基于“互聯(lián)網(wǎng) t^y 的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)研究

一、引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和教育改革的深入，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代教育對于個(gè)性化、高效性和趣味性的需求。在“互聯(lián)網(wǎng) + ”的大背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)成為教育領(lǐng)域的一個(gè)熱門話題。通過智能化教學(xué)工具的應(yīng)用，數(shù)學(xué)教學(xué)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化、動(dòng)態(tài)化和交互化，還能夠精準(zhǔn)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為每位學(xué)生量身定制個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。這種方式不僅提升了教學(xué)效率，還極大地促進(jìn)了教育公平性和個(gè)性化發(fā)展，為小學(xué)數(shù)學(xué)教育注入了新的活力和可能性。

二、基于“互聯(lián)網(wǎng) +^，，， 的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)優(yōu)勢

基于“互聯(lián)網(wǎng) ?^? ’的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)是指在現(xiàn)代信息技術(shù)支持下，特別是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能技術(shù)的深度融合下，對小學(xué)數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新與重構(gòu)的一種新型教學(xué)模式。這種模式充分利用了互聯(lián)網(wǎng)的海量資源、即時(shí)交互、個(gè)性化推送等優(yōu)勢，以及人工智能技術(shù)的智能分析、精準(zhǔn)推薦、自動(dòng)反饋等功能，旨在提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效率、效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn){]。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺，學(xué)生可以隨時(shí)隨地與教師、同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)交流，共同解決問題，分享學(xué)習(xí)心得。這種即時(shí)交互和合作學(xué)習(xí)的方式，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力[2。借助人工智能技術(shù)，學(xué)校可以實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，進(jìn)行智能評測，迅速識別學(xué)生的薄弱點(diǎn)和成長潛力，進(jìn)而提供個(gè)性化學(xué)習(xí)建議和指導(dǎo)。

三、“互聯(lián)網(wǎng) +^， ’背景下小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)的實(shí)現(xiàn)路徑

在“互聯(lián)網(wǎng) + ”時(shí)代背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)正逐步邁向智能化[2。這一轉(zhuǎn)變的核心理念在于充分利用各種先進(jìn)的數(shù)字化工具與在線平臺，從而實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)教學(xué)流程的深度重構(gòu)。通過這些技術(shù)手段教師能夠更加精準(zhǔn)地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，包括學(xué)習(xí)進(jìn)度、理解程度以及遇到的困難等各個(gè)方面。同時(shí)，智能化教學(xué)還能夠根據(jù)每個(gè)學(xué)生的具體情況進(jìn)行個(gè)性化的干預(yù)和指導(dǎo)，確保每位學(xué)生都能獲得最適合自己的學(xué)習(xí)路徑和支持。

（一）智能教學(xué)平臺：中樞與數(shù)據(jù)引擎

智能教學(xué)平臺能夠自動(dòng)且全面地收集學(xué)生在平臺上的各類學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。涵蓋登錄時(shí)長反映學(xué)生對平臺的投入時(shí)間、練習(xí)軌跡、記錄學(xué)生在知識練習(xí)中的探索路徑；測試結(jié)果直觀體現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握程度[3；互動(dòng)頻次展現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與活躍度等。通過全方位的數(shù)據(jù)記錄為后續(xù)深人分析學(xué)生學(xué)習(xí)狀況奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。平臺內(nèi)置強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析引擎，能夠?qū)崟r(shí)對學(xué)生個(gè)體及群體的知識掌握程度進(jìn)行剖析。它不僅能發(fā)現(xiàn)學(xué)生在哪些知識點(diǎn)上存在不足，還能洞察學(xué)生的能力短板，比如邏輯思維能力、空間想象能力等[4。同時(shí)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間的分配、主動(dòng)學(xué)習(xí)的頻率等學(xué)習(xí)習(xí)慣進(jìn)行分析以及歸納常見錯(cuò)誤類型。最終，將這些復(fù)雜的分析結(jié)果以可視化學(xué)情報(bào)告的形式呈現(xiàn)，讓教師和學(xué)生都能一目了然。基于精準(zhǔn)的學(xué)情診斷結(jié)果，平臺能夠自動(dòng)為不同學(xué)生量身定制并推送差異化的學(xué)習(xí)資源[5。通過個(gè)性化的資源推送確保每個(gè)學(xué)生都能獲取最適合自己的學(xué)習(xí)資料。針對不同層次、不同學(xué)習(xí)進(jìn)度的學(xué)生，平臺能夠動(dòng)態(tài)規(guī)劃出最優(yōu)學(xué)習(xí)路徑，真正實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。引導(dǎo)他們沿著最適合自己的路線前進(jìn)，提高學(xué)習(xí)效率，避免學(xué)習(xí)的盲目性。此外，平臺還搭建起了一座家校溝通的高效橋梁。它會(huì)自動(dòng)向家長端推送學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告，詳細(xì)呈現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)；作業(yè)情況讓家長了解孩子作業(yè)完成的質(zhì)量和進(jìn)度；教師評語使家長知曉教師對孩子的評價(jià)和建議。家長通過這些信息能清晰了解孩子的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并借助平臺內(nèi)置的消息功能與教師溝通，共同商討支持孩子學(xué)習(xí)的有效策略。

如在“數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)”環(huán)節(jié)，教師借助智能教學(xué)平臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析功能查看學(xué)生整個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)記錄，包括作業(yè)完成情況、測試成績以及課堂互動(dòng)數(shù)據(jù)等。平臺自動(dòng)生成知識圖譜，精準(zhǔn)定位每個(gè)學(xué)生的知識漏洞。例如，平臺發(fā)現(xiàn)某生分?jǐn)?shù)運(yùn)算錯(cuò)誤率較高，便會(huì)根據(jù)這一診斷結(jié)果自動(dòng)為該生推送個(gè)性化的復(fù)習(xí)計(jì)劃包。包含分?jǐn)?shù)運(yùn)算知識點(diǎn)講解視頻以生動(dòng)的講解幫助學(xué)生理解；專項(xiàng)練習(xí)題強(qiáng)化學(xué)生對分?jǐn)?shù)運(yùn)算的練習(xí)；常見易錯(cuò)點(diǎn)解析讓學(xué)生清晰認(rèn)識到自己容易犯錯(cuò)的地方。學(xué)生可以根據(jù)自身時(shí)間安排自主學(xué)習(xí)，平臺持續(xù)跟蹤其練習(xí)情況，并依據(jù)練習(xí)效果動(dòng)態(tài)調(diào)整后續(xù)推送內(nèi)容。比如，當(dāng)該生掌握分?jǐn)?shù)運(yùn)算后平臺會(huì)減少同類題量，轉(zhuǎn)向其他薄弱知識點(diǎn)的推送。從期末成績分析來看，使用該功能的學(xué)生在薄弱知識點(diǎn)上取得了顯著進(jìn)步。

（二）智能化教育軟件：內(nèi)容呈現(xiàn)與交互深化

智能化教育軟件能夠?qū)缀螆D形的性質(zhì)、函數(shù)的變化規(guī)律、數(shù)形之間的復(fù)雜關(guān)系等抽象的數(shù)學(xué)概念，轉(zhuǎn)化為可動(dòng)態(tài)操作、即時(shí)反饋的圖形、動(dòng)畫或模擬實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生不再是被動(dòng)地接受抽象知識，而是通過親自操作和觀察主動(dòng)探索數(shù)學(xué)知識的奧秘。它善于創(chuàng)設(shè)接近真實(shí)的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生在模擬環(huán)境中運(yùn)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題，使學(xué)生深刻體會(huì)到數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系，提高學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。軟件提供智能題庫，能根據(jù)學(xué)生答題的正確率、速度以及錯(cuò)誤模式動(dòng)態(tài)調(diào)整題目難度和類型。在學(xué)生答題后軟件會(huì)即時(shí)提供詳細(xì)解析，不僅判斷答案的對錯(cuò)，更深入分析錯(cuò)誤原因提示相關(guān)知識點(diǎn)，幫助學(xué)生真正理解和掌握知識。軟件巧妙地融入挑戰(zhàn)、積分、排行榜等機(jī)制，極大地提升了學(xué)習(xí)的趣味性和學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，不再覺得學(xué)習(xí)是一件枯燥的事情。在“圖形的認(rèn)識”教學(xué)中，教師巧妙利用幾何畫板軟件動(dòng)態(tài)展示三角形、正方形等基本圖形。學(xué)生通過軟件直接操作，比如拖動(dòng)三角形的頂點(diǎn)改變其形狀。軟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示角度、邊長等數(shù)據(jù)變化。學(xué)生在這種親身體驗(yàn)和觀察中深刻領(lǐng)悟到“三角形內(nèi)角和恒為180度”的規(guī)律。這種交互式、可視化的探索過程，相較于傳統(tǒng)的靜態(tài)講解能讓學(xué)生對知識的理解更加深刻。在“數(shù)學(xué)運(yùn)算”教學(xué)中，教師運(yùn)用內(nèi)含智能題庫的數(shù)學(xué)教育軟件，學(xué)生在進(jìn)行運(yùn)算練習(xí)時(shí)，軟件不僅能自動(dòng)批改作業(yè)，更能智能分析錯(cuò)誤模式，如發(fā)現(xiàn)學(xué)生混淆運(yùn)算順序、進(jìn)退位錯(cuò)誤等。針對學(xué)生高頻出現(xiàn)的錯(cuò)誤類型，比如某生常犯進(jìn)退位錯(cuò)誤軟件會(huì)即時(shí)推送專項(xiàng)講解視頻和相似題供其強(qiáng)化練習(xí)。教師借助軟件提供的班級錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)報(bào)告，如同手握教學(xué)的指南針發(fā)現(xiàn)普遍性問題，如全班在帶分?jǐn)?shù)乘法上錯(cuò)誤集中進(jìn)而在課堂上進(jìn)行重點(diǎn)講解。這樣不僅大大減輕了教師機(jī)械批改作業(yè)的負(fù)擔(dān)，還能讓教師將更多精力聚焦于精準(zhǔn)教學(xué)干預(yù)。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）：沉浸式體 驗(yàn)與空間構(gòu)建

VR和AR技術(shù)能夠?qū)W(xué)生“帶人”那些難以在傳統(tǒng)課堂中實(shí)現(xiàn)的數(shù)學(xué)應(yīng)用場景。無論是復(fù)雜的立體空間，讓學(xué)生身臨其境感受空間幾何的奧秘；還是宏觀或微觀尺度，拓寬學(xué)生對數(shù)學(xué)應(yīng)用范圍的認(rèn)知；或是歷史數(shù)學(xué)情境，讓學(xué)生穿越時(shí)空了解數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程。虛實(shí)融合增強(qiáng)感知能將幾何體、坐標(biāo)、數(shù)據(jù)流等虛擬的數(shù)學(xué)對象疊加到真實(shí)環(huán)境中，這種虛實(shí)融合的方式極大地增強(qiáng)了學(xué)生對抽象概念的具身體驗(yàn)和空間感知能力，讓抽象的數(shù)學(xué)概念變得更加直觀、可感。學(xué)生可以在這個(gè)虛擬世界中大膽嘗試，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和實(shí)踐能力將理論知識與實(shí)踐操作緊密結(jié)合。在“數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)”中，教師借助VR技術(shù)精心構(gòu)建一個(gè)逼真的虛擬超市場景，學(xué)生佩戴VR設(shè)備后仿佛真的走進(jìn)了超市。貨架上的商品帶有虛擬價(jià)格標(biāo)簽，學(xué)生需要在這個(gè)沉浸式環(huán)境中完成一系列任務(wù)，如預(yù)算規(guī)劃合理安排自己的購物資金;商品選擇根據(jù)需求挑選合適的商品；總價(jià)計(jì)算運(yùn)用數(shù)學(xué)運(yùn)算算出商品總價(jià)；付款找零完成實(shí)際購物中的重要環(huán)節(jié)。這種高度仿真的情境讓學(xué)生深刻體會(huì)到數(shù)學(xué)，如運(yùn)算、比較、優(yōu)化等知識在解決實(shí)際問題中的核心作用，其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的紙筆練習(xí)。在“測量知識”教學(xué)：利用AR技術(shù)學(xué)生在真實(shí)的教室或校園中，通過平板電腦或AR眼鏡開啟一個(gè)神奇的學(xué)習(xí)之旅。他們能看到疊加在真實(shí)物體上的虛擬尺子、網(wǎng)格或三維坐標(biāo)，可以“徒手”進(jìn)行虛擬測量，比如測量課桌的長度和寬度系統(tǒng)會(huì)即時(shí)顯示結(jié)果并可與標(biāo)準(zhǔn)單位對比。這種虛實(shí)結(jié)合的操作極大地增強(qiáng)了學(xué)生對長度、面積、體積單位及測量工具的實(shí)際感受和理解深度。

（四）人工智能輔助工具：個(gè)性化分析與決策支持

運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)等AI技術(shù)能夠從海量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中挖掘更深層的學(xué)習(xí)模式、認(rèn)知障礙預(yù)測因子。它不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更深人分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的行為，為個(gè)性化教學(xué)提供有力依據(jù)。基于知識圖譜和自然語言處理的AI答疑助手能理解學(xué)生提問意圖，提供精準(zhǔn)解答或引導(dǎo)式提示。幫助學(xué)生自主思考，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。對于解題思路描述、小論文等開放性任務(wù)，AI能夠進(jìn)行自動(dòng)化初步評價(jià)，從語法、邏輯、關(guān)鍵點(diǎn)覆蓋等方面進(jìn)行分析，輔助教師更高效地進(jìn)行教學(xué)評價(jià)。它不僅能基于當(dāng)前學(xué)情為學(xué)生推薦合適的資源，還能預(yù)測學(xué)生未來可能遇到的難點(diǎn)，提前推薦相關(guān)資源，幫助學(xué)生提前做好準(zhǔn)備，提升學(xué)習(xí)效果。在智能教學(xué)平臺或軟件中，AI引擎不僅分析學(xué)生的錯(cuò)題，還能識別學(xué)生解題過程中的猶豫時(shí)長、修改次數(shù)、草稿步驟等行為數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)的深度分析預(yù)測其可能存在的思維障礙點(diǎn)，如空間想象力不足、數(shù)量關(guān)系理解模糊等。并在后續(xù)推送資源或練習(xí)時(shí)有針對性地強(qiáng)化相關(guān)能力的訓(xùn)練，幫助學(xué)生突破思維瓶頸。引入AI答疑機(jī)器人，學(xué)生在課后遇到問題時(shí)可隨時(shí)向機(jī)器人提問，比如“這道應(yīng)用題怎么列方程？”AI通過分析問題文本和上下文，如關(guān)聯(lián)知識點(diǎn)提供步驟提示、類似例題或引導(dǎo)式反問，幫助學(xué)生自主思考而非直接給出答案。同時(shí)，它會(huì)將高頻或疑難問題匯總給教師，為教師的教學(xué)提供參考。

（五）智能交互設(shè)備：物理空間與數(shù)字世界的無縫銜接

智能交互設(shè)備憑借先進(jìn)的多模態(tài)交互技術(shù)，將原本傳統(tǒng)、相對靜態(tài)的教室轉(zhuǎn)化為充滿活力與互動(dòng)性的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)探究空間。教師能夠借助觸控大屏以及手寫智能板等設(shè)備，在課堂上實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地繪制各種復(fù)雜的函數(shù)圖像，還能輕松拆解幾何模型，以更直觀的方式向?qū)W生展示數(shù)學(xué)原理。學(xué)生可以通過滑動(dòng)、拖拽圖形部件等簡單的手勢操作，積極參與到教學(xué)互動(dòng)之中。以“位置與方向”教學(xué)內(nèi)容為例，學(xué)生借助AR沙盤設(shè)備能夠擺放虛擬的建筑物模型，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)精準(zhǔn)識別模型的位置，并迅速生成三維坐標(biāo)圖。通過這樣的方式學(xué)生們可以更加直觀地理解抽象的“數(shù)對”概念與實(shí)際空間位置之間的對應(yīng)關(guān)系，將原本抽象的數(shù)學(xué)關(guān)系變得具體可感，突破了傳統(tǒng)二維平面教學(xué)的限制。同時(shí)，智能穿戴設(shè)備，如常見的智能手環(huán)以及學(xué)習(xí)手表等實(shí)現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的實(shí)時(shí)追蹤，這些設(shè)備內(nèi)置了多種傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測學(xué)生的專注度，比如通過捕捉心率變化、書寫壓力等生理數(shù)據(jù)來進(jìn)行判斷，同時(shí)還能監(jiān)測學(xué)生的疲勞度。一旦檢測到學(xué)生長時(shí)間處于低效率的學(xué)習(xí)狀態(tài)，設(shè)備便會(huì)自動(dòng)觸發(fā)提醒機(jī)制，以震動(dòng)提示或者推送短時(shí)放松任務(wù)等方式幫助學(xué)生調(diào)整狀態(tài)。智能穿戴設(shè)備內(nèi)置的語音交互功能可以更好地輔助學(xué)生學(xué)習(xí)。學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中如果遇到數(shù)學(xué)問題，例如“如何快速計(jì)算分?jǐn)?shù)除法？”，只需通過語音發(fā)起提問，設(shè)備便會(huì)即時(shí)調(diào)用知識庫迅速給出詳細(xì)的解答。這種便捷的交互方式真正形成了一種“隨時(shí)學(xué)、隨地問”的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)習(xí)不再受時(shí)間和空間的限制，大大提高了學(xué)習(xí)的效率與靈活性。

四、結(jié)束語

基于“互聯(lián)網(wǎng) + ”的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)模式，以獨(dú)特的優(yōu)勢，正在逐步改變傳統(tǒng)的教學(xué)面貌。它顯著提升了教學(xué)質(zhì)量與效率，尤為關(guān)鍵的是，為學(xué)生構(gòu)筑了一個(gè)更為開放、自由且個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能，為新時(shí)代人才的培養(yǎng)，尤其是具備創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的人才，提供了堅(jiān)實(shí)的支持。

作者單位：董銘佑甘肅省慶陽市慶城縣慶城小學(xué)

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