人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中的應用與創(chuàng)新研究

摘要：人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中的作用越發(fā)顯著。按照新課改要求，教師可充分利用人工智能技術(shù)，創(chuàng)新教學方式，提升教學效果。基于此，本文首先闡述了人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中的應用價值，分析現(xiàn)階段人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中的應用困境，并提出具體應用策略，供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：智能化；人工智能；小學數(shù)學；應用

一、引言

人工智能技術(shù)改變了人們的日常生活、工作。智能化背景下，教師在開展數(shù)學課堂教學活動時，要注重結(jié)合數(shù)學學科知識的特點，圍繞知識內(nèi)容和教學情況、學生需求等，利用人工智能技術(shù)及其設(shè)備，提高課堂教學的生動性和趣味性，幫助學生更好地進行知識的深度探究，促進學生從被動學習向主動學習轉(zhuǎn)變。教師要善于把握小學生認知事物的特征，借助人工智能技術(shù)強化學生對知識的理解，幫助學生樹立起學習數(shù)學知識的信心。

二、人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中的應用價值

（一）有利于突顯學生的主體地位

小學數(shù)學教學應用人工智能技術(shù)有利于突顯學生的主體地位。秉承以學生發(fā)展為核心的基本原則，根據(jù)學生的實際情況和個性化需求，有效利用人工智能技術(shù)創(chuàng)新教學方式，可以激發(fā)學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生獨立思考的能力。人工智能時代，以學生為主體的小學數(shù)學學科教學評價標準應進行如下設(shè)定，學生的學習能力是否得到了提升，學生的創(chuàng)造力和綜合素養(yǎng)是否得到了培養(yǎng)，學生的責任意識和正確價值觀是否得到了樹立。

（二）有利于激發(fā)學生的學習興趣

將人工智能技術(shù)應用到小學數(shù)學學科教學，可以讓教學內(nèi)容更加豐富。虛擬現(xiàn)實技術(shù)、數(shù)字音頻技術(shù)等都可以作為全新的載體，輔助教師進行知識的講解與呈現(xiàn)。傳統(tǒng)的小學數(shù)學課堂教學內(nèi)容普遍存在枯燥和乏味的特點，從而導致學生的學習積極性不高。人工智能技術(shù)的應用有效提高了知識的趣味性，從而提升了學生的學習積極性。以大數(shù)據(jù)為支持的在線教學平臺、電子化教材、虛擬課堂等等，都是全新的教學組織形式，能夠滿足學生隨時隨地學習知識的個性化需求，有助于提高學生的學習效果與探究興趣，進而有利于促進小學生數(shù)學學科核心素養(yǎng)的提升。

（三）有利于促進學生進行知識的進一步運用

小學數(shù)學教材中的許多知識點都來自生活，小學數(shù)學的教學目標是培養(yǎng)學生在生活中應用數(shù)學知識的能力。因此，小學生數(shù)學教學應當是一門來源于生活同時作用于生活的學科。故而教師在實際教學活動開展過程中，可以將生活實際與數(shù)學學科知識相結(jié)合，教師可以借助人工智能技術(shù)營造真實的教學情境，激發(fā)學生的學習動機和學習欲望，促進小學生對數(shù)學學科知識的深度運用。

三、人工智能技術(shù)在當前小學數(shù)學教學中的應用困境

人工智能技術(shù)在小學數(shù)學課堂教學中的應用取得了長足的進展，但也存在較多亟待解決的問題。

首先，沒有充分發(fā)揮人工智能技術(shù)對教學的輔助作用。一方面，由于長期處于應試教育下，數(shù)學教學活動開展過程中，教師早已習慣傳統(tǒng)填鴨式的教學模式，注重學生成績的提高，卻忽略了對學生綜合能力的培養(yǎng)。傳統(tǒng)教學模式下，人工智能技術(shù)未能真正走進教學視野。另一方面，部分教師在借助人工智能等現(xiàn)代化技術(shù)的過程中出現(xiàn)了主次顛倒的情況，將人工智能技術(shù)作為課堂的主角，教師將大量的精力放在對新技術(shù)的關(guān)注上，在進行教學環(huán)節(jié)的設(shè)計和教學內(nèi)容的安排時一味追求感官的刺激，而忽略了教學內(nèi)容的有效傳遞，進而致使學生無法形成獨立思考的意識和能力。以上兩種情況下，都未能充分發(fā)揮人工智能輔助教學的作用。

其次，教師的教學觀念依然存在嚴重的滯后性，不符合人工智能時代發(fā)展的基本要求，同時，教師的信息化素養(yǎng)及對人工智能技術(shù)掌握和應用能力也存在不足。許多教師習慣于憑借多年的教學經(jīng)驗開展教學活動，沒有掌握現(xiàn)代化教學技術(shù)，導致現(xiàn)代化技術(shù)手段無法被應用到課堂教學過程中。還有部分教師即便參與了相關(guān)新技術(shù)的培訓工作，但其卻將參與培訓的目標重點放在學歷提升上，并沒有關(guān)注自身教學觀念的更新以及知識體系的完善方面，從而影響了教學質(zhì)量。

四、人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中的應用策略

（一）利用人工智能進行情境教學

情境教學對于小學數(shù)學學科教學工作的開展具有重要的作用。一方面，情境教學法可以幫助小學生緩解傳統(tǒng)教學模式下學生普遍存在的緊張心情，降低學生對于抽象數(shù)學知識的理解難度。另一方面，情境教學方式可以幫助學生形成創(chuàng)造性思維。利用人工智能技術(shù)可以為學生創(chuàng)設(shè)生活化學習情境，幫助學生將抽象知識具體化、復雜知識簡單化，降低了知識的理解難度，建立了知識與現(xiàn)實生活之間的密切聯(lián)系，幫助學生形成了對數(shù)學知識的充分感知，進而提高了學生的思維高度，拓展了學生的知識邊界。

以六年級上冊五單元“完美的圖形——圓”為例，教師在進行講解的過程中，可以借助電子白板，為學生展現(xiàn)“圓”在生活中的常見應用，如鐘表、餅干、輪胎等等，這些在現(xiàn)實生活常見的“圓形”物品，會激發(fā)學生的學習動機，引導學生在智能化課堂環(huán)境中形成更為立體的空間觀念，提高學生的審美情趣。簡言之，利用人工智能技術(shù)進行情境教學，能夠有效打破時空局限性，營造生動的教學氛圍，還原知識的應用場景，提升學生的綜合素養(yǎng)。

（二）借助人工智能進行因材施教

因材施教要求教師依據(jù)學生的實際情況和真實需求，有針對性地開展教學活動。因材施教也是教育改革背景下，教師日常教學工作開展過程中必須遵循方法和原則，其要求教師注重每一位學生的個性發(fā)展特點，為學生制定科學、合理的教學計劃。人工智能技術(shù)的應用可以幫助教師將因材施教的理念落到實處，彌補傳統(tǒng)教學模式下因為學生數(shù)量較多，無法兼顧每一位學生學習和成長的不足。具體而言，教師可以利用人工智能技術(shù)，借助在線學習平臺，對學生的學習情況、個性特點、興趣愛好等進行綜合分析，從而為學生制定出科學有效的學習計劃。此外，教師也可以利用人工智能技術(shù)對學生的學習過程進行全面跟蹤和管理，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)對學生的學習趨勢進行綜合判斷，從而為學生定制更科學、精細的培養(yǎng)方案。

比如在進行“摸球游戲——可能性”教學時，教師可以依據(jù)學生的實際情況針對知識點進行分層。教師可以通過將“可能性”的相關(guān)知識點錄入到在線平臺，引導學生進行自主學習和思考。人工智能技術(shù)的精密算法也可以應用其中，通過引導學生針對可能性出現(xiàn)的概率進行更為準確地計算，從而增強學生的探究意識和能力。課堂教學活動結(jié)束之后，教師則需要對教學內(nèi)容進行復盤，即針對重難點知識進行再次講解，通過遠程指導的方式給予學生相應的引導，從而提高課堂教學整體質(zhì)量。

（三）通過人工智能完善現(xiàn)行評價體系

教學評價和反饋是指針對教學過程中的優(yōu)缺點進行分析、總結(jié)，對教學活動目標進行優(yōu)化。傳統(tǒng)教學評價和反饋大多是通過學生的試卷分數(shù)來判斷的，教師難以對學生進行一對一點評，致使評價無法有效促進學生針對性的改進。在教學中引入人工智能自動化測評系統(tǒng)，教師可以將學生的日常表現(xiàn)納入其中，通過對學生學習過程的評價，結(jié)合試卷分數(shù)，對學生進行綜合全面的判斷。同時，教師還可動態(tài)監(jiān)測學生的整體學習過程。通過使用大數(shù)據(jù)進行后臺分析，有效實現(xiàn)了教師對學生一對一精準點評的目標。

比如在“分數(shù)乘法”教學時，教師就可以借助自動化測評系統(tǒng)，依據(jù)課堂上相關(guān)的智能數(shù)據(jù)結(jié)果對學生進行綜合評判?？衫孟到y(tǒng)自動篩選出學生普遍存在的問題、重難點知識點等等，并針對這些問題進行講解?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)構(gòu)建的全新教學評價體系，可以有效幫助教師對學生進行有針對性地引導和教學，從而切實提高學生的自我學習能力和綜合素養(yǎng)。

（四）結(jié)合人工智能實現(xiàn)精準教學與教研

在教學方面，傳統(tǒng)教學模式的弊端在于教師無法動態(tài)觀察學生的學習過程，教師很難兼顧每一位學生的具體需求、常見問題等。將人工智能技術(shù)引入教學，能夠幫助教師實現(xiàn)對學生的全面管理。教師可以通過人工智能手段對學生的學習過程進行跟蹤，對數(shù)據(jù)進行分類整理。通過對學生學習過程的跟蹤管理，教師能夠準確了解學生對知識的掌握情況、學習進度以及知識內(nèi)化程度，也可以充分了解學生在學習過程中的薄弱部分給予學生個性化的學習建議。

在教研方面，教師可以篩選出符合自身工作要求的資源內(nèi)容。在后期教研工作的開展過程中，需要教師借助人工智能技術(shù)對課堂教學全過程進行記錄，并且動態(tài)調(diào)整，從而不斷地進行教學模式優(yōu)化，實現(xiàn)精準教研。

（五）使用人工智能技術(shù)建設(shè)個性化課堂

人工智能技術(shù)的優(yōu)勢在于，可以通過計算思維方式解決諸多問題。將人工智能技術(shù)引入教學，可以幫助學生將復雜的問題轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生容易接受和理解的簡單問題，便于提升學生的學習效果，這一點對于小學生的數(shù)學學習極有意義。所以，小學數(shù)學學科教師應將人工智能技術(shù)與小學數(shù)學學科教學相結(jié)合，能夠幫助小學生更好地理解數(shù)學課程內(nèi)容。

比如在講解“完美的圖形——圓”這一部分內(nèi)容的過程中，教師可以借助人工智能營造出更加輕松自由的教學氛圍與環(huán)境。教師可以將與圓相關(guān)的知識點與游戲相結(jié)合自定義游戲模式，讓學生在輕松自由的游戲過程中理解和掌握教學內(nèi)容，進而培養(yǎng)創(chuàng)造思維與解決問題的能力。既是寓教于樂教學方式的體現(xiàn)，也是人工智能技術(shù)的教學應用。同時，教師還可以將機器人引入課堂，讓學生與機器人對話。教師同樣可以提前將教學內(nèi)容錄入機器人語音系統(tǒng)中，比如將圓的知識點列成問題，由機器人提問，學生回答。當學生回答正確時，機器人可以加以鼓勵，當學生回答錯誤時，機器人就會提示回答錯誤，同時幫學生進行糾正。這樣的教學方式可以有效激發(fā)學生的參與度，提高學生對知識的熟悉、掌握與應用能力。

五、小學數(shù)學教學中應用人工智能技術(shù)的反思

人工智能技術(shù)在小學數(shù)學教學中取得了一定效果，但也存在不足，其原因主要包括應試教育影響、教師觀念陳舊ORLqtJkhWFi2eWRrI6mYxA==和培訓重點偏差等。未來，教師面臨著技術(shù)應用合理性、教師素養(yǎng)提升、教學模式創(chuàng)新和滿足學生個性化需求等挑戰(zhàn)。

（一）不足

技術(shù)應用的合理性：如何正確、合理地應用人工智能技術(shù)，避免出現(xiàn)主次顛倒的情況，充分發(fā)揮其輔助教學的作用，是教師面臨的挑戰(zhàn)之一。

教師素養(yǎng)的提升：教師需要不斷提升自身的信息化素養(yǎng)和對人工智能技術(shù)的掌握應用能力，以適應智能化時代的教學要求。

教學模式的創(chuàng)新：人工智能技術(shù)的應用需要教師創(chuàng)新教學模式，探索如何更好地將技術(shù)與教學內(nèi)容相結(jié)合，提高教學效果。

學生個性化需求的滿足：人工智能技術(shù)雖然能夠為因材施教提供支持，但如何更好地滿足每一位學生的個性化需求，仍然是一個挑戰(zhàn)。

（二）原因

應試教育影響：長期處于應試教育背景下，教師注重學生成績提高，忽視了對學生綜合能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)教學模式根深蒂固，人工智能技術(shù)難以真正發(fā)揮作用。教師觀念陳舊：許多教師習慣于憑借多年教學經(jīng)驗，未能及時更新教學觀念和知識儲備，對人工智能技術(shù)等現(xiàn)代化教學手段缺乏足夠的認識和重視。培訓重點偏差：部分教師參與相關(guān)新技術(shù)培訓時，重點放在學歷提升上，而不是關(guān)注自身教學觀念的更新和知識體系的完善，導致培訓效果不佳，無法有效提升教師的信息化素養(yǎng)和技術(shù)應用能力。

六、結(jié)束語

綜上所述，在小學數(shù)學教學過程中引入人工智能技術(shù)，不僅能夠幫助教師打破傳統(tǒng)教學的界限，創(chuàng)新教學方式，還極大地優(yōu)化了教學過程，使課堂變得更加生動有趣。通過智能系統(tǒng)的輔助，教學內(nèi)容得以豐富多樣，不再局限于書本知識，而是能夠拓展到更廣闊的數(shù)學世界，讓學生感受到數(shù)學的魅力與實用性。同時，人工智能技術(shù)的應用也完善了教學評價機制，實現(xiàn)了對學生學習過程的全面跟蹤與個性化反饋，確保了評價的準確性和公正性。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展與成熟，其在小學數(shù)學教育中的應用前景將更加廣闊。期待看到更多創(chuàng)新的教學工具和平臺涌現(xiàn)，為教師和學生提供更加便捷、高效、個性化的學習體驗。

作者單位：劉素貞 山東省棗莊市薛城區(qū)祁連山路小學

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