人工智能下的小学数学教学策略例谈

著名教育家陶行知先生提出的创造教育理念，在很大程度上影响且改变了小学教学的方式与方法，因为传统的小学数学教学模式难以满足学生的个性化发展，教学内容抽象难懂，家校联动也较欠缺。而人工智能技术具有强大的数据处理能力及智能交互能力，能够破解当前小学教学困境。

一、运用人工智能，构建个性化学习系统

1. 运用人工智能构建智能学情诊断系统

人工智能技术的飞速发展给教育领域带来了前所未有的变革，小学数学教师运用人工智能能够构建智能学情诊断系统，通过多维度解析，揭示学生的学习习惯、学习动力以及潜在的学习障碍。在此基础上，人工智能学情诊断系统还能够对学生未来的学习趋势进行预测，从而为教师提供前瞻性的教学建议，帮助教师不断优化教学策略。

例如，在四年级下册《运算律》教学中，教师运用人工智能系统分析200 份作业数据，发现 32% 的学生混淆乘法分配律与结合律；运用系统自动生成可视化诊断报告，标注出典型错题 "25×(4+8)=25×4+8"- 等，并向学生推送针对性的交互式动画讲解，帮助学生集中解决运算律相互混淆的问题。人工智能在小学数学教学中的应用有助于构建智能学情诊断系统，多维度解析学生知识掌握的特征，不仅能够有效提高小学数学教学的质量与效率，还能增强学生的自主学习能力。

2. 运用人工智能规划自适应学习路径

在运用人工智能技术为学生规划自适应学习路径中，教师首先运用人工智能构建动态学习框架，根据学生的学习进度动态调整教学内容、教学方法，确保每个学生都能找到适合自己的学习节奏。教师还可以运用人工智能技术根据学生的学习习惯，提供多样化的学习模式。除了传统的文字讲解、文字练习外，还可以运用人工智能生成图片、动画、视频等多种形式的学习资源，充分满足学生不同的学习偏好。

例如，五年级下册《分数的加法和减法》，教师运用人工智能系统为不同水平学生规划差异路径，基础薄弱的学生先学习 " 分数墙 " 虚拟拼接游戏，能力突出的学生则直接进入 " 分数方程 " 挑战模块，系统通过每个学生答题的正确率动态调整后续习题难度。在小学数学教学中运用人工智能构建自适应学习路径，有助于形成“诊断 - 推荐 - 评估”的闭环学习系统，从而有助于教师全面了解学生的学习情况，为学生提供个性化的学习路径及学习资源。

二、运用人工智能，打造互动性课堂场景

人工智能可以实现学生个性化学习需求的满足，增进学生的学习兴趣及积极性，切实提高数学教学的质量，助力学生数学素养全面提高。就算在应用阶段面临一些挑战，但随着技术日益进步和教师能力上扬，人工智能肯定会在小学数学课堂教学中起到愈发关键的作用，为小学数学教学赋予新活力，引发新变革，教师需积极拥抱人工智能这一技术，把它跟数学教学做深度融合，为学生打造智能化的互动课堂。

1. 运用AR 增强现实教学

在智能互动课堂上，教师将听觉、视觉、触觉等多种感官信息相结合，融合进动画、视频、音频等多媒体资源，创建多模态的学习环境，能够使抽象的数学知识变得更加生动具体，有效吸引学生的注意力。

例如，在六年级下册《圆柱和圆锥》教学中，教师带领学生使用 AR眼镜观察圆柱、圆锥的三维模型：通过手指滑动，圆锥侧面展开为扇形，通过手势抓取对比等底等高圆柱与圆锥的容积关系，通过这种沉浸式的体验，能够提升学生对体积公式的理解正确率。人工智能技术为构建智能化小学数学互动课堂提供了强有力的支持，通过构建多模态学习环境，能够实现抽象概念与具身体验的深度融合，提高数学课堂教学质量。

2. 运用虚拟实验探究平台

人工智能技术为数学教学带来了虚拟实验探究平台，该平台利用现代信息技术构建虚拟的实验环境，让学生有机会在探究中学习，在学习中探究。教师在选择虚拟实验平台时需坚持开放式探究的原则，为学生打造一个更加自由、开放的学习空间。学生可以在实验平台中自由地选择探究主题，设计实验方案，进行实验操作，观察实验结果，分析实验数据，在自主探究中找到问题的答案。

例如，三年级下册《解决问题的策略》单元中，教师应用人工智能虚拟助手 " 小苏 " 引导学生解决 " 租船问题 "，学生在“小苏”的指引下，拖拽不同船只进行组合，人工智能系统能实时计算费用并生成对比图表，当选择 " 全租大船 " 方案时，人工智能会自动提示 " 空座位数是否影响成本最优？ "，学生通过多种方案的组合，最终找到最优租船方案。人工智能技术打造的虚拟实验探究平台，通过设计开放式探究环境、开发参数化数学实验操作界面、记录操作轨迹实现思维过程可视化等手段，能够极大地丰富了学生学习方法，提升了数学教学质量。

三、运用人工智能，建立精准化作业管理

1. 运用智能题库分层推送

运用人工智能技术形成智能题库，能够因材施教地设计数学作业。智能题库是应用了大数据、人工智能等现代信息技术的教学资源平台，不仅有海量的优质试题资源，还具备智能分析、精准推送、个性化反馈等功能，能够根据学生的学习情况及数学能力水平，智能推送与学生相匹配的练习题。教师运用智能题库能够根据学生的实际情况，设计更具针对性的数学作业。

例如，四年级下册《三角形、平行四边形和梯形》教学中，教师运用人工智能系统为基础组、提高组、拓展组学生推送不同作业：基础组完成" 图形分类 "AR 拍照作业，提高组设计 " 梯形农场 " 规划图，拓展组则挑战 " 多边形内角和 " 推理证明题。人工智能融入小学数学教学为教师们打造智能题库，让小学数学作业设计更加多元、丰富，并契合学生巩固及提升的需求，让数学作业成为数学课堂的有效延伸。

2. 人工智能构建的实时作业反馈系统

小学生完成的数学练习题包含大量的手写文字及数学符号，人工智能系统融合 OCR 识别与自然语言处理技术，能够准确识别学生的手写内容，识别出每一步的内容，并判断其是否正确；同时，系统还能够对学生的解答过程进行自然语言处理，提取出其中的关键信息、逻辑关系等，从而更准确地评估学生的解答质量。教师运用实时反馈系统上丰富的数据，能够了解学生的作业完成，并为今后设计更加科学合理的数学作业打好基础。

例如五年级上册《小数乘法和除法》作业批改中，教师运用人工智能系统识别到某生连续出现 "0.25×4=1.0" 的竖式对位错误，于是设置系统自动推送微课《小数点的隐身术》，并生成包含 3 道渐进式矫正练习的电子错题本。通过融入人工智能技术构建实时作业反馈系统能够实现对学生作业过程的精准指导，显著提升学生的数学学习效果，满足学生的个性化学习需求。

总之，借助人工智能技术与小学数学教学的深度融合有助于构建智能化的教学支持系统，有效突破了传统课堂的时空限制，在概念理解、思维训练与素养培育等方面展现出独特价值。个性化学习路径规划是“因材施教”理念的体现。在小学数学教学中，应继续探索人工智能与教学的融合，实现技术创新与教育本质的统一，构建创新型的“人工智能 + 数学教育”新生态。

参考文献：

[1] 刘泽君 . 小学数学智慧课堂教学策略的浅析 ——基于人工智能 + 教育的思考 [J]. 科技资讯 ,2020(13).

[2] 王建华 , 姜先亮 .”人工智能”建构小学数学学习新样态 [J]. 江苏教育 ,2023(39).