以人工智能促進小學數學教學提質增效的路徑分析

一、引言

隨著社會整體科學技術水平的不斷提升，人工智能技術在各行各業的應用已經極為常見。小學數學課程的教學工作肩負著培養學生邏輯思維、抽象能力與問題解決能力等核心素養的重要使命。因此，教師要結合當前小學數學課程特點及教學目標，探究人工智能手段與數學教學活動的融合策略，提升學生的數學學習能力，提升整體教學質量。

二、傳統小學數學教學中存在的不足

（一）忽略了學生主體地位

小學數學具有較強的邏輯性，引導學生自主學習與思考并對相關知識進行探究，是提高其核心素養水平的主要方式之一I。然而，部分教師受應試教育理念影響較深，往往直接將知識灌輸給學生，并要求其死記硬背。這讓學生的學習狀態較為被動，許多學生逐漸對數學學習產生抗拒心理，且很少將所學知識應用于實際生活中，自主解決相關問題。

（二）師生間的互動效率較低

在小學階段的數學課程教學工作中，由于不同學生的學習效率間存在較大差異，因此，加強與學生間的互動，是幫助教師準確認識到所有學生學習問題的主要途徑[2。然而，部分教師因教育理念存在偏差，為了維護課堂秩序，常在教學中采取嚴厲的教學管理手段，在分析學生學習問題時，主要依賴課堂提問與作業情況。許多教師忽視了與學生的積極互動，對學生學習問題的了解不準確，導致學生問題積累越來越多。

（三）教師的教育理念過于極端

在現階段小學數學教學工作中，盡管人工智能技術的運用能夠模擬人腦智能活動，有效解決傳統教學模式中面臨的諸多問題，但由于該技術尚處于發展階段，未發展成熟；同時，考慮到小學階段學生的思維模式與成人存在顯著差異，許多人工智能手段尚無法完全替代教師的角色和職責[3。但對現階段的小學數學教學模式進行分析可以發現，部分教師在教學活動中運用各種人工智能手段時，往往會出現較為極端的教育理念。

首先，部分教師由于習慣了傳統數學教學模式，在教學活動中應用人工智能手段時，往往全盤照搬他人教學經驗，忽略了學生間學習素養的差異。

其次，部分年輕教師因長期接觸信息設備，在教學活動中過度依賴人工智能手段，忽視了作為思維引導者的角色。這導致學生同樣過度依賴人工智能手段，進而影響其后續學習思維的發展。

三、小學數學教學中人工智能手段的應用價值

（一）實現教學內容與方法的有效拓展

在小學數學課程的教學工作中，雖然絕大部分教學內容與學生的實際生活存在著緊密聯系，但由于各自的生活經驗間存在著一定差異，因此，在探究相同的數學知識時，不同學生的學習思路也各不相同[4。如果僅依靠教師的講解，極容易因教學時間有限而無法充分滿足所有學生的個性化學習需求。在應用了人工智能教學手段后，教師能夠通過與學生的互動，精準識別每位學生的學習需求和問題，并借助互聯網的檢索功能自動調整相關知識的呈現方式。這樣就可以幫助學生在與信息設備進行互動的過程中，從針對性的角度對相關知識的本質進行準確理解。

（二）提高教學互動與反饋的及時性

小學生整體的學習思維較為跳脫，因此，及時解決其遇到的問題始終是確保其思維發展水平不斷提高的主要方式之一[5。然而，在傳統數學教學中，學生課后問題教師通常只在課上解答，且課上講解范圍也有一定的限制。在應用人工智能后，Ai系統能根據學生學習結果及其以往的學習表現，精準定位問題，及時提供啟發性自主學習資源，并對學生的問題的給予及時答復，從而幫助學生提升學習效率。

（三）實現對學生教學主體地位的充分尊重

在新課程標準的指引下，充分尊重學生身心素養的發展特點已經成為日常教學活動最重要的開展原則之一[]。但在以往的小學數學教學工作中，受傳統師生交流模式的影響，部分學生通常會在與教師進行溝通時，不自覺地隱藏自身真實的想法，這在一定程度上導致教師難以準確把握學生的學習需求。然而，在應用了人工智能技術后，學生不僅能夠自主選擇相關知識的呈現形式，還可以根據自身的學習能力靈活調整學習進度。這樣就可以通過對學生教學主體地位的充分尊重，實現班級內所有學生核心素養的全面發展。

四、以人工智能促進小學數學教學提質增效的科學途徑

（一）運用人工智能手段制定分層的數學教學目標

在小學數學課程的教學工作中，由于課程本身具有較強的抽象性特點，且學生的學習能力已經產生了較為明顯的差異，因此，結合學生的學習需求落實分層教學策略，是確保其知識探究效率不斷提高的重要前提]。然而，傳統教學工作依據學生的日常課堂表現和考試成績來落實分層標準，這種做法往往容易導致分層效果不夠精準。教師可以運用人工智能手段對學生以往學習活動中的表現進行全面分析，在明確具體的分層情況后，再根據整體的教學任務制定分層教學目標。這樣才能幫助所有學生明確自身學習素養的發展方向，并依據自身學習能力與教學目標的差異，增強數學學習信心。

例如，在進行長方體與正方體的知識教學時，學生通常需要對長方體特征、表面積計算公式與體積計算公式等較為抽象的內容進行全面掌握。針對這一情況，在教學活動開始前，教師可將多邊形面積、觀察物體等活動中學生的表現輸入AI系統，將其抽象思維和空間思維的發展水平轉化為直觀數據。在這個基礎上，根據學生的學習情況可以將其分為基礎層、一般層、拔高層三個層次：基礎層學生通過結合生活中的常見物體來理解長方體的表面積與體積計算公式；一般層學生則需要自主推導這些公式，并將知識應用于解決實際問題；而拔高層學生，除了準確掌握這些計算公式外，還需進一步推導其他立體圖形的表面積與體積計算公式。這樣通過對學生的科學分層以及對教學目標的針對性設計，可實現所有學生數學學習能力的實質性發展。

（二）借助人工智能手段創設直觀教學情境

在小學數學課程的教學工作中，鑒于教學內容的抽象性，以及學生在此階段對知識的探究依賴形象思維，直觀教學情境的創設成為引導學生深人探索知識本質的關鍵途徑。針對這一情況，考慮到傳統教學工作中的教學情境通常是由教師進行口述，學生極容易因聯想能力不足而難以準確理解知識本質。引人人工智能技術后，教師可以利用虛擬現實技術創造動態的教學環境，同時根據學生的個性化學習興趣和需求，調整教學內容，從而提高教學效果。這樣一方面可以通過學生與情境的互動，加強其對相關知識形成過程的準確掌握；另一方面，也可確保其在情境中真實學習體驗的影響下，準確認識到所學知識的實踐途徑。

例如，在引導學生對平移、旋轉等圖形運動現象相關知識進行探究時，為了加強其對圖形運動過程的直觀理解，教師可結合學生喜愛的動漫作品創設直觀的教學情境。同時，要求學生通過對信息設備的操作，將情境中代表動漫角色的圖案從某一位置移動至教師指定的位置。在這個過程中，由于學生學習興趣存在差異，教師不僅可以調整整體的情境背景與角色形象，還可根據動畫主題設定不同的探究任務，并在學生完成圖形操作后，通過圖片與視頻相結合的方式，直觀呈現圖形的運動軌跡。通過互動，學生能更清楚地認識圖形運動模式的特點與規律，并聯系生活實際，形成初步的知識實踐意識。

（三）通過人工智能技術布置驅動性的實踐任務

在小學數學課程的教學工作中，由于各種數學知識與學生的實際生活間存在著較為緊密的聯系，因此，加強學生對所學知識的應用始終是確保其知識探究深度不斷提高的主要途徑。鑒于統一教學任務難以滿足學生的個性化學習需求，教師可借助人工智能技術，設計驅動性與實踐性強的任務，并根據任務完成情況和學生表現，推送針對性后續任務。這樣，學生在探究任務的過程中，能將自身已有的生活經驗逐漸轉化為數學學習經驗，并通過對不同模塊任務難度與任務重點的控制，實現知識實踐能力的實質性提高。

例如，在探究位置與方向（二）時，鑒于學生已經掌握了基礎位置表達技巧，因此，在實際教學過程中，教師可展示城市模型，讓學生操作角色自由移動，利用指南針等工具明確方向，并繪制城市平面地圖。在這個基礎上，根據學生所繪地圖中存在的不足繼續推送針對性較強的實踐任務，如要求學生制定從某一位置前往另一位置的最佳路徑。在這個過程中，根據學生學習能力的不同，教師可以靈活調整出發點與終點的位置。如此，再引導學生圍繞彼此繪制的地圖以及制定的出行方案進行討論，就可確保其在實踐中準確理解方向、距離、位置等因素，并應用本課所學知識，靈活解決實際生活中相關的問題。

五、結束語

綜上所述，教師應把握數學教學目標，將人工智能技術融人數學教學實踐中，為學生提供針對性更強的自主學習體驗，培養學生的良好學習習慣，促進其邏輯思維的發展，提升數學學習效果。

作者單位：尤滿良甘肅省平涼市靜寧縣雙峴中心小學

參考文獻

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