AI技術(shù)支持的小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)實(shí)踐研究

【課題項(xiàng)目本文為教育部師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心2024年開放課題“基于結(jié)構(gòu)化思維培養(yǎng)的小學(xué)數(shù)學(xué)單元整體教學(xué)實(shí)踐研究\"研究成果之一，立項(xiàng)號(hào)：KCA2024212。

【中圖分類號(hào)】G623.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2025)11-0052-03

小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)就是指以大單元為中心，系統(tǒng)化整合數(shù)學(xué)知識(shí)，建立完整知識(shí)體系的教學(xué)模式，此方法重視對(duì)知識(shí)的整合及結(jié)構(gòu)化，利用制定大單元教學(xué)目標(biāo)、明確教學(xué)內(nèi)容、組織教學(xué)活動(dòng)及評(píng)價(jià)與反饋等流程，加快學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與把握。實(shí)施大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)時(shí)應(yīng)用AI技術(shù)，可為教學(xué)活動(dòng)開展提供更多可能性，有助于降低學(xué)生理解難度，并拓寬學(xué)生思維，使其解決問題、分析探究及總結(jié)歸納等能力得以均衡發(fā)展。還可為學(xué)生提供豐富學(xué)習(xí)材料，擴(kuò)充學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備，使其靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題。

一、AI在小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值

AI在小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中的應(yīng)用有助于提高教學(xué)質(zhì)量和效率，AI技術(shù)能夠圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)情況和能力發(fā)展實(shí)況調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求。在小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)中，各單元包含的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生獲取知識(shí)存在一定差異性，而AI技術(shù)會(huì)圍繞學(xué)生課堂表現(xiàn)，為其提供針對(duì)性學(xué)習(xí)材料，讓教學(xué)越發(fā)精準(zhǔn)，有效降低學(xué)生理解難度，幫助學(xué)生更好地把握知識(shí)，使班級(jí)所有學(xué)生均可在合適的難度水平上學(xué)習(xí)，使其明顯提高學(xué)習(xí)效率。此外，有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，開展大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師通過AI技術(shù)可為學(xué)生構(gòu)建趣味性活動(dòng)，促使學(xué)生全身心參與進(jìn)來，加強(qiáng)師生和生生之間的互動(dòng)頻率，讓整堂課氛圍更加輕松愉悅，還可將與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的生活場(chǎng)景還原出來，讓學(xué)生在良好的氛圍下獲取知識(shí)。

二、AI助力小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)實(shí)踐策略

（一）創(chuàng)設(shè)結(jié)構(gòu)化教學(xué)目標(biāo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性

教學(xué)目標(biāo)是教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在大單元結(jié)構(gòu)化背景下設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)時(shí)，教師應(yīng)從宏觀角度入手分析教材內(nèi)容，設(shè)計(jì)出滿足學(xué)生成長(zhǎng)和發(fā)展需求的目標(biāo)，以此為基礎(chǔ)選擇合適的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在此過程中需要注意的是，教師制定教學(xué)自標(biāo)時(shí)應(yīng)重視融入核心素養(yǎng)培養(yǎng)要求及新課標(biāo)提出的需求；目標(biāo)設(shè)計(jì)應(yīng)貼合小學(xué)生最近發(fā)展區(qū)，讓學(xué)生“跳一跳\"即可達(dá)成目標(biāo)，避免對(duì)其產(chǎn)生學(xué)習(xí)壓力和負(fù)擔(dān)，且學(xué)習(xí)效率和綜合能力得到均衡發(fā)展；各目標(biāo)之間應(yīng)具有密切聯(lián)系且融會(huì)貫通，讓學(xué)生在潛移默化下獲取知識(shí)，使其感受到學(xué)習(xí)的樂趣。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)六年級(jí)上冊(cè)第七單元“扇形統(tǒng)計(jì)圖”為例，進(jìn)行大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)之前，教師應(yīng)采用AI技術(shù)中的學(xué)習(xí)算法評(píng)估分析學(xué)生知識(shí)水平，掌握學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力發(fā)展水平的精準(zhǔn)把握，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)針對(duì)性教學(xué)目標(biāo)。具體可包括以下幾個(gè)方面：一是結(jié)合生活實(shí)例掌握扇形統(tǒng)計(jì)圖的含義，明確其表示部分與整體關(guān)系的方法；二是利用對(duì)扇形統(tǒng)計(jì)圖的分析、比較和計(jì)算，形成對(duì)發(fā)展數(shù)據(jù)分析和處理能力；三是通過對(duì)比條形統(tǒng)計(jì)圖、折線統(tǒng)計(jì)圖和扇形統(tǒng)計(jì)圖，探索三種統(tǒng)計(jì)圖的優(yōu)缺點(diǎn)及適合應(yīng)用的場(chǎng)景，感受統(tǒng)計(jì)圖在日常生活中的實(shí)用性，形成濃厚學(xué)習(xí)熱情。通過這種方式明確大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)思路，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用能力，發(fā)揮AI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

(二)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活營(yíng)造結(jié)構(gòu)化教學(xué)情境，活躍課堂氛圍

情境教學(xué)法在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂上應(yīng)用頻率較高，是活躍課堂氛圍的有效方法，但情境創(chuàng)設(shè)形式較為多樣化，具體教學(xué)過程中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生興趣愛好及學(xué)習(xí)實(shí)況設(shè)計(jì)情境。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)是為了讓學(xué)生熟練運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題，使其形成學(xué)以致用能力，為學(xué)生今后更好地生活打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為此，開展大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師可結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生明確數(shù)學(xué)知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的意義和價(jià)值，使其端正學(xué)習(xí)態(tài)度，進(jìn)一步把握知識(shí)，將抽象知識(shí)內(nèi)容與教學(xué)情境形成密切聯(lián)系，降低學(xué)生理解難度，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效率。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)第六單元“小數(shù)的加法和減法\"為例，活動(dòng)期間教師可采用AI虛擬技術(shù)創(chuàng)設(shè)超市購(gòu)物的情境，“超市\(zhòng)"中各種商品以小數(shù)形式存在，并且沒有售貨員，需要顧客結(jié)合商品金額自行付款。利用創(chuàng)設(shè)該情境學(xué)生可熟練掌握小數(shù)加法、減法及加減法混合運(yùn)算的方法，而對(duì)于“整數(shù)加法運(yùn)算律推廣到小數(shù)\"這部分內(nèi)容，教師可從班級(jí)中找出例子引導(dǎo)學(xué)生，如：本次購(gòu)物中小明和小梅都買了兩種物品，小明買了一塊橡皮和一個(gè)筆記本，計(jì)算出的結(jié)果是 0.5+3.2=3.7 （元)，小梅買了一個(gè)筆記本和一塊糖，列出的算式為 3.2+0.5=3.7 （元），其中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？小強(qiáng)買了四種商品，計(jì)算結(jié)果為 4.7+2.8+5.3+6.2=7.5+5.3+6.2=12.8+6.2=19 （元)，小美同樣買了這四種商品，但她是這樣計(jì)算的 4.7+2.8+5.3+6.2=(4.7+5.3)+(2.8+6.2)=10+9=19 (元)，從中你有怎樣的發(fā)現(xiàn)？讓學(xué)生圍繞具體情境展開探究，教師還可為學(xué)生提供恰當(dāng)引導(dǎo)，如：“整數(shù)加法都包含哪些運(yùn)算律？\"使其明確整數(shù)加法運(yùn)算率在小數(shù)加法中依舊使用。隨后，讓學(xué)生再次從“超市”中選購(gòu)商品，驗(yàn)證自身猜想是否準(zhǔn)確，借此培養(yǎng)其學(xué)以致用能力。

(三)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)任務(wù)，整合大單元內(nèi)容

學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)是讓學(xué)生注意力保持高度集中的有效方法，也是培養(yǎng)學(xué)生各方面能力的重要路徑，可幫助學(xué)生充分理解、消化、吸收和運(yùn)用知識(shí)，讓學(xué)生明確單元內(nèi)各知識(shí)點(diǎn)間存在的內(nèi)在聯(lián)系，使其進(jìn)一步探索出知識(shí)本質(zhì)。而要想將大單元結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，教師應(yīng)采用循序漸進(jìn)的方式，讓學(xué)生由淺入深地獲取知識(shí)，避免對(duì)學(xué)生造成學(xué)習(xí)壓力和負(fù)擔(dān)。并在其中恰當(dāng)運(yùn)用AI技術(shù)，激發(fā)學(xué)生探討欲望，使其通過自主合作探究的方式，掌握教材中理論知識(shí)形成過程，后續(xù)熟練運(yùn)用知識(shí)解決問題，借此獲得成就感和滿足感，

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第八單元“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)”為例，實(shí)施結(jié)構(gòu)化教學(xué)時(shí)教師可結(jié)合大單元內(nèi)容設(shè)計(jì)兩個(gè)大項(xiàng)目，一是“理解分?jǐn)?shù)‘量的含義”，并圍繞項(xiàng)自設(shè)計(jì)以下活動(dòng)，教師可先采用AI技術(shù)展示出“分披薩”的場(chǎng)景，讓學(xué)生理解完整的披薩；明確幾分之一個(gè)披薩和幾分之幾個(gè)披薩如何正確表示及其讀法，讓學(xué)生充分掌握“個(gè)\"與“量\"的關(guān)系。當(dāng)上述任務(wù)結(jié)束后，教師可設(shè)計(jì)任務(wù)二“認(rèn)識(shí)‘率\"”，并布置以下活動(dòng)，促使學(xué)生掌握單位“1”，理解分?jǐn)?shù)和整數(shù)間的聯(lián)系。為此，教師可從結(jié)構(gòu)化角度設(shè)計(jì)探究問題，如：(1)你能從生活中找到代表單位\"1\"的事物嗎？借助畫圖的模式將其呈現(xiàn)出來；(2)在圖中畫出分割線后，哪些部分能被看作單位“1\"？如何用分?jǐn)?shù)來表示？當(dāng)學(xué)生完成任務(wù)后，教師采用AI技術(shù)將部分學(xué)生畫出的內(nèi)容以匿名的方式展現(xiàn)在大家眼前，讓學(xué)生從中找出錯(cuò)誤部分，使其用分?jǐn)?shù)展現(xiàn)出部分與整體間的聯(lián)系，促使學(xué)生逐步形成高階思維。

(四)提供豐富的學(xué)習(xí)資料，擴(kuò)寬結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)空間

小學(xué)數(shù)學(xué)教材中知識(shí)有限，要想更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，教師應(yīng)有意識(shí)擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資料，拓寬結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)空間，滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求，借此擴(kuò)寬學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備。[5為此，教師應(yīng)從學(xué)生角度入手，積極采用AI技術(shù)中豐富的教學(xué)資源實(shí)施輔助教學(xué)，讓學(xué)生獲得個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，也可使其感受到人工智能技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，使其后續(xù)也能熟練使用該技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，降低對(duì)教師的依賴。

以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)下冊(cè)第三單元“長(zhǎng)方體和正方體\"為例，授課過程中教師應(yīng)恰當(dāng)使用AI技術(shù)進(jìn)行大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)。如使用AI技術(shù)展示出長(zhǎng)方體和正方體的立體圖形，讓學(xué)生利用觀察和分析的方式歸納出長(zhǎng)方體和正方體的概念，隨后教師將兩種立體圖形側(cè)面展開圖動(dòng)態(tài)化展現(xiàn)在學(xué)生眼前，鼓勵(lì)學(xué)生分析展開圖中上、下、左、右、前、后六個(gè)面的長(zhǎng)和寬分別對(duì)應(yīng)長(zhǎng)方體的什么，使其通過這種方式推導(dǎo)出長(zhǎng)方體和正方體的表面積計(jì)算公式。而在教學(xué)兩種立體圖形體積計(jì)算公式時(shí)，教師可采用AI技術(shù)展現(xiàn)出一個(gè) 1cm³ 小正方體或由若干個(gè) 1cm³ 小正方體組成的長(zhǎng)方體，引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算出具體體積。當(dāng)基礎(chǔ)知識(shí)講解完成后，教師將學(xué)生劃分成不同學(xué)習(xí)小組，利用AI技術(shù)為各組提供針對(duì)性練習(xí)題，結(jié)合各小組解題結(jié)果判斷其解題準(zhǔn)確性，若出現(xiàn)錯(cuò)誤，AI可給出詳細(xì)解題流程和解釋，幫助學(xué)生及時(shí)查缺補(bǔ)漏，使其達(dá)到對(duì)知識(shí)的整體把握。且教師也可通過AI技術(shù)的反饋掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為后續(xù)設(shè)計(jì)針對(duì)性活動(dòng)提供重要保障，以此提高大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)效率。

三、結(jié)語

總而言之，信息技術(shù)背景下，要求各學(xué)科教師其備靈活應(yīng)用信息化教學(xué)手段的能力，積極構(gòu)建智能化、數(shù)字化課堂，調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性，使其學(xué)習(xí)熱情更加高漲。而將AI技術(shù)運(yùn)用到小學(xué)數(shù)學(xué)大單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)活動(dòng)中，即可遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，改革教學(xué)方法，這也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的有效路徑。為此，后續(xù)授課時(shí)教師也應(yīng)不斷探索多元化教學(xué)模式，利用AI技術(shù)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生明確各知識(shí)點(diǎn)間存在的密切聯(lián)系，這樣，今后運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題時(shí)也能更加得心應(yīng)手，避免出現(xiàn)知識(shí)混淆的情況，還可改善死記硬背的學(xué)習(xí)方法，使其學(xué)習(xí)效率逐步提升。

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作者簡(jiǎn)介：

林燕(1981年8月一)，女，漢族，人，本科學(xué)歷，一級(jí)教師，研究方向：小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)。