人工智能时代小学数学课堂数字素养培养模式创新研究

引言：

步入 21 世纪阶段，各行各业普遍应用人工智能技术，深刻扭转了社会结构与工作模式，教育领域同样面临着空前的变革浪潮，尤其体现在小学数学教学这一板块，数学绝非只是基础学科而已，同样是造就学生逻辑思维及问题处理能力的重要依托。伴随数字化与智能化浪潮的侵袭，新时期需求，传统数学教育模式已无法完全贴合，为应对这一难题，教育界开始钻研怎样利用人工智能技术提升学生数字素养，让学生在信息化社会中具备必需的竞争本事。

一、人工智能时代小学数学教育的挑战与机遇

（一）数学教育面临的挑战

伴随信息技术的极速发展，尤其是人工智能（AI）领域不断的新突破，前所未有的挑战让传统教育模式陷入困境，小学数学作为基础教育的关键组成部分，既有的教学方法和内容框架，难以达成学生对数字化、信息化社会的需求。数学教学较多依赖纸笔运算及传统课堂教学途径，而此类模式未充分开展学生数字化素养的培养，怎样实现人工智能与数学教学的深度融合，造就学生适应未来社会的数字素养，成为亟需攻克的问题。

（二）人工智能技术的机遇

人工智能技术的飞速发展为小学数学教育创造了前所未有的契机，AI 不仅能协助教师精准分析学生学情，有的放矢地给出个性化学习建言，还可借助自动化的教学工具，缓解教师的工作压力，让课堂教学实现高效运转。人工智能为学生搭建了多样化的互动学习平台，诸如数学互动游戏、智能作业评改等，有机会激发学生的学习志趣，增进学生对数学的理解及实际运用能力，人工智能技术为小学数学课堂创新赋予了极大的潜力。

（三）数字素养的内涵

作为现代教育重要内容的数字素养，不只是包含对信息技术的基础操作能力范畴，还关乎在复杂信息环境里开展高效的学习、分析与创新活动，处于小学求学阶段，数字素养并非仅仅是学生掌握技术工具的那项能力。更为关键的是，学生能在数学学习里借助数字技术提升理解与解决问题的能力，经由在数学课堂融入人工智能，学生可造就批判性思维、逻辑推理能力、创新品格等，这些能力对其未来的长远发展有着不可小觑的意义。

（四）发展数字素养的重要性

数字素养是未来社会一项必不可少的基础能力，尤其是处于人工智能的时代，数学作为基础学科的效用日益突显，依靠培育学生的数字素养水平，有利于学生在数学学习过程中更好地理解、应用技术工具，也可为其今后的学习、职业提升和社会参与搭建稳固基础。小学数学教学里对数字素养的培养，直接关乎学生未来在信息技术社会当中的竞争实力，怎样把数字素养嵌入数学课堂，已成为教育界研究的紧要方向。

二、人工智能时代小学数学课堂数字素养的培

（一）整合人工智能与数学课堂的教学模式

须培育起学生的数字素养，要把人工智能科学融入小学数学教学里面，采用智能教育平台开展课堂教学属于一种有效的做法，采用 AI 对学生学习数据进行分析，按照每位学生的学习进展、优劣状况，制定贴合个体的教学方案，进而实现教学精准性。教师借助 AI 技术能即时给出反馈，更改教学进度及相关内容，使教学过程变得更灵活高效，AI 还能帮学生在课后完成个性化的复习及练习，进一步筑牢知识的根基。

（二）游戏化教学与数学学习的结合

人工智能为数学教学增添了诸多创新的途径，游戏化教学乃其中的一个创新手段，借助 AI 技术赋能的数学游戏，不仅能把数学知识与技能融入到有趣互动中，还能辅助学生经实践掌握数学概念。处于数学课堂教学时段，教师可编排智能化数学游戏，帮扶学生在快意氛围中完成数学试题，借助反馈机制掌握学生的学习成效，学生在游戏化教学带来的轻松愉悦学习环境中提高数字素养，激发起他们的探索精神及创新的思维火花。

（三）数据驱动下的个性化教学

个性化教学是培育数字素养的关键途径，人工智能借助数据分析与学习进度跟踪，可为各位学生定制个性化学习计划，且即刻调整教学策略安排，AI 技术可协助教师知晓每个学生的学习情形，找出学生在数学学习里的困难与不足，进而开展个性化的辅导帮扶，依靠 AI 系统追查学生的学习轨迹，分析学生于课堂上的表现与作业完成情形，依照学生的不同需求，给出难度各异的数学题目与练习，这般操作不仅可提高学生学习效率，更有助于学生扎实掌握数学知识，增进其数字素养水平。

（四）创新评估方式，注重过程性评价

身处人工智能时代里，数学课 惯用的期末考试评价模式，尽管可较为理想地测量学 新思维和批判性思维培育上，处于数字化和智能化技术 过程性评价不只是考量学生对知识的掌握水平， 意识，实施了AI 技术引入，助力此评价方式精准 每个思维步骤，审视学生的错误种类、理解水平 的反馈，AI 能按照学生的表现动态地调整学习任务， 支特学 径，更贴合学生发展的真实需求，更可有效地促进学生创新能力和批判性思维的形成。

三、人工智能时代小学数学课堂数字素养培养的教学策略

（一）培养学生的算法思维

算法思维是数字素养的核心组成之一，培养学生算法思维，利于其解决复杂的数学难题，且可于未来数字社会灵活招架各类挑战，处于数学教学阶段，教师可引领学生借助人工智能相关工具及平台，领悟且应用算法的基础要义，让学生懂得借助算法步骤去解决数学题目，也能借助编程语言开展数学建模工作，助力学生把握基础计算机编程技巧与数学的内在关联，算法思维可显著提高学生的数学思维素养，也能为其在别的学科学习搭建坚实基石。

（二）提高学生的数据分析能力

在人工智能兴起的时代，数字素养的另一关键层面是数据分析能力，在小学数学课堂之中，教师应鼓舞学生借助数据分析工具，凭借数据收集、整理与剖析，开展数学问题的化解。学生能采用数据处理软件对数学题的数据加以分析，掌握怎样从海量数据里提取有用讯息，领悟数据跟数学之间的关系要义，学生可更好地领悟数学概念，还可锻炼他们处理数据、剖析问题以及提炼信息的能力。

（三）培养学生的创新精神

人工智能时代的教育不只是做知识的传授 聚焦于 学生创新精神的培育，在数学教学工作当中，教师可安排学生进行课题研究、数学建模等 的创新思维及问题处置能力，依靠现实的数学应用难题，引导学生自主选取工具、手段和策 利于学生提高数学能力，更能培育他们的创新理念。教师应为学生准备充足的探究材料与开放性问题，倡导学生提出问题且自主思考，以此培养其创新思维素养。

（四）强化学生的合作学习与沟通能力

培养数字素养不只是提升个人能力，也包含学生的合作式学习及团队意识，在人工智能辅助开展的课堂里，教师可策划小组合作的项目，让学生在数学学习当中互帮互援，彼此分享见解和应对方案，凭借合作学习途径，学生彼此之间可相互启发，延伸自己的思维维度，夯实集体主义精神根基。

四、人工智能时代小学数学课堂数字素养的实施与优化路径

（一）完善教师培训体系

步入人工智能时代后，教师不再只是传统意义上传授知识的讲解者，而是成为学习进程的规划者与引领者，为在数学课堂合理融入数字素养培养，教师除了要有扎实的学科知识，还得掌握新兴数字技术及相应AI 工具，学校及教育机构需构建完备的教师培训体系，按周期为教师供给和人工智能、教育技术有关的专业培训。以学习最新AI 技术应用与数学教学方法为途径，教师可学会在教学里借助智能工具开展个性化教学、数据分析及学习评估等工作。

某地区教育局为增强数学教师的数字素养，筹办了为期三个月的教师专业培训班，培训内容囊括人工智能在数学教育板块的应用，怎样借助 AI 工具对学生作业、测试数据加以分析，向学生给予个性化的学习建言，培训告一段落后，教师可更高效地借助智能白板与数学学习平台优化课堂教学，挑起学生对数学的兴趣点，且可按照学生的学习进度开展差异化辅导。

（二）改革课程内容与教学设计

贴合人工智能时代数学教育要求，要先对现有的课程内容及教学方面的设计进行改革，传统数学教学太过于聚焦理论知识的强行灌输，未重视学 实践操作与数字技术相融合。在全新的课程体系里，更多数字技术元素可融入教材内容，诸如智能化习 可视化数学图示等。这些元素不光能增进学生的互动性，还会让他们 题的能力，教师开始设计教学活动的时候，应结合学生的认知特征及发 I 技 动的创新化设计，采用数学和数字技术融合手段，学生能以直观的途径理解复 且在 提升自身的数字素养，慢慢贴合未来社会的需求。

在某所小学开展的数学课改项目里，教师把智能化练习系统嵌入教材里面，于课堂之中，学生不只是能借助传统纸笔计算，还可依靠智能设备参与动态数学模型的分析与相关操作，开展几何图形学习的阶段，学生借助可视化工具洞察图形的变化动态，实时反馈增进了学生对知识的理解，教学内容由此变得更具生动性与互动性，学生对数学的兴趣和学习的积极性大幅上扬。

（三）优化课堂环境与技术支持

在人工智能时代里，课堂环境得以优化， 对教学效果的提升意义极为重大，为让教学借助 AI 技术实现更好的辅助效果，课堂环境要得到充分的技 装备 ，诸如智能一体化白板、在线互动教学平台、虚拟实验仿真室等， 掌握数学知识，还为教师增添了更加多元化的教学资源与评估手 予实时反馈，教师可依靠这精准把握每个学生的学习态势，及时修改教 术设施，可有效唤起学生的学习兴致，更可有效推进学生的自主学习跟合作学习，为学生开辟更灵活的学习空间及机会窗口。

在某小学的数学授课课堂里，每间教室均由学校配备了虚拟数学实验室与智能白板，教师依靠这些设备开展数学课程讲授，借助虚拟实验室引导学生操作与观察三维图形，加强了学生对几何概念的把握，每节课结束之际，学生的个性化学习报告由AI 教学平台自动生成，助力教师掌握每位学生课堂上的表现与理解程度，借此制定更贴合学生的教学规划。

（四）推动家庭与社会的协同参与

数字素养的培养不仅仅是学校的任务，还需要家庭和社会的共同参与。在人工智能时代，家长需要了解数字技术在孩子学习中的重要性，并为孩子提供适宜的学习资源和环境。通过建立家庭与学校之间的联系，家长可以通过家校合作，了解孩子在课堂中的表现和学习进度，帮助孩子在课外进行有针对性的辅导。同时，社会各界也应为学生提供更多的数学教育资源和平台，如在线教育课程、数学竞赛等，为学生的课外学习创造更多的机会。通过家庭、学校和社会的协同参与，学生的数字素养可以得到全面提升，帮助他们更好地适应未来社会的需求。

在某城市的一项家庭教育合作项目中，学校与家长合作开展了家庭数学学习活动。家长和孩子们共同参与到一些基于 AI 技术的数学学习游戏中，通过这种互动式的学习方式，家长不仅能够了解孩子在数学方面的进展，还能在孩子学习过程中提供支持与鼓励。该项目的实施有效提高了学生的数学成绩，同时也促进了家庭成员之间的教育互动。

总结：

人工智能时代的到来，给小学数学教育带来了全新的挑战和机遇。通过引入人工智能技术，不仅能够优化课堂教学方式，增强学生对数学的理解与应用 够培养学生的数字素养、创新能力和团队合作精神。在这一过程中，教师的角色变得尤为重要，教师需不断提升自身的专业能力和数字化教学水平。同时，教育改革还需要课程内容的创新、教学模式的更新以及家庭和社会的共同参与。

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