探討人工智能助力自制教具強化高年級學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)

☉李 婷

教具的重要性在數(shù)學(xué)課堂中展現(xiàn)得淋漓盡致，對于高年級的學(xué)生來說，除了要掌握更加復(fù)雜的數(shù)學(xué)知識，也需要了解教學(xué)輔助工具的適用方法與制作方法，這樣才能更深刻地理解數(shù)學(xué)知識，才能掌握學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法。教師通過人工智能的幫助與學(xué)生共同完成自制教具，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生的思維與動手能力，對于提高學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)有著極大的幫助作用。

一、人工智能助力自制教具強化高年級學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的意義

（一）激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)

數(shù)學(xué)知識復(fù)雜多變，教師使用正確的方式進行教學(xué)能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促進學(xué)生自覺自主地學(xué)習(xí)，并在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中找到樂趣。在人工智能越來越普及的今天，教師可以利用人工智能帶領(lǐng)學(xué)生自制數(shù)學(xué)教具，這樣不僅能讓教具的作用凸顯出來，也能讓學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生更多的興趣，數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)效果也會在一定程度上得到提升。

（二）學(xué)生積極參與，構(gòu)建活力課堂

自制教具不光是教師的工作，教師可以引導(dǎo)學(xué)生一起完成教具的制作，這樣才能讓學(xué)生有積極參與感，構(gòu)建高效活力的數(shù)學(xué)課堂。教師在進行數(shù)學(xué)教學(xué)時，會為學(xué)生構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)場景，通過這樣的方式引導(dǎo)學(xué)生沉浸到數(shù)學(xué)知識的海洋當(dāng)中，自制教具有助于教師完成教學(xué)情境構(gòu)建，讓教師可以順利完成教學(xué)任務(wù)、達成教學(xué)目標(biāo)，也可以讓學(xué)生從更多不同的角度理解數(shù)學(xué)，積極投入到數(shù)學(xué)教學(xué)活動之中。

（三）借助自制教具，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是現(xiàn)代社會發(fā)展需要的主要能力之一，數(shù)學(xué)教師在進行教學(xué)的過程中，可以通過自制教具培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，讓學(xué)生具備創(chuàng)新數(shù)學(xué)思維，把學(xué)生培養(yǎng)成綜合能力過硬的優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)人才。學(xué)生是教學(xué)的主體，教師應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮自己教學(xué)引導(dǎo)者的作用，利用人工智能自制教具，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)更多數(shù)學(xué)知識，掌握更多數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用方法。通過自制教具，能夠?qū)⒊橄蟮臄?shù)學(xué)知識具象化地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，加強學(xué)生的理性思維，讓學(xué)生學(xué)會運用自己的邏輯思維解決數(shù)學(xué)問題，這對培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力有著極大的幫助作用。

二、人工智能助力自制教具強化高年級學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)應(yīng)堅持的原則

（一）堅持直觀性原則

數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)首先培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維，這有助于學(xué)生理解抽象難懂的內(nèi)容，自制教具能夠開發(fā)學(xué)生的思維，教師應(yīng)當(dāng)堅持直觀性原則，以教材內(nèi)容為支撐，然后利用自制教具幫助學(xué)生對數(shù)學(xué)知識有更加深刻的理解。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中會遇到許多的問題，教師應(yīng)當(dāng)在人工智能幫助下完成自制教具的開發(fā)，并在課堂上合理利用教具，以此來提升數(shù)學(xué)教學(xué)的整體效果［1］。

（二）保證教育性原則

教具開發(fā)的主要目的是滿足數(shù)學(xué)教學(xué)的需求，教師在自制教具的過程中要保證教具的教育性原則。數(shù)學(xué)知識中有許多的重點與難點，需要借助教具的幫助完成學(xué)習(xí)，人工智能助力下完成的自制教具能夠突破教學(xué)的重難點，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加輕松。教師可以在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維與動手能力，讓學(xué)生通過教具的制作理解數(shù)學(xué)知識的結(jié)構(gòu)，更加快速地加深對數(shù)學(xué)知識的記憶，這樣不僅提升了教學(xué)的質(zhì)量，也讓學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了更多的興趣。

（三）保持創(chuàng)新性原則

教師作為教育的引導(dǎo)者，需要完成教學(xué)創(chuàng)新，要適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)發(fā)展節(jié)奏，用全新的教學(xué)理念完成教學(xué)指導(dǎo)工作，教師在自制教具的過程中要始終保持創(chuàng)新性原則，對教學(xué)資源與教具進行合理利用，讓教具可以在數(shù)學(xué)教學(xué)中凸顯作用。人工智能不僅是時代發(fā)展的產(chǎn)物，也是促進教學(xué)效率的主要手段，教師利用人工智能完成自制教具，不僅能更高效地提升教學(xué)的質(zhì)量，也能引導(dǎo)學(xué)生更快速地掌握數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法，并在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中找到樂趣。教師可以帶領(lǐng)學(xué)生制作一些具有趣味性的教具，通過這樣的方式吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚的興趣，學(xué)生能夠使用趣味性教具解決數(shù)學(xué)難題，這樣不僅活躍了課堂的氛圍，也讓數(shù)學(xué)教學(xué)更加高效［2］。

三、人工智能助力自制教具強化高年級學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的有效策略

（一）進行課堂導(dǎo)入，激活學(xué)習(xí)興趣

1．生活材料自制教具

對于學(xué)生而言，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力的產(chǎn)生更多來自對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣，數(shù)學(xué)知識當(dāng)中有許多的內(nèi)容都能激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師要做的就是從這些內(nèi)容中找到吸引學(xué)生的興趣點，利用自制教具能凸顯出數(shù)學(xué)的魅力，從而讓學(xué)生可以更投入地進行數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)。教師要引導(dǎo)學(xué)生尋找生活中的各種材料，通過這些材料制作出趣味性教具，這樣不僅能讓學(xué)生有較深刻的實踐操作體驗，也能讓學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生好奇，能始終保持對知識學(xué)習(xí)的熱情。教具與教學(xué)的內(nèi)容需要高度契合，許多生活中的材料都能成為自制教具的素材［3］。教師要引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的細(xì)節(jié)，把能用到的材料收集起來，這樣既能完成教具的制作，又能達到環(huán)保的目的。在制作教具的過程中，學(xué)生不僅能提高動手能力，還能增強創(chuàng)造能力，不同的材料組合方式可以制作出不同的教具，這些教具能提高教學(xué)的效果，也能讓學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力得到增強。

2．師生合作制作教具

在過去傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師使用到的教學(xué)工具比較單一，無法滿足數(shù)學(xué)教學(xué)的實際需求，也不能保證教學(xué)的進度，就算用到自制教具也大多是教師獨自完成制作，學(xué)生不了解制作的過程，也不能準(zhǔn)確認(rèn)識教具的用途。為了提升高年級學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)，教師應(yīng)當(dāng)帶領(lǐng)學(xué)生一起完成教具的制作，讓學(xué)生參與到自制教具的過程中，這樣學(xué)生不僅能提升動手能力，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維，也讓學(xué)生通過教具更深刻地理解數(shù)學(xué)知識，能夠深入進行數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)。教師可以先制作一部分基礎(chǔ)教具，讓學(xué)生在此基礎(chǔ)上最終完成教具的制作，教師要給學(xué)生講解教具的用途與制作方法，讓學(xué)生用自己的理解試著制作完成，這樣的過程能讓學(xué)生更加專注，能在學(xué)生心里形成完整的構(gòu)架，讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)涵。高年級的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的理解能力與動手能力，教師只要適當(dāng)引導(dǎo)就能開發(fā)學(xué)生的思維，讓學(xué)生可以在傳統(tǒng)教具的基礎(chǔ)上完成創(chuàng)新，從而提高學(xué)生的建模素養(yǎng)，讓學(xué)生可以在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中更加輕松，也能更全面掌握數(shù)學(xué)知識與學(xué)習(xí)技巧，這對數(shù)學(xué)高效課堂的構(gòu)建有積極的推動作用［3］。

（二）借助自制教具，突破教學(xué)難點

1．及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)難點

數(shù)學(xué)知識當(dāng)中有許多的重點與難點，一旦學(xué)生無法突破重難點，對之后的數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)就會造成極其嚴(yán)重的影響，甚至?xí)寣W(xué)生產(chǎn)生挫敗感，從而失去對數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)興趣。教師可以借助自制教具的過程突破教學(xué)中的難點，讓學(xué)生在制作教具時能更深刻理解數(shù)學(xué)知識的構(gòu)成，這樣學(xué)生才能順利掌握重難點知識，才能進行之后的深入學(xué)習(xí)。教具的制作要有足夠的想象力，要能把抽象的知識具象化呈現(xiàn)出來，教師要引導(dǎo)學(xué)生掌握制作細(xì)節(jié)，了解數(shù)學(xué)知識的內(nèi)容，這樣才能完成重難點學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)習(xí)的質(zhì)量與效率。

2．主動培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)

利用教具完成數(shù)學(xué)課堂教學(xué)目標(biāo)，可以成功培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。數(shù)學(xué)是非常重要的基礎(chǔ)學(xué)科，學(xué)生需要掌握更多的數(shù)學(xué)知識，才能在之后的學(xué)習(xí)與生活中提高個人能力。教師帶領(lǐng)學(xué)生利用人工智能完成教具制作，不僅是對學(xué)生動手與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)提升，也是強化學(xué)生邏輯思維、提升課堂教學(xué)質(zhì)量的有效方式。學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)得到提升，才能更好地完成接下來的數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）利用教具探索新知，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力

1．加深數(shù)學(xué)概念理解

在對自制教具進行探索的時候，能幫助學(xué)生更好地感知數(shù)學(xué)概念，理解數(shù)學(xué)知識的形成過程。教師帶領(lǐng)學(xué)生制作教具不僅能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用能力，還能鍛煉學(xué)生的思維，讓學(xué)生學(xué)會使用正確的數(shù)學(xué)知識解決生活與學(xué)習(xí)中遇到的問題。教師除了要帶領(lǐng)學(xué)生完成教具的制作，還應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新教學(xué)的方法，盡量多地使用自制教具，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解，讓學(xué)生有更加直觀的學(xué)習(xí)體驗。教師在課堂上利用人工智能完成教具的制作與演示，可以幫助學(xué)生加深學(xué)習(xí)印象。教師要為學(xué)生營造良好的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生在教學(xué)情境中學(xué)會合理使用教具完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，這樣才能發(fā)揮出教具的作用，也能凸顯智能教育的效果。

2．培養(yǎng)合作探索精神

教具的制作可以是由個人來完成的，但也可以通過合作完成。教師可以在帶領(lǐng)學(xué)生自制教具的時候給學(xué)生劃分小組，讓小組成員之間相互配合，完成教具的制作。首先教師要先觀察了解每個學(xué)生的實際能力，然后按照學(xué)生的能力進行任務(wù)分配，學(xué)生在小組中能發(fā)揮個人的作用，這不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，也讓學(xué)生有更多的學(xué)習(xí)參與感，使得他們在制作的過程中感受到團隊精神，提升團隊合作意識。學(xué)生在小組中要找到自己的定位，教師可以安排小組中能力較強的學(xué)生擔(dān)任小組長，學(xué)生也都各有自己需要負(fù)責(zé)的部分，這樣才能更加集中注意力在教具的制作上，教師還可以讓小組之間進行比拼，并對最終的成果采用多元化的評價方式，這樣不僅讓學(xué)生能夠具有競爭意識，也能鼓勵學(xué)生的行為，讓學(xué)生可以獲得滿足感與認(rèn)同感，從而更加積極自主地投入到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)當(dāng)中。數(shù)學(xué)教具的制作過程是對數(shù)學(xué)知識與概念的探索過程，教師在人工智能的幫助下開展自制教具活動能讓學(xué)生更深刻地感知數(shù)學(xué)，對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生更多的興趣。

（四）利用人工智能，強化教學(xué)效果

1．教具提升教學(xué)能力

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，教具的制作也從過去的純手工變成了現(xiàn)在的人工智能輔助。高年級數(shù)學(xué)教師可以在自制教具的過程中培養(yǎng)學(xué)生的探究意識，提高學(xué)生的實踐動手能力，提升學(xué)生的建模素養(yǎng)，讓數(shù)學(xué)教學(xué)更有意義。教師借助先進的教具能夠在創(chuàng)新教學(xué)模式下提高數(shù)學(xué)教學(xué)的質(zhì)量與效率，同時也能提高自身的教學(xué)能力。因此，在數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中，教師可以通過人工智能完成教具制作，提高自身的教學(xué)能力，教師也要不斷學(xué)習(xí)新的知識與教學(xué)方法，在課堂上對學(xué)生進行觀察，然后使用不同的教具制作方式激發(fā)學(xué)生的興趣，活躍課堂的氛圍，讓學(xué)生可以在這樣的教學(xué)中感受到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的樂趣。教學(xué)氛圍與環(huán)境對于提升教學(xué)效果是非常重要的，通過現(xiàn)代人工智能化的教學(xué)技術(shù)應(yīng)用，教具的使用也有了更多的可能性，這樣既增強了教學(xué)的整體效果，也提高了學(xué)生對所學(xué)知識的理解［4］。

2．教具提升教學(xué)效率

教具作為有效的輔助教學(xué)工具，已經(jīng)成為數(shù)學(xué)教學(xué)中必不可少的重要工具，教師是教具的主要使用者，所以教師要熟知教具的使用方法與制作過程，現(xiàn)代化的智能教具不僅要有精確的制作方法，還要有更廣的適用范圍。教具與教材的配合是提升數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，合理地使用教具能切實提升教學(xué)效率，也能為學(xué)生提供更多的教學(xué)服務(wù)，讓教師可以更快速高效地完成數(shù)學(xué)教學(xué)任務(wù)。教師要考慮到學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況，按照學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣進行教具制作，這樣能成功吸引學(xué)生的注意力，也能讓學(xué)生對教具的制作與數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)產(chǎn)生更多的興趣與熱情。在進行教具制作之前，教師要先了解學(xué)生的興趣點，結(jié)合教材中的內(nèi)容創(chuàng)新教具的制作方法，讓學(xué)生可以更直觀地了解教具的輔助教學(xué)作用，對于比較復(fù)雜的教具，教師可以利用人工智能給學(xué)生進行分解演示，讓學(xué)生能更加專注到學(xué)習(xí)當(dāng)中，也讓教學(xué)的效果得到明顯的提升。

總而言之，人工智能助力下完成的自制教具能夠提高數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量，還能提升高年級學(xué)生的數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)，讓數(shù)學(xué)課堂更加高效，也讓學(xué)生能夠更多地了解數(shù)學(xué)知識，產(chǎn)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，全面促進學(xué)生的整體發(fā)展。