AI技術(shù)賦能小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提質(zhì)增效

經(jīng)濟(jì)社會全面發(fā)展的背景下，AI技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這種智能化的方式能引領(lǐng)各個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型，為具體的實(shí)踐工作提供支持。在教育領(lǐng)域，應(yīng)用AI技術(shù)，不僅可以優(yōu)化課程資源，調(diào)整教學(xué)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)智能化評估，還能支持學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，形成新型的課堂生態(tài)，促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。因此，在新時(shí)代背景下，遵循教育改革新趨勢，應(yīng)用人工智能于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，也成為研究重點(diǎn)。讓人工智能發(fā)揮出應(yīng)有的作用，就能更好地契合學(xué)生的真正需求。本文借助文獻(xiàn)研究法、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法，深度闡述了AI技術(shù)賦能小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提質(zhì)增效的實(shí)踐策略，以供廣大教師參考。

一、AI技術(shù)

AI技術(shù)，即人工智能，是一個(gè)以模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能為目標(biāo)的科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。它涵蓋了機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語言處理、圖像識別等多個(gè)子領(lǐng)域，通過使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來模擬和實(shí)現(xiàn)人類智能，使其具備認(rèn)知、推理、學(xué)習(xí)和決策等核心功能。人工智能已經(jīng)成為當(dāng)前科技領(lǐng)域最熱門的話題之一。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和算法的快速發(fā)展，AI技術(shù)也逐步滲透到了教育領(lǐng)域，形成了眾多適配于教學(xué)實(shí)踐的工具、方法和平臺。

二、AI技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值分析

（一）打造新時(shí)期的數(shù)學(xué)高效課堂

AI技術(shù)的應(yīng)用，表現(xiàn)出更明顯的靈活性特點(diǎn)。借助相關(guān)的資源、內(nèi)容、工具、方法等，能促成原有模式的變革。在提質(zhì)增效的背景下，形成新型的課堂生態(tài)，帶動學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)獲得無限的發(fā)展，越來越重要。因此，確保各項(xiàng)AI技術(shù)的應(yīng)用，貫穿課程的始終，則必須形成一定的智能化趨勢。在數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)中，圍繞著各個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)生需求，教師靈活巧妙地應(yīng)用，就能打造新時(shí)期的數(shù)學(xué)高效課堂，促進(jìn)學(xué)生持續(xù)發(fā)展。

（二）激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣

興趣是學(xué)生展開一切探究活動的起點(diǎn)。學(xué)生對感興趣的事物表現(xiàn)得會更積極，其潛能也會得到開發(fā)，從而能展開高質(zhì)量的數(shù)學(xué)探索。因此，變更原有背景下的教學(xué)模式，讓課程教學(xué)給予學(xué)生獨(dú)樹一幟的體驗(yàn)，幫助他們升華學(xué)習(xí)熱情，使其能專注地參與活動。而圍繞AI技術(shù)的運(yùn)用，則可以根據(jù)學(xué)生的興趣愛好和需求，合理規(guī)劃一系列的課程，或用豐富動畫來促進(jìn)原有教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變，盡可能帶給學(xué)生新奇的體驗(yàn)。因此，這種巧妙的模式能起到一種積累的效果，讓學(xué)生在興趣驅(qū)動下展開高質(zhì)量的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。

（三）利用AI技術(shù)突破教學(xué)難點(diǎn)

在AI技術(shù)應(yīng)用的背景下，借助更多的智能工具，可以使數(shù)學(xué)知識內(nèi)容變得更生動、直觀，從而深化學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解。積極篩選一系列的輔助性資源內(nèi)容，也能讓學(xué)生進(jìn)入重點(diǎn)、難點(diǎn)的解析，逐步實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階，提升自主學(xué)習(xí)水平。因此，在貫徹落實(shí)“提質(zhì)增效”理念的背景下，全面運(yùn)用AI技術(shù)，也有助于把控教學(xué)進(jìn)度，讓“重難點(diǎn)部分”成為一個(gè)重要載體，以帶動學(xué)生的關(guān)鍵性能力發(fā)展，提升核心素養(yǎng)。在潛移默化的進(jìn)程中，學(xué)生本身的創(chuàng)新探索水平，所積累的學(xué)習(xí)方法與經(jīng)驗(yàn)也會全面提升，達(dá)成育人的目標(biāo)、要求。

（四）為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的支持

AI技術(shù)最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持，或定制教學(xué)方案、學(xué)習(xí)計(jì)劃。AI能實(shí)現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全面監(jiān)測，分析他們所反饋出來的一些數(shù)據(jù)，進(jìn)而突破以往背景下所存在的局限性，促進(jìn)調(diào)整改進(jìn)，讓更多類型的模式表現(xiàn)出“提質(zhì)增效”的特點(diǎn)，可以說，與時(shí)代接軌，充分考慮學(xué)生之間所存在的差異化特征，發(fā)布不同類型的任務(wù)，提供多元化的指導(dǎo)，就能實(shí)現(xiàn)雙方的有效互動，使學(xué)生在智慧化空間之中展開更具有針對性地學(xué)習(xí)，圍繞自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度來進(jìn)行不同程度的改進(jìn)，持續(xù)獲得發(fā)展。

三、AI技術(shù)賦能小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提質(zhì)增效的實(shí)踐性策略

（一）AI技術(shù)創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，發(fā)展學(xué)生應(yīng)用意識

數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)推進(jìn)與情境的創(chuàng)設(shè)息息相關(guān)。從不同的角度切入，再現(xiàn)生活化情境，就能引發(fā)學(xué)生的思考，讓他們領(lǐng)會數(shù)學(xué)知識與現(xiàn)實(shí)生活之間所存在的密切聯(lián)系，從不同的角度出發(fā)，進(jìn)行真實(shí)的體驗(yàn)與感知，促成實(shí)際性應(yīng)用。在AI技術(shù)賦能的背景之下，不同類型的工具、平臺，都可以創(chuàng)造一個(gè)虛擬的環(huán)境，或者說營造出沉浸式的體驗(yàn)氛圍。當(dāng)學(xué)生進(jìn)入到這個(gè)空間時(shí)，則能全面煥發(fā)出已有的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行不同程度地轉(zhuǎn)化。巧妙的模式能讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)學(xué)科本身的無限魅力，從而消除抵觸情緒，在全面開發(fā)潛力的同時(shí)，解決更多類型的問題。經(jīng)過長時(shí)間的熏陶、感染，學(xué)生能養(yǎng)成經(jīng)常展開數(shù)學(xué)思考的習(xí)慣，進(jìn)行有意義的應(yīng)用。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)“100以內(nèi)的筆算加、減法”這一課的教學(xué)為例，教師則可以圍繞著AI技術(shù)，生成一個(gè)真實(shí)的情境“逛超市”。基于第一視角，讓孩子們代入購物環(huán)節(jié)。例如，將鏡頭定格在食品區(qū)域，并且提出一系列問題，鼓勵學(xué)生借助所學(xué)知識來轉(zhuǎn)變思路解決問題。教師提出問題：“敏敏同學(xué)購買了一大包薯片和一小包糖果，分別花費(fèi)了50元和40元，那么敏敏同學(xué)需要在收銀臺支付多少錢呢？”為此，學(xué)生能對數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀、分析，在沉浸式的體驗(yàn)中，豐富認(rèn)知、經(jīng)驗(yàn)，促成真實(shí)的應(yīng)用。

（二）發(fā)掘智慧功能，把握教學(xué)重點(diǎn)

AI技術(shù)是新時(shí)代的一個(gè)重要產(chǎn)物。緊跟教育改革的步伐，持續(xù)推陳出新，強(qiáng)化這類工具的作用，提升教學(xué)本身的質(zhì)量，越來越重要。突出人工智能特色，將各種功能融合起來，聚焦重點(diǎn)、難點(diǎn)的講解，關(guān)注到學(xué)生的易錯(cuò)點(diǎn)或存在的各種問題，進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。所以，新時(shí)代背景下的課程推進(jìn)，則需要從人工智能的角度出發(fā)，持續(xù)深入地推進(jìn)變革，聚焦于“提質(zhì)增效”的理念，形成一種動態(tài)性展示的效果。而教師也應(yīng)盡可能開發(fā)一系列平臺、工具，基于課程的特點(diǎn)，選擇合適的方法、契機(jī)，貫穿于實(shí)踐始終，基于實(shí)時(shí)反饋全方位指導(dǎo)學(xué)生，讓他們能找到關(guān)鍵之處，深入各個(gè)類型的環(huán)節(jié)，嘗試有力的思考與判斷，感知其中所涉及的規(guī)律原理。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)“圓柱體表面積”部分的教學(xué)為例，教師則可以用智慧功能來推進(jìn)教學(xué)，給予學(xué)生一系列的感官刺激，幫助他們在視聽融合、圖文并茂的空間中，靈活地變化思維，去探索其中的本質(zhì)性規(guī)律。借助動畫將圓柱進(jìn)行分解，尤其是圍繞著側(cè)面積的部分，可以將這一個(gè)曲面切分，逐漸拼接成為一個(gè)長方形。在動態(tài)的演示支持下，學(xué)生就能靈活地變換思維，關(guān)注其中所涉及的規(guī)律，包括圓柱體側(cè)面轉(zhuǎn)化為長方形之后，其中長方形的長等于圓柱體底面積的周長；長方形的寬等于圓柱體的高。在這種巧妙模式的支持下，學(xué)生能更高效地進(jìn)行思維轉(zhuǎn)化，并且提升專注度，簡化數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程。

（三）構(gòu)筑翻轉(zhuǎn)課堂，調(diào)整教學(xué)結(jié)構(gòu)

新時(shí)期，要想調(diào)整原有背景下的數(shù)學(xué)教學(xué)結(jié)構(gòu)，就要盡可能地優(yōu)化原有背景下的教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂就是一個(gè)重要的表現(xiàn)?；诩夹g(shù)的支持，能讓學(xué)生在課下提前選擇視頻資源來進(jìn)行預(yù)習(xí)，讓他們在課堂上集中解決問題，形成一種更高效的模式。圍繞著“翻轉(zhuǎn)課堂”的構(gòu)筑，人工智能的支持，也能真正彰顯出學(xué)生的主體地位，形成一種“以學(xué)生為中心，以教師為主導(dǎo)”的態(tài)勢。從更靈活的視角出發(fā)，設(shè)置翻轉(zhuǎn)課堂，也會提高教育教學(xué)本身的效率，幫助學(xué)生基于個(gè)性化的學(xué)習(xí)增進(jìn)相關(guān)感知、體驗(yàn)。培養(yǎng)他們借助不同程度的資源支持，得到更豐富的個(gè)性化學(xué)習(xí)渠道，有針對性地調(diào)整學(xué)習(xí)策略，持續(xù)獲得發(fā)展。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)“角的度量”這一課的教學(xué)為例，教師則可以聚焦于翻轉(zhuǎn)課堂的理念來持續(xù)推進(jìn)，鼓勵學(xué)生參與自主學(xué)習(xí)，完成前置性作業(yè)，優(yōu)先了解相關(guān)的知識內(nèi)容。同時(shí)，啟發(fā)學(xué)生觀察身邊的各種物品，分析這些物品有哪些角。而在課堂上，教師則可以用AI展示關(guān)于角的一系列幾何模型，讓學(xué)生更深層地探索其中的區(qū)別以及聯(lián)系。教師引導(dǎo)學(xué)生對前置作業(yè)進(jìn)行分析，總結(jié)學(xué)生觀察到的物品有哪些角，并分析其中的不同點(diǎn)。由教師向?qū)W生講解有關(guān)角的概念以及本節(jié)課的重點(diǎn)知識……實(shí)踐證明，翻轉(zhuǎn)課堂的模式能帶動學(xué)生緩解學(xué)習(xí)壓力，調(diào)整原有的教學(xué)結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生的綜合性自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)造性探索水平，養(yǎng)成探究習(xí)慣。

（四）聚焦AI技術(shù)，打造精彩課堂

人工智能的運(yùn)用往往可以打造更精彩的數(shù)學(xué)課堂，其特別之處則在于：可以運(yùn)用計(jì)算思維去解決很多類型的問題。全面優(yōu)化教學(xué)過程，也是人工智能的一個(gè)突出表現(xiàn)。所以，基于數(shù)學(xué)教學(xué)的推進(jìn)，不斷優(yōu)化各類活動的組織形式，借助人工智能來推進(jìn)實(shí)踐，構(gòu)筑更巧妙的教學(xué)環(huán)境，為學(xué)生帶來支持尤為重要。全面突破以往背景下的思維局限，讓各種類型的問題貫穿于教學(xué)的始終，就能讓學(xué)生在一個(gè)更自由開放的氛圍中持續(xù)提升。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)“多邊形的面積”為例，教師就可以圍繞人工智能進(jìn)行有效的設(shè)計(jì)，盡可能營造輕松愉悅、自由開放的氛圍，形式可以為：將游戲工具、機(jī)器人融入課程的始終。例如，將割補(bǔ)法和組合圖形有關(guān)的實(shí)際問題收錄到智能游戲中，在輕松自由的游戲過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，讓寓教于樂的思想真正發(fā)揮出作用?；谶@種類型的智慧空間，學(xué)生本身的能力能得到多維度的發(fā)展。教育工作者還可以借助人工智能中的不同工具來打造人性化課堂。例如，基于人際互動、在線對話等，與學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的交流，為他們提供更具有針對性的學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生獲得不同的策略支持。

（五）開展智能批閱與評估，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化采集

人工智能的運(yùn)用，往往可以實(shí)現(xiàn)智能的批閱與評估?；诖髷?shù)據(jù)、數(shù)字化采集等一系列的功能，能真正提升具體的實(shí)踐效果。在一系列智慧平臺發(fā)展的背景下，學(xué)生接觸練習(xí)或參與作業(yè)的形式也會發(fā)生一定的轉(zhuǎn)化?；谝幌盗性诰€題庫或線下學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生則能更靈活地參與其中，并獲得持續(xù)發(fā)展。因此，提供智能化的評估，促成有效的批閱，越來越成為一個(gè)重點(diǎn)。圍繞學(xué)生所表現(xiàn)出來的一系列成果，教師既提供有針對性的指導(dǎo)，也能全面改善以往背景下的模式以及狀態(tài)。基于“評估”，發(fā)現(xiàn)不足、改進(jìn)的地方，學(xué)生還會獲取到個(gè)性化的資源支持，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)計(jì)劃、方法，從更具有針對性的角度來進(jìn)行專項(xiàng)練習(xí)等。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)“簡易方程”部分的教學(xué)為例，教師則可以生成在線題庫，鼓勵學(xué)生進(jìn)行線上練習(xí)。在學(xué)生參與時(shí)能反饋出一定的數(shù)據(jù)。而教師可以通過人工智能向他們推送不同類型的資源。巧妙的模式能讓學(xué)生全面解決一些高頻錯(cuò)題，或找準(zhǔn)很容易混淆的點(diǎn)，在持續(xù)推進(jìn)的練習(xí)中累計(jì)解題方法，形成認(rèn)真審題、解題的意識。與此同時(shí)，教師也可以分析學(xué)生所表現(xiàn)出來的情況，基于智能化的批閱等，關(guān)注他們進(jìn)一步的需求，基于正向的反饋來持續(xù)調(diào)整原有背景下所存在的教學(xué)方案或者計(jì)劃，提升教學(xué)本身的精度，實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。

（六）滲透不同的學(xué)習(xí)方法，持續(xù)提升

數(shù)學(xué)教學(xué)水平的推進(jìn)離不開學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。人工智能的運(yùn)用是一個(gè)重要的契機(jī)，它能幫助學(xué)生積累更豐富的學(xué)習(xí)方法，從而使其終身受益。針對人工智能的分析功能而言，它也可以對接課程材料，分析學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律以及特點(diǎn)，并且調(diào)整適配于他們的一系列方法等。所以，教師也應(yīng)充分發(fā)揮其中的各類型智慧功能的作用，以帶動學(xué)生持續(xù)提升。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)“植樹問題”部分的教學(xué)為例，其中所涉及的數(shù)據(jù)、規(guī)律十分豐富，涉及不同的、真實(shí)的問題情境，也涵蓋一端植樹、兩端都植樹、兩端都不植樹等各類型情況。在此視域下，教師則可以運(yùn)用思維導(dǎo)圖的方法，鼓勵學(xué)生梳理這三種情況，所對應(yīng)的“棵數(shù)與段數(shù)”之間所存在的關(guān)系，以深化學(xué)生的感悟、理解，幫助學(xué)生識別不同類型的植樹情境，靈活運(yùn)用知識來解決問題。另外，教師也可以采用畫圖的方式，鼓勵學(xué)生捕捉其中的信息，在正確處理信息的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)舉一反三，推進(jìn)不同程度的專項(xiàng)練習(xí)、變式訓(xùn)練，以豐富學(xué)生的探究經(jīng)驗(yàn)，讓他們持續(xù)獲得提升。只有這樣，才能真正產(chǎn)生事半功倍的教育效果，讓學(xué)生持續(xù)提升自主學(xué)習(xí)能力。

四、結(jié)語

綜上所述，在人工智能的支持下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的效率會得到全面提高，為學(xué)生的成長發(fā)展帶來支持。因此，展望未來，廣大教師仍然需要進(jìn)行不同程度的研究、探索，基于眾多適配于教學(xué)實(shí)踐的工具、方法、平臺，貫穿課程的始終，促進(jìn)原有模式的轉(zhuǎn)變，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的支持，幫助學(xué)生在智慧化空間中展開更具有針對性的學(xué)習(xí)，增進(jìn)相關(guān)的感知、體驗(yàn)，有針對性地調(diào)整學(xué)習(xí)策略；帶動學(xué)生自動鎖定關(guān)鍵之處，感知數(shù)學(xué)規(guī)律原理，突破以往背景下的思維局限，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)計(jì)劃、方法，進(jìn)行專項(xiàng)練習(xí)等，基于正向的反饋來持續(xù)實(shí)現(xiàn)提質(zhì)增效。

注：本文系2024年福建省龍巖市永定區(qū)立項(xiàng)課題“基于核心問題的小學(xué)數(shù)學(xué)大單元整體教學(xué)的實(shí)踐研究”（課題編號：Ydxykt23-029）研究成果。