人工智能时代小学数学智慧教学模式研究

引言：《义务教育数学课程标准（2022 年版）》强调发展学生的核心素养，倡导利用信息技术创新教学方式，人工智能作为新一轮科技革命的核心驱动力，为教育变革注入了新动能，小学数学作为逻辑思维与问题解决能力培养的基础学科，其教学亟需突破传统模式的局限，AI 技术凭借其强大的数据处理、模式识别与自适应学习能力，能够实现教学全过程的智能化、精准化与个性化，研究 AI 时代的小学数学智慧教学模式，探索技术与教学的深度融合路径，对提升教学质量、促进教育公平具有重要意义。

一、人工智能赋能小学数学教学的核心价值

1. 精准学情诊断

AI 系统持续采集与分析学生在作业、测验、课堂应答及学习平台互动中的行为数据，能够精准识别其知识掌握的薄弱点、能力发展水平及学习偏好（如视觉型、听觉型），生成动态更新的个性化学习画像，这为教师实施差异化教学提供了客观、科学的依据，使因材施教真正落地。

2. 个性化学习路径

基于 AI 生成的学情画像，系统可智能推荐适配的学习资源，如针对性微课视频、分层练习题或数学闯关游戏，并动态规划学习顺序，自动调节任务难度与学习节奏，这种“千人千面”的自适应学习路径，有效满足了不同学生的学习需求，提升学习效率与信心。

3. 智能辅导与答疑

AI 助教（如智能问答机器人、解题助手）能全天候响应学生在课后或自主学习中遇到的疑问，自然语言处理技术，AI 可理解问题意图，提供即时、准确的解题思路引导、步骤解析与知识点链接，有效弥补教师课后辅导时间与资源的不足，实现个性化支持。

4. 增强课堂互动与反馈

智能教学平台支持实时答题、抢答、弹幕讨论与虚拟数学实验，显著提升课堂参与度与趣味性，教师可即时查看全班答题的可视化数据（如正确率分布、典型错误），迅速掌握学情，动态调整教学重点与节奏，实现基于数据的精准教学与有效互动。

5. 科学教学评价与决策

AI 能自动批改选择题、填空题等客观题，语义分析识别主观题（如应用题、说理题）的关键解题步骤与思维逻辑，系统据此生成涵盖知识掌握、思维过程、努力程度等多维度的评价报告，帮助教师全面了解学生发展，优化教学设计与教育决策。

二、人工智能支持下的智慧教学模式构建

（一）“ AI 诊断- 分层教学”模式

在“ AI 诊断 - 分层教学”模式中，课前学生完成 AI 预习测评，系统根据学生的答题情况生成详细的学情报告，这些报告包含了学生对知识点的掌握程度，还分析了其学习习惯和潜在的学习难点，教师依据这些数据进行精准分层备课，并将学生分成不同的学习小组，比如在学习“分数加减法”这一章节之前，AI 测评发现A 组学生对于基础概念的理解较为薄弱，而 B 组学生则已经较好地掌握了基础知识，针对这种情况，教师为 A 组设计了更多直观操作（如使用分数条）与基础练习的任务，帮助他们夯实基础；而对于B 组学生，则安排了更具挑战性的应用题和拓展性任务，以促进其进一步提升，课后 AI 平台会根据每个学生的学习进度和表现，推送个性化的巩固或拓展练习，确保每位学生都能在原有基础上得到有效的提升与发展，这种模式提高了教学效率，更好地满足不同层次学生的需求。

（二）“智能导学- 自主探究”模式

“智能导学 - 自主探究”模式强调学生在 AI 学习平台上根据个人进度与兴趣自主选择学习模块，实现个性化学习路径，AI 系统提供自适应学习路径、嵌入式微课、交互式练习以及即时反馈，帮助学生在探索知识的过程中不断获得支持与指导，比如在“图形的运动”单元中，学生可以AI 平台观看旋转、平移动画，操作虚拟图形进行变换，并参与闯关游戏，AI 系统记录学生的每一次操作过程，识别出他们在理解特定概念时可能遇到的困难或错误模式，并及时给予提示与引导，这种方式增强了学习的趣味性和互动性，够有效地培养学生的自主学习能力和解决问题的能力，在这个过程中，教师的角色转变为引导者和支持者，重点关注如何指导学生掌握有效的探究方法，解决他们在学习过程中遇到的共性难题，这种方式，学生能够在实践中不断提升自己的数学思维能力，同时享受学习的乐趣。

（三）“数据驱动- 精准教研”模式：

“数据驱动 - 精准教研”模式利用 AI 系统全面采集并分析教学全过程中的数据，包括作业、测试成绩以及课堂互动等信息，这些数据经过处理后形成详尽的数据报告，供教研组定期分析，这些报告，教研组能够清晰地了解到班级乃至年级层面的教学共性问题所在，比如 AI 分析显示全年级在解决应用题时的错误率较高，且主要集中在“信息提取”和“策略选择”两个方面，基于这一发现，教研组可以开展针对性的专题教研活动，讨论并改进现有的教学方法，优化教学资源的设计与使用，比如，针对“信息提取”的问题，可以在日常教学中增加更多的实际情境模拟练习，帮助学生更好地理解题目背景；针对“策略选择”，则可以案例分析和小组讨论的方式，让学生在实践中学会选择合适的解题策略，这种方式，教研组能够更加科学地调整教学策略，提高教学质量，真正实现以数据为驱动的精准教研，推动整个教学团队的专业成长与发展，这种方法提升了教学效果，也为教师提供了持续改进的机会。

结论

人工智能为小学数学教学开启了智慧化新篇章，构建以 AI 为支撑的智慧教学模式，能提升教学效率与精准度，更能激发学生学习内驱力，实现个性化成长，未来随着 AI 技术的演进（如大模型、情感计算），智慧教学将更具情境感知与认知理解能力，教育工作者应积极拥抱变革，深化“人机协同”教学实践，在探索中不断完善，让 AI 真正成为促进小学数学教育高质量发展的核心引擎，为培养未来创新型人才奠定坚实基础。

参考文献

[1] 尹鑫 , 徐洁 . 人工智能时代小学数学智慧教学的模式探索 [J]. 广 西 科 技 师 范 学 院 学 报 , 2022, 37(2):114-120.DOI:10.3969/j.issn.1003-7020.2022.02.015.

[2] 翟志东 . 人工智能时代小学数学智慧教育模式研究 [J]. 智慧少年 ,2023(27):0239-0241.