探析人工智能技術與小學數學教學的深度融合

張瑩

【摘要】人工智能技術深度融合小學數學教學，帶來了個性化學習支持的革命性變革，同時有助于確保學生學到的數學知識與時代發展保持一致.然而，當前小學數學教學仍然存在一些亟待解決的問題，不利于人工智能技術的融入.文章基于現實問題，提出三個針對性的解決策略，助力教師將人工智能技術與小學數學教學的進行深度融合.

【關鍵詞】人工智能；小學數學；融合

引 言

隨著人工智能技術的不斷發展和普及，教育領域也正經歷著深刻的變革.其中，人工智能技術與小學數學教學的深度融合成為一個備受關注的話題.傳統的小學數學教學經常面臨著一系列問題，如教學模式的局限性和教育資源的不均衡性.然而，隨著人工智能技術的發展，學校可以通過創新的方法解決這些問題，為學生提供更富啟發性和個性化的數學教育，培養學生的創造性思維和問題解決能力.

一、當前小學數學教學存在的問題

（一）個性化學習嚴重不足

當前小學數學教學在傳統教學模式上存在諸多局限性，其中最為突出的問題是個性化學習的嚴重缺乏，這種一刀切的教學方式容易忽視學生之間在認知能力、學習風格、興趣點以及知識掌握速度上的差異.在這種模式下，教師往往采用統一的教學進度和標準，導致部分學生跟不上教學節奏，而另一部分學生則可能因為缺乏足夠的挑戰而感到枯燥.在這種情況下，學生的潛能無法得到充分發揮，也影響了他們對數學學科的興趣和熱情.同時，傳統的教學方法往往注重結果而忽視過程，忽略了培養學生解決問題的能力和創造性思維，這在某種程度上限制了學生認知能力的發展.此外，缺乏個性化反饋和指導也導致學生在遇到困難時難以獲得及時有效的幫助，這不僅阻礙了學生對數學知識的深入理解，也降低了學習效率.在這種教學模式下，教師往往難以準確掌握每名學生的學習情況，無法提供針對性的教學策略.因此，傳統的小學數學教學模式在個性化學習方面的嚴重不足限制了學生潛力的發揮，也影響了他們對數學學習的興趣.

（二）缺乏有效的教學輔助工具

首先，傳統的教學資源主要依賴于紙質教材和黑板，這限制了教學內容的呈現方式，難以吸引學生的興趣與注意力.其次，缺乏個性化的學習工具導致教師難以為學生提供定制化的學習內容及練習，一部分學生可能感到學習內容過于簡單或過于復雜，無法有效提升學習效率.再次，現有的教學工具往往缺乏對學生學習過程的實時監控及反饋機制，這使得教師難以及時了解學生的學習狀態和學習進度.最后，由于缺乏針對性的輔助工具，教師在教學時也面臨著更多的挑戰.教師需要投入大量時間和精力來準備教學材料，不僅增加了教師的工作負擔，也可能因為資源的有限性而限制了教學活動的創新性與多樣性

二、人工智能技術與小學數學教學深度融合的重要意義

（一）提供個性化學習支持

人工智能技術能夠根據每名學生的學習能力和進度，制訂獨特的學習路徑.這意味著學生不再按照固定的進度前進，而是可以根據自己的需求和興趣，以更適合自己的方式學習數學.快速學習者可以跳過熟知的概念，深入研究更復雜的數學問題，而需要額外支持的學生可以得到更多的練習和指導.人工智能技術通過持續分析學生的學習數據，可以更準確地識別出他們的學習需求和弱點.這種精確的診斷有助于教師為每名學生提供更有針對性的支持和輔導.從廣義上來說，人工智能等同于AI（ArtificialIntelligence）；從狹義上來說，AI是人工智能的一種具體應用，其技術和應用通常是針對特定領域和問題進行開發的，是人們在現實生活中廣泛接觸到的技術應用.例如，如果一名學生在代數方面表現出學習困難，AI系統可以提供額外的練習和解釋，幫助他們克服困難.個性化學習支持可以激發學生的學習積極性，當學生感到他們的學習是根據自己的需求和進度制訂時，他們更有可能對學習充滿興趣，并更樂意投入時間和精力，有助于提高學習效果，使學生更容易掌握數學知識.通過個性化學習支持，學生更容易克服數學學習中的困難，取得更好的學業成績.這不僅對學生的未來發展有益，還能夠對整個教育體系的質量產生積極影響.高質量的數學教育是培養具備數學思維和問題解決能力的未來領導者和創新者的關鍵.

（二）與時俱進更新教學內容

AI系統能夠快速獲取并更新教材，以反映最新的數學發展和現實世界中的應用.例如，新興技術如人工智能和大數據分析在數學領域的應用，可以作為教育內容的一部分，幫助學生更好地理解數學的實際應用. AI技術引入了與計算思維、數據科學和編程等相關的數學概念，幫助學生培養未來所需的技能.這有助于學生更好地適應快速變化的工作市場需求.數學不再僅僅是一門理論學科，它與現實生活密切相關，為學生提供了解決實際問題的工具.通過引入有趣的、實際的數學問題和項目，AI可以激發學生的興趣，鼓勵他們更深入地探索數學的世界.例如，學生可以使用數學模型解決真實世界的環境問題，或者參與數學建模競賽，這些活動有助于培養學生的創新思維和問題解決能力.教育應該更加注重實用性，使學生能夠將所學知識應用到實際生活中.AI技術可以構建與實際問題相關的數學教育內容，例如財務規劃、統計分析和科學研究中的數學應用，使學生更好地理解數學的實際價值.深度融合人工智能技術與小學數學教學，不僅將教育內容與時俱進，還有助于培養具備現代技能和知識的學生，使他們更好地適應未來社會的挑戰.

（三）促進教育資源平等化

通過在線教育和數字學習平臺，AI可以使教育資源跨越地理界限，縮小城鄉和地區之間的差距.在傳統的教學模式中，偏遠地區的學生可能無法獲得高質量的數學教育，但現在他們可以通過互聯網獲得與城市學生相媲美的教育資源.AI技術可以為資源匱乏學生提供更多的學習機會，例如提供免費的在線教育資源和課程.這有助于減少社會和經濟差距對教育的不利影響，使更多的學生能夠獲得高質量的數學教育.AI技術還可以定制支持特殊需求學生的教育資源，包括身體殘疾學生、非母語學生和特殊教育需求學生，這有助于確保每名學生都能充分參與數學教育.通過提供平等的教育資源和機會，AI技術有助于提高教育的公平性.它可以減少社會和經濟背景對學生教育機會的影響，使教育更加普及和平等.深度融合人工智能技術有助于消除不同學生之間的不平等，為每名學生提供平等的數學教育機會，從而推動社會的公平和進步.

（三）提高教師的教學效率

AI可以協助教師為每名學生制訂個性化的教育計劃，根據學生的需求和水平進行調整.這大大節省了教師的時間和精力，使其更專注于課堂教學和學生互動.AI能夠分析學生的學習數據，提供有關學生表現的深入洞察，幫助教師更好地了解學生的需求，并調整教學策略.教師可以根據這些數據，更有針對性地提供額外的支持和挑戰.AI還可以自動化一些教育任務，如批改作業和測驗.這減輕了教師的工作負擔，使他們能夠更多地專注于與學生的互動和教學創新.另外，AI技術可以幫助教師分享教育資源和最佳實踐，促進教育領域的合作和知識共享.這有助于教育界更好地應對挑戰，提高教學質量.深度融合人工智能技術使教育變得更加高效和可持續，有助于教師更好地滿足學生的需求，提高教育的質量和效益.

三、人工智能技術與小學數學教學深度融合的策略

（一）開發智能教育軟件和平臺

開發智能教育軟件和平臺是深度融合人工智能技術與小學數學教學的重要策略之一.這些教育工具不僅能夠與人教版小學數學教材無縫結合，還能夠根據學生的需求和學習進度提供高度個性化的教育體驗.一方面，這些智能教育工具可以將數學教材轉化為互動性更強、生動活潑的學習資源.例如，通過虛擬實驗、三維模擬、數字化圖形等功能，學生可以更深入地理解抽象的數學概念，如幾何形狀、立體幾何和坐標系.這些互動性的元素能夠使學習更富趣味性，激發學生的學習興趣.另一方面，智能教育軟件和平臺能夠根據學生的學習進展自動調整教學內容和難度，提供實時反饋和指導.

舉例來說，如果一名學生在學習人教版小學數學五年級下冊分數的概念，在解決分數相關的問題時遇到了困難，智能教育工具可以為其提供額外的練習，同時給出解題步驟和提示，幫助學生克服困難，提高數學能力.此外，智能教育工具還能夠幫助教師更好地跟蹤學生的學習進展.通過收集和分析學生“分數”部分的學習數據，教師可以了解每名學生的強項和薄弱點，以便及時調整教學策略，個性化地指導學生.教師可以根據學生的數據確定哪些關于分數的部分需要額外的強化，哪些學生可能需要更多的挑戰，以便更好地滿足不同學生的需求.因此，開發智能教育軟件和平臺可以提高小學數學教學的互動性、個性化程度和教育效果，使學生更好地理解和應用知識，從而提升數學教育的質量.

（二）提供教師培訓與支持

深度融合人工智能技術與小學數學教學不僅需要先進的教育工具，還需要教師具備相應的技能和知識，以有效利用這些工具.因此，為教師提供培訓與支持是實現這一目標的關鍵策略之一.教師需要具備相關的技能和知識，以便能夠充分發揮人工智能技術的優勢，將其與人教版小學數學教材有機地結合在一起.教師需要接受全面的技術培訓，以熟練掌握智能教育軟件和平臺的操作.培訓內容應包括軟件的基本使用、數據分析技巧以及如何個性化設置學生的學習路徑.這樣的培訓可以幫助教師更自信地使用技術工具，確保其順利融入課堂教學.教師培訓還應強調如何將智能教育工具與人教版小學數學教材有機地整合到教學計劃中，例如在進行人教版小學數學五年級“多邊形的面積”這一板塊的教學時，教師需要學習如何設計與幾何圖形有關的課程和活動，以確保技術工具與教學內容相互補充，為學生提供更豐富的學習體驗.同時，培訓還應關注教師如何有效地利用學生的學習數據.教師需要學會分析這些數據，以更好地了解學生的學習需求和進展.這可以幫助教師制訂個性化的學習計劃，為每名學生提供有針對性的支持.更重要的是，教師培訓還應鼓勵教師在教學中積極創新，嘗試不同的教育方法和策略，以最大限度地發揮人工智能技術的潛力.培訓計劃應教導教師如何解決可能出現的技術問題，以確保教學順利進行.教師培訓還可以鼓勵跨學科的協作，讓教師能夠與技術專家、教育研究人員和教育心理學家合作，共同探討如何最好地將人工智能技術與人教版小學數學教材相結合，以提高教學效果.通過這些綜合性的培訓和支持措施，教師將更有信心和能力應用人工智能技術，有效結合人教版小學數學教材，為學生提供更高質量的數學教育，這不僅有助于提升學生的數學素養，還能夠培養學生的綜合能力以及信息素養，為未來的學習和職業做好準備.

（三）以數據驅動決策制訂

通過精細的數據分析，教育者可以更好地了解學生在人教版小學數學教材中的學習情況，從而能夠制訂更加精準和個性化的教育策略.在人教版小學數學教材中，每個章節和主題都有明確的學習目標和標準.通過人工智能技術，學生的學習進展可以被實時跟蹤和記錄.教師可以借助數據分析工具查看學生在各個主題下的表現，確定哪些主題學生已經掌握，哪些主題需要額外的關注和強化.基于學生的學習數據，人工智能技術可以制訂個性化的學習計劃，以滿足每名學生的特定需求.例如，如果一名學生在學習人教版四年級上冊“條形統計圖”時遇到困難，教師可以為他提供額外的練習、視頻教程或在線輔導，以幫助他更好地理解和掌握這一個板塊的知識.人工智能技術可以提供實時反饋，幫助學生和教育者了解學習過程中的問題和挑戰.例如，在進行“簡易方程”的教學時，如果學生答案錯誤，系統可以立即指出錯誤之處，并提供正確的解決方法.這種實時反饋有助于學生及時改正錯誤，提高學習效率.數據分析還有助于學校更明智地分配教育資源.通過識別學生在人教版小學數學教材中的特定需求，學校可以決定是否需要額外的教師支持、教育技術設備或學習材料.這有助于確保資源得到最優化的利用，提高教育的效益.數據驅動決策制訂可以確保教育者更好地滿足每名學生的需求，提高教學的精準度和效率.通過對學生的學習數據進行深入分析，可以發現他們在不同數學概念上的強項和薄弱點，從而更好地定制教育方案，幫助學生充分發揮潛力.

結 語

綜上所述，當前小學數學教學面臨著一些亟須解決的問題，如傳統教學模式存在局限性、教育資源存在不均衡性.在這樣的大背景下，將人工智能技術與小學數學教學進行深度融合，有利于為學生提供個性化學習支持、提供跨時代教育內容，還有利于促進教育資源平等化，提高教師的教學效率.具體來說，人工z智能能技術與小學數學教學的深度融合可以通過以下措施推進：開發智能教育軟件和平臺、提供教師培訓與支持、以數據驅動決策制訂.

【參考文獻】

[1]張建剛.人工智能技術融入小學數學教學的實踐探索[J].教育實踐與研究（A），2023（3）：27-28.

[2]張云香.人工智能與小學數學教學的深度融合的策略研究[J].考試周刊，2022（26）：98-101.

[3]沈魏.淺析人工智能背景下小學數學課程的發展[J].家長，2021（28）：123-124.

[4]胡雪平.芻議人工智能時代小學數學素養的培養[J].學周刊，2021（23）：123-124.

[5]陳君英.人工智能技術在小學數學教學中的可行性分析[J].教育信息化論壇，2019（12）：169-170.