人工智能赋能下小学数学教学提质增效的创新路径研究

前言：

人工智能技术合理运用于小学数学教学活动中，可以解决教师无法兼顾学生差异、知识抽象性强、评价反馈不及时不精准等问题，可以提高整体教学质量和效率。因此，有必要对人工智能赋能下小学数学教学提质增效的创新路径做出深入研究，从而为小学数学教学实现高质量健康发展进行助力。

一、利用人工智能打造个性化学习路径

人工智能借助精准识别学生认知差异，可达到教学资源智能匹配的目标，还能够让学习困难的学生获取到针对性帮扶，又可以为学有余力的学生提供一定的拓展空间，实现个性化支持，有助于提高整体教学质效。以“四则运算”这部分知识的教学为例，具体做法如下：

（1）教师在教学时可借助科大讯飞智学网当中的“实时互动教学系统”带领学生开展在线随堂练习活动，之后系统可以利用“动态监测功能”实时收集和分析学生答题数据，并且生成即时学情看板。如果系统判断学生的练习存在错误可以给予及时性的个性化指导，比如某学生在含括号算式问题中出错，系统具备的“概念可视化模块”能够立即推送“括号魔法”动画学习资源，借助色块高亮以及步骤拆解等形式演示运算优先级，这样即可实现针对性、及时性帮扶指导，避免“一刀切”引发学习效果参差不齐问题。（2）教师利用系统具备的“分层训练引擎”功能还可以基于学情分析数据实时组织开展分层练习活动：针对基础薄弱学生系统可以将其引入“顺序训练营”，利用“交互拖拽功能”引导小学生排列数字以及运算符卡片，发生错误操作时可以直接触发“即时提示功能”并且配有相关引导语；对于中等水平学生可以借助“错题归因系统”有效获取根据前测典型错误生成的一系列变式题，通过点击“步骤拆解功能”能够直接查看运算顺序标注；对于学习能力较强的学生可以借助“情境化任务生成器”功能生成“旅行社报价计算”等有关实际应用问题，同时系统具备的“逻辑校验功能”可以实时判断小学生的解题思路是否正确合理。这种个性化极强的人工智能赋能模式能够确保不同层次学生均获取到适配支持，有助于提高学习兴趣和主动性，并且可以加深其理解和印象，从而达到提质增效的目标[1]。

二、基于数据分析驱动教学决策

数据分析是达成教学精准化目标的关键支撑，借助人工智能技术对课堂学习数据展开深度挖掘分析，可以为教师提供充足客观量化的学情依据，这样能够及时发现教学盲区，从而动态地对教学策略进行调整优化，使得课堂讲解变得更加具有针对性，相关练习设计也更符合学生实际需求，最终获取到提质增效的效果。以“除数是两位数的除法”教学为例，教师可以利用“智学网 AI 课堂分析系统”完成学生学习数据的实时动态采集，然后随时调整教学策略。具体做法如下：

（1）完成教学后教师可先借助系统为学生推送 10 道练习题，学生通过平板终端完成答题后，系统能够快速生成班级答题热力图；（2）教师可以根据该热力图发现学生学习存在的不足之处，比如“”整体错误率超过42%，可以立即对教学计划做出调整，如调出系统自动标记的一系列典型错误答题过程，通过投影的方式展示学生经常出现的“商偏大未调商”问题，再利用系统智能推送的“试商技巧微动画”开展系统讲解，以此加深学生对这部分知识的理解和印象；（3）在此基础上利用系统生成 10 道练习题，要求学生再次通过平板终端进行作答，系统同样实时采集小学生的练习数据，当发现 “四舍五入试商法”整体正确率有效提升至 85% 时，教师即可组织实施进阶挑战，利用系统生成并且推送含具体情境的除法应用题，以此强化学生的知识运用能力。

整堂课中，教师可以利用人工智能系统实时更新的“知识掌握情况热力图”，灵活调整讲解时长以及练习难度等，这使得课堂时间可以更为精确地投向学生薄弱环节，有助于提高实际教学效率和质量[2]。

三、利用人工智能完善过程性评价

利用人工智能技术教师可以全面捕捉学生在课堂上的学习动态，这样可以打破单一评价局限，让过程性评价更全面、更客观，有助于教师精准掌握学情，切实提高教学评价的科学性以及指导性。以“公顷和平方千米”这部分知识为例，具体做法如下：

正式上课时，教师可借助“智学课堂数据分析系统”，来全面记录学生的动态数据，比如：课堂上，教师设定了“学校操场面积用什么单位合适”等练习问题时，系统能够借助学生手持答题器形成的实时反馈，详细记录每一位学生的具体答题时长以及选项分布情况；当开展“1 公顷大约为多少个教室面积”这一小组讨论活动时，系统可利用摄像头以及图像识别技术，实时捕捉每一位学生的互动频率以及发言时长等有关数据信息；当引导学生通过电子白板拖拽不同物体图标为其适配单位时，系统能够记录学生的操作正误或者是调整次数等。基于这些数据信息，系统可以直接生成课堂表现评价报告，展示出每一位学生的课堂表现（积极主动、消极沉默等）、单位换算实际掌握情况、空间想象能力表现等。结合该报告教师能够对学生做出更为客观全面的过程性评价，既可以帮助学生明晰自身的优势和不足，也能够帮助教师找准指导和教育方向[3]。

结语：综上所述，人工智能赋能小学数学教学活动，可以利用直观生动的画面降低知识抽象性，有助于激发学生的学习兴趣，还能够针对学生薄弱点为其推送个性化学习资源、基于实时数据分析指导教师灵活调整教学方案等，这些均可以帮助教学活动达成提质增效的目标。因此，作为教师应进一步加大对人工智能赋能下小学数学教学提质增效创新路径的研究力度，切实结合教学实际，思考人工智能技术的运用路径和方法，从而推动小学生真正实现高质量健康发展。

参考文献：

[1] 陈永畅 , 汪姗姗 . 以人工智能促进小学数学教学提质增效的路径分析 [J]. 辽宁教育 ,2023(23):24-27.

[2] 许华鑫 . 人工智能时代小学数学智慧教学的模式探索 [J]. 科普童话 ,2024(30):91-93.

[3] 赵静 . 人工智能技术与小学数学教学的深度融合策略 [C]// 教育教学研究论坛论文集 . 2023:1-4.