人工智能技术在小学数学作业设计中的应用探索

引言

伴随人工智能技术快速进步，教育领域正出现结构上的重大变化以及转型过程，国家智慧教育平台创建，相关配套政策陆续出台，这些情况表明人工智能技术在教育中的应用已经成为一种不可阻挡的发展潮流。而小学数学课程作为基础教育的重要组成部分，其作业设计模式应当怎样借助人工智能技术加以改进并实施创新，这个问题已经渐渐成为推进教学改革的重点内容之一。

1 人工智能技术在数学教学中的应用优势与价值探索

人工智能技术在提升数学思维能力方面有重要意义，研究显示，它通过思维拓展与认知改善这两条途径，明显加强了数学思维培养的成效，利用可视化手段，可以将抽象的数学概念转化为直观的教学内容，有助于学生形成空间想象能力以及图形化的思维模式，而且可以锻炼逻辑推理和归纳总结的能力。智能教育平台根据个体差别动态调整学习任务的难易程度，给予合适的学习挑战，促使学生积极探究数学规律，培育批判性思维和创新能力，依靠 AI 技术，能够搭建起数学理论与实践应用之间的联系，设计出贴近生活的实际场景，引领学生在解决问题的过程中感受数学思维的价值，做到知识向实践的有效迁移。依靠人工智能技术的智能化教育辅助平台，可以及时采集并剖析学生解答题目时的行为数据，准确找出认知偏差和知识不足之处，给出具有个性化的引导计划和改善办法，进而改良学生的学路，完善知识框架，这个系统在加强学生数学核心素养方面有着关键作用，牵涉到逻辑推理，批判性思维以及运算能力等诸多方面，给学生适应信息化社会的发展需求，做到全面发展给予了强有力的支持。

2 传统作业管理模式存在若干问题

传统数学作业管理模式比较粗放，很难把教育部有关作业管理的政策要求落到实处，也无法完全符合备课组教师的教学需求。现在作业管理存在的主要问题有：作业设计上，形式单调，内容重复，安排随心所欲，没有系统规划；对学生学习状况了解得不全面，而且老师精力有限，没法做到因材施教或者分层教学；作业批阅环节，人工操作量大，缺少智能化技术支持，造成批改时间长，反馈慢，不能及时找出并解决学生的个性问题，进而影响教学质量与学生学业发展。

3 人工智能在小学数学作业设计中的应用策略研究

3.1 人工智能提升作业趣味性与互动性研究

目前小学数学作业设计存在着明显的结构性缺陷，如果单纯地取消作业，那么很难提高学生的数学核心素养和良好的学习习惯；一些教师受传统教学模式的影响，布置的练习题往往枯燥乏味，教学效果评估变得困难重重，从而影响了整体的教学质量。鉴于小学生的天性是好奇，所以必须探索出多种作业形式来促进他们的全面发展，在此情况下，利用人工智能技术来增强作业的互动性和趣味性就显得非常必要。当学生掌握了基本的加减乘除运算技能之后，教师就可以使用“豆包智能体”进行 ^*24 点挑战赛”，由系统随机产生一组数字，比如 3、4、6、2，然后让学生在规定的时间内利用四则混合运算的方法达到目标值 24。在这个过程中，学生可以和智能体展开互动式的对话，以此来检查生成的数据是否符合“24 点”的游戏规则，如果回答正确，智能体就会给予积极的反馈：“恭喜你，反应敏捷，计算准确，表现很棒！”相反，如果出现了错误，那么就会用一种比较温柔的方式来说：“不要难过，我来帮你分析这个题目吧。”这样就给老师评判学生所掌握的知识水平提供了一种新的方法，通过使用人工智能技术，作业批改可以做到即时的互动反馈，当学生在做作业的时候遇到难题或者产生疑惑的时候，老师就可以建议他们去使用智能平台来寻求帮助，系统会立刻推送出解题思路或者相关的知识点解析，从而帮助学生突破瓶颈，这种即时反馈的机制既提高了学习的效率，又增强了学生的成就感，从而激发了他们不断探究的兴趣。

3.2 数据驱动的个性化作业设计

依靠人工智能技术创建起来的数学作业辅助平台，可以全面搜集学生在课堂互动，自主练习，学业测评等环节中的各种数据，囊括答题时长，正确率分布，错题类型这些核心指标，借助深度学习算法，这个系统就能准确剖析个体的学习行为特点，知识掌握情况及其发展脉络，学生做完习题以后，平台会立刻找出他们的薄弱之处，然后按照特定的知识点推送个性化的巩固训练模块，而且附加详细的解析资料，做到精准的教学支撑。这个平台依靠数据驱动技术，做到了作业分配的智能化层级推送，学业成绩好些的学生就给他们布置一些有难度的拓展任务，以此推动综合素养的提高，基础比较牢靠的学习者，就安排系统化的复习训练，加深对核心知识点的理解和把握，学习能力相对较弱的学生，就设计一些趣味性很强的入门级练习，帮他们树立信心，慢慢改进学业水平，这样的个性化作业方案很好地符合了学生个体发展存在差异性的特点。

结语

人工智能技术在小学数学作业设计中的应用 , 给传统的教学模式带来新鲜感与发展契机 , 据显示 , 这种技术的应用使得作业的设计过程变得有趣 , 互动性加强 , 从而激发学生的兴趣 , 而且依靠大数据分析可以完成对作业内容的个性化设计 , 根据学生自身特点的个别差异给予匹配的学习任务与能力特征 , 这种做法使作业设计的流程更为完善 , 减轻了老师工作量 , 也为学生数学核心素养的提高给予了助力 , 使他们成为拥有创新能力的明日公民打下根基。

参考文献

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