AI技術賦能小學數學教學提質增效

經濟社會全面發展的背景下，AI技術應運而生。這種智能化的方式能引領各個行業的轉型，為具體的實踐工作提供支持。在教育領域，應用AI技術，不僅可以優化課程資源，調整教學結構，實現智能化評估，還能支持學生的個性化學習，形成新型的課堂生態，促進學生的可持續發展。因此，在新時代背景下，遵循教育改革新趨勢，應用人工智能于小學數學教學的各個環節，也成為研究重點。讓人工智能發揮出應有的作用，就能更好地契合學生的真正需求。本文借助文獻研究法、經驗總結法，深度闡述了AI技術賦能小學數學教學提質增效的實踐策略，以供廣大教師參考。

一、AI技術

AI技術，即人工智能，是一個以模擬、延伸和擴展人類智能為目標的科學與技術領域。它涵蓋了機器學習、自然語言處理、圖像識別等多個子領域，通過使用計算機系統來模擬和實現人類智能，使其具備認知、推理、學習和決策等核心功能。人工智能已經成為當前科技領域最熱門的話題之一。隨著大數據、云計算和算法的快速發展，AI技術也逐步滲透到了教育領域，形成了眾多適配于教學實踐的工具、方法和平臺。

二、AI技術在小學數學教學中的應用價值分析

（一）打造新時期的數學高效課堂

AI技術的應用，表現出更明顯的靈活性特點。借助相關的資源、內容、工具、方法等，能促成原有模式的變革。在提質增效的背景下，形成新型的課堂生態，帶動學生在有限的時間內獲得無限的發展，越來越重要。因此，確保各項AI技術的應用，貫穿課程的始終，則必須形成一定的智能化趨勢。在數學學科教學中，圍繞著各個環節的學生需求，教師靈活巧妙地應用，就能打造新時期的數學高效課堂，促進學生持續發展。

（二）激發學生對數學學習的興趣

興趣是學生展開一切探究活動的起點。學生對感興趣的事物表現得會更積極，其潛能也會得到開發，從而能展開高質量的數學探索。因此，變更原有背景下的教學模式，讓課程教學給予學生獨樹一幟的體驗，幫助他們升華學習熱情，使其能專注地參與活動。而圍繞AI技術的運用，則可以根據學生的興趣愛好和需求，合理規劃一系列的課程，或用豐富動畫來促進原有教學模式的轉變，盡可能帶給學生新奇的體驗。因此，這種巧妙的模式能起到一種積累的效果，讓學生在興趣驅動下展開高質量的數學學習。

（三）利用AI技術突破教學難點

在AI技術應用的背景下，借助更多的智能工具，可以使數學知識內容變得更生動、直觀，從而深化學生對數學知識的理解。積極篩選一系列的輔助性資源內容，也能讓學生進入重點、難點的解析，逐步實現思維進階，提升自主學習水平。因此，在貫徹落實“提質增效”理念的背景下，全面運用AI技術，也有助于把控教學進度，讓“重難點部分”成為一個重要載體，以帶動學生的關鍵性能力發展，提升核心素養。在潛移默化的進程中，學生本身的創新探索水平，所積累的學習方法與經驗也會全面提升，達成育人的目標、要求。

（四）為學生提供個性化學習的支持

AI技術最重要的一個特點就是個性化的學習支持，或定制教學方案、學習計劃。AI能實現對學生學習過程的全面監測，分析他們所反饋出來的一些數據，進而突破以往背景下所存在的局限性，促進調整改進，讓更多類型的模式表現出“提質增效”的特點，可以說，與時代接軌，充分考慮學生之間所存在的差異化特征，發布不同類型的任務，提供多元化的指導，就能實現雙方的有效互動，使學生在智慧化空間之中展開更具有針對性地學習，圍繞自己的學習進度來進行不同程度的改進，持續獲得發展。

三、AI技術賦能小學數學教學提質增效的實踐性策略

（一）AI技術創設真實情境，發展學生應用意識

數學學科教學推進與情境的創設息息相關。從不同的角度切入，再現生活化情境，就能引發學生的思考，讓他們領會數學知識與現實生活之間所存在的密切聯系，從不同的角度出發，進行真實的體驗與感知，促成實際性應用。在AI技術賦能的背景之下，不同類型的工具、平臺，都可以創造一個虛擬的環境，或者說營造出沉浸式的體驗氛圍。當學生進入到這個空間時，則能全面煥發出已有的經驗，進行不同程度地轉化。巧妙的模式能讓學生感受數學學科本身的無限魅力，從而消除抵觸情緒，在全面開發潛力的同時，解決更多類型的問題。經過長時間的熏陶、感染，學生能養成經常展開數學思考的習慣，進行有意義的應用。

以人教版小學數學“100以內的筆算加、減法”這一課的教學為例，教師則可以圍繞著AI技術，生成一個真實的情境“逛超市”。基于第一視角，讓孩子們代入購物環節。例如，將鏡頭定格在食品區域，并且提出一系列問題，鼓勵學生借助所學知識來轉變思路解決問題。教師提出問題：“敏敏同學購買了一大包薯片和一小包糖果，分別花費了50元和40元，那么敏敏同學需要在收銀臺支付多少錢呢？”為此，學生能對數據進行解讀、分析，在沉浸式的體驗中，豐富認知、經驗，促成真實的應用。

（二）發掘智慧功能，把握教學重點

AI技術是新時代的一個重要產物。緊跟教育改革的步伐，持續推陳出新，強化這類工具的作用，提升教學本身的質量，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、難點的講解，關注到學生的易錯點或存在的各種問題，進行有針對性的指導。所以，新時代背景下的課程推進，則需要從人工智能的角度出發，持續深入地推進變革，聚焦于“提質增效”的理念，形成一種動態性展示的效果。而教師也應盡可能開發一系列平臺、工具，基于課程的特點，選擇合適的方法、契機，貫穿于實踐始終，基于實時反饋全方位指導學生，讓他們能找到關鍵之處，深入各個類型的環節，嘗試有力的思考與判斷，感知其中所涉及的規律原理。

以人教版小學數學“圓柱體表面積”部分的教學為例，教師則可以用智慧功能來推進教學，給予學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，去探索其中的本質性規律。借助動畫將圓柱進行分解，尤其是圍繞著側面積的部分，可以將這一個曲面切分，逐漸拼接成為一個長方形。在動態的演示支持下，學生就能靈活地變換思維，關注其中所涉及的規律，包括圓柱體側面轉化為長方形之后，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，學生能更高效地進行思維轉化，并且提升專注度，簡化數學學習的過程。

（三）構筑翻轉課堂，調整教學結構

新時期，要想調整原有背景下的數學教學結構，就要盡可能地優化原有背景下的教學模式。翻轉課堂就是一個重要的表現。基于技術的支持，能讓學生在課下提前選擇視頻資源來進行預習，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“翻轉課堂”的構筑，人工智能的支持，也能真正彰顯出學生的主體地位，形成一種“以學生為中心，以教師為主導”的態勢。從更靈活的視角出發，設置翻轉課堂，也會提高教育教學本身的效率，幫助學生基于個性化的學習增進相關感知、體驗。培養他們借助不同程度的資源支持，得到更豐富的個性化學習渠道，有針對性地調整學習策略，持續獲得發展。

以人教版小學數學“角的度量”這一課的教學為例，教師則可以聚焦于翻轉課堂的理念來持續推進，鼓勵學生參與自主學習，完成前置性作業，優先了解相關的知識內容。同時，啟發學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展示關于角的一系列幾何模型，讓學生更深層地探索其中的區別以及聯系。教師引導學生對前置作業進行分析，總結學生觀察到的物品有哪些角，并分析其中的不同點。由教師向學生講解有關角的概念以及本節課的重點知識……實踐證明，翻轉課堂的模式能帶動學生緩解學習壓力，調整原有的教學結構，提升學生的綜合性自主學習、創造性探索水平，養成探究習慣。

（四）聚焦AI技術，打造精彩課堂

人工智能的運用往往可以打造更精彩的數學課堂，其特別之處則在于：可以運用計算思維去解決很多類型的問題。全面優化教學過程，也是人工智能的一個突出表現。所以，基于數學教學的推進，不斷優化各類活動的組織形式，借助人工智能來推進實踐，構筑更巧妙的教學環境，為學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的始終，就能讓學生在一個更自由開放的氛圍中持續提升。

以人教版小學數學“多邊形的面積”為例，教師就可以圍繞人工智能進行有效的設計，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、機器人融入課程的始終。例如，將割補法和組合圖形有關的實際問題收錄到智能游戲中，在輕松自由的游戲過程中培養學生的思維能力，讓寓教于樂的思想真正發揮出作用。基于這種類型的智慧空間，學生本身的能力能得到多維度的發展。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，與學生進行相應的交流，為他們提供更具有針對性的學習建議，幫助學生獲得不同的策略支持。

（五）開展智能批閱與評估，實現數字化采集

人工智能的運用，往往可以實現智能的批閱與評估。基于大數據、數字化采集等一系列的功能，能真正提升具體的實踐效果。在一系列智慧平臺發展的背景下，學生接觸練習或參與作業的形式也會發生一定的轉化。基于一系列在線題庫或線下學習平臺，學生則能更靈活地參與其中，并獲得持續發展。因此，提供智能化的評估，促成有效的批閱，越來越成為一個重點。圍繞學生所表現出來的一系列成果，教師既提供有針對性的指導，也能全面改善以往背景下的模式以及狀態。基于“評估”，發現不足、改進的地方，學生還會獲取到個性化的資源支持，及時調整學習計劃、方法，從更具有針對性的角度來進行專項練習等。

以人教版小學數學“簡易方程”部分的教學為例，教師則可以生成在線題庫，鼓勵學生進行線上練習。在學生參與時能反饋出一定的數據。而教師可以通過人工智能向他們推送不同類型的資源。巧妙的模式能讓學生全面解決一些高頻錯題，或找準很容易混淆的點，在持續推進的練習中累計解題方法，形成認真審題、解題的意識。與此同時，教師也可以分析學生所表現出來的情況，基于智能化的批閱等，關注他們進一步的需求，基于正向的反饋來持續調整原有背景下所存在的教學方案或者計劃，提升教學本身的精度，實現提質增效。

（六）滲透不同的學習方法，持續提升

數學教學水平的推進離不開學習方法的指導。人工智能的運用是一個重要的契機，它能幫助學生積累更豐富的學習方法，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，分析學生的身心發展規律以及特點，并且調整適配于他們的一系列方法等。所以，教師也應充分發揮其中的各類型智慧功能的作用，以帶動學生持續提升。

以人教版小學數學“植樹問題”部分的教學為例，其中所涉及的數據、規律十分豐富，涉及不同的、真實的問題情境，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，教師則可以運用思維導圖的方法，鼓勵學生梳理這三種情況，所對應的“棵數與段數”之間所存在的關系，以深化學生的感悟、理解，幫助學生識別不同類型的植樹情境，靈活運用知識來解決問題。另外，教師也可以采用畫圖的方式，鼓勵學生捕捉其中的信息，在正確處理信息的基礎上實現舉一反三，推進不同程度的專項練習、變式訓練，以豐富學生的探究經驗，讓他們持續獲得提升。只有這樣，才能真正產生事半功倍的教育效果，讓學生持續提升自主學習能力。

四、結語

綜上所述，在人工智能的支持下，小學數學教學的效率會得到全面提高，為學生的成長發展帶來支持。因此，展望未來，廣大教師仍然需要進行不同程度的研究、探索，基于眾多適配于教學實踐的工具、方法、平臺，貫穿課程的始終，促進原有模式的轉變，為學生提供個性化學習的支持，幫助學生在智慧化空間中展開更具有針對性的學習，增進相關的感知、體驗，有針對性地調整學習策略；帶動學生自動鎖定關鍵之處，感知數學規律原理，突破以往背景下的思維局限，及時調整學習計劃、方法，進行專項練習等，基于正向的反饋來持續實現提質增效。

注：本文系2024年福建省龍巖市永定區立項課題“基于核心問題的小學數學大單元整體教學的實踐研究”（課題編號：Ydxykt23-029）研究成果。