运用各方面技能的能力。而从目前的教育教学模式来看，受限于班级的整体发展节奏，学生的知识吸收和内容讲解很难全部满足学生个人发展的要求。一方面要意识到学生们在数学学习接受能力上存在着一定的差异，有些学生能够很快地掌握，而有些学生所需要花的时间就会很长，通过这种个性化的教学模式，能为每个学生单独定制教学内容，避免了其在集体的授课中出现太过紧张或者烦闷的情绪。另一方面通过这种新型教学手段，可以识别在某一类型知识上表现不足的学生并为其进行必要的指导、培训工作，帮助他们把这部分知识漏洞填补完整。最后一个因素是对学生热爱数学知识的兴趣，这也关乎到其学习成果的好坏。个性化教学可以让教师根据学生的兴趣爱好为学生提供相关的数学问题或实际的应用场景，让学生在解决现实问题的过程中体验成功，进而激起他们学习数学的兴趣。

3. 基于人工智能的小学数学个性化学习模式应用

3.1 数据采集与分析

对于基于人工智能的小学数学个性化学习模式来说，数据分析和采集学生信息是至关重要的环节。这包含多维度的能够全面反映学生学习状况以及活动的各种数据采集，通过大数据分析后可为学生提供个性化建议和反馈学习策略。例如，当 AI 了解学生在一些知识点上出现了困难后，可主动给学生推送这一知识点的学习资料以及习题 [2]。同时，通过长期的数据积累，AI 可以生成学生的学业轨迹，预估学生在今后某些学习上的困难，从而进行预干预。

3.2 学习路径推荐与调整

通过智能的学习路线推荐系统，能够根据不同学生掌握知识的程度实时调整课程资料和步骤，当某一个科目知识被学生充分掌握后，就会自动推荐深入一层的课程，使他不断受挑战；反之当学生学习某个知识点时有些不理解，就可以根据学生学习情况重新设计学习路径，提供更多的巩固和训练题。这样适应性调节使得每个学生都能够以适合自身速度学习，提高自身学习效率和积极性。

3.3 学习行为监控与反馈

在个性化学习中，学习行为的监测和响应是非常重要的，尤其是在 AI 辅助的教育策略中可以实时监测、识别和分析学生的学习状态，精确识别其学习过程。这些内容不仅包括学生学习的进度、答题正确率，还包括了他们的学习方法、理解程度、遇到的难题等[3]。对这些信息进行更深入的研究，老师或者 AI 系统可以更快地识别学生的问题所在，并根据学生的需要做出有针对性的回应帮助他们有针对性地弥补了不足，这可能表现为更直接的方法，例如回答问题，也可能是更间接的方法，例如提供合适的阅读材料或是调整学习路径。另外，及时的响应不仅能促进学生的学习热情，也能促使学生更独立更有主动力地投入学习中。不断优化学习行为监测和响应系统，能更好地实现个性化学习的目标，提高学习整体教育质量。

结语：

从现实中我们已经看到的人工智能教学机器具有的非凡潜力，我们能够预见，教育将在更多人工智能学习平台的辅助下，发展越来越强大的教育科技，师生都能够更好地在各自领域能获得进一步的提升。可以预见，人工智能支持下的个人化学习，还会有更为完善的发展，教育形式将会趋于多样，实现更大程度的教育公平和教育创新。

参考文献：

[1] 刘志鹏 ; 王晨阳 ; 邓怡婷 . 基于人工智能的小学数学个性化学习模式的研究与实践 [J]. 现代教育技术 ,2023(12):22-26.

[2] 陈文杰 ; 张晨曦 ; 刘玉婷 . 人工智能在小学教育中的应用现状与发展趋势 [J]. 教育信息化 ,2024(5):39-43.

[3] 高飞扬 ; 王皓月 ; 李鹏程 . 基于大数据的个性化学习路径优化研究 [J]. 教育科学与技术 ,2024(7):55-59.