用數學的眼光解決生活中的真實問題

【摘 要】本案例探索了智能技術融入小學數學項目學習的實踐策略：構建智能交互平臺，助力學生個性化學習；構建虛實融合場景，實現設計方案的模擬應用；構建智能共享空間，實現資源共享共用；構建智能協同系統，促進學生深度學習。依托智能平臺提升項目學習質量，促進核心素養培育落地生根。

【關鍵詞】智能平臺；項目式學習；素養導向

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）08-074-02

項目實施背景

為更好地落實《義務教育課程標準（2022年版）》的課程理念，促進學生逐步形成適應終身發展需要的核心素養，團隊教師以項目式學習為突破口聚焦真問題，帶領學生真實踐、真思考，促進學生做中學、用中學、創中學，培養學生綜合運用所學知識和方法解決實際問題的能力。采用項目式學習推進日常教學將成為核心素養落地的一個有力抓手，但項目學習耗時長，涉及的領域廣，關聯的學科多，對教師和學生的要求相對較高。本案例嘗試借助人工智能平臺解決小學生在項目過程中的難點問題，以期助力小學生高質量完成項目，提升小學數學項目式學習的效果。

項目學習應用案例

1.項目主題概述

“家庭裝修我參與”項目基于生活中的實際問題——家庭裝修，引導學生從粉刷墻面和鋪設地磚任務入手，應用長方形、正方形周長與面積的相關知識解決家庭裝修中的實際問題，解決真實情境中的真實問題，培養學生的問題解決能力。在教師的引導下，學生自由結合成項目小組，討論并自主確定活動目標、活動內容和研究方法，依托智能平臺圍繞“家庭裝修”積極開展調查研究。在此基礎上，學生積極嘗試并采用實地測量、模擬制作、上網搜集資料等多種研究方法，設計研究方案，呈現研究成果并進行推廣應用。

2.項目案例實施片斷

（1）粉刷墻面任務

小組討論制定計劃，臥室四壁和房頂刷白色涂料。讓學生思考：整個臥室需要粉刷幾個面？哪幾個面？學生通過討論得出：只需粉刷四壁和頂面這五個面。

小組探究：需要測量哪些數據？學生帶著問題實施項目，進入房間測量所需數據并在智能平臺上輸入數據，計算需要粉刷的面積。

有的小組測量每一面墻的長和寬，有的小組只測量房間的長、寬、高，各組測量進度及數據標注在智能平臺的立體空間中。學生借助智能平臺實現立體空間和平面圖形之間的不斷轉換。智能平臺上的數據隨著項目進展時時更新顯示，各組相互借鑒交流。

小組分工查詢需要哪些程序，購買什么材料。小組分工合作，有的查詢涂料的種類、價格、質量，有的制作效果圖，有的核算價錢。小組成員高效率參與項目實施。小組合作制作效果圖，學生借助智能平臺，輸入數據，選擇位置，繪制房間效果圖。在虛擬立體空間場景中，學生找到了對應的邊和對應的面，感悟到了相對的邊與面相等。得出只要測量出房間的長、寬、高就可以計算出整個房間的面積。技術助力很好地培養了學生的空間觀念。

設計意圖：粉刷墻面主題任務分為三個子任務，一是測量數據并正確標注；二是繪制房間平面示意圖；三是設計房間立體效果圖。三個子任務的完成主要依托睿知云智能平臺的智能技術，助力學生高質量完成任務。平臺內搭建了智能分析助教功能，利用人工智能技術實現對課堂上學生反饋的動態分析，并將狀態和趨勢反饋給教師，協助教師對項目進展情況做出判斷。

（2）鋪設地磚任務

學生上網查詢地磚規格及單價，借助互聯網查詢地磚規格，如，客廳地磚尺寸、衛生間地磚尺寸、廚房地磚尺寸等相關信息。學生根據測量數據進行設計計算。思考35平方米的地面鋪設哪種規格的地磚最合適、需要鋪多少塊磚，不能準備太多以免浪費等問題。學生依據房間面積、長、寬等數據，結合所選地磚規格進行計算。先獨立計算，再回到場景中輸入數據疊加計算。智能平臺、虛擬現實等技術營造了一種融合現實物理空間與虛擬數字空間的嶄新空間。學生進行精準計算。具體核算出如果不能全鋪設整塊jyRhVO7jYRUIG4iLjAs9lskQ40iRIzCKrNs56ghfBqs=的，需要切割多少個半塊地磚。

設計意圖：平臺呈現若干種鋪設方案，通過觀看實際效果圖，小組共同決定采用哪種鋪設方案。學生輸入房間地面長、寬數據，并更換地磚規格，場景呈現不同鋪設效果圖。智能平臺集成和綜合各類信息技術，形成了技術賦能下豐富的場景集合，即虛實融合場景，在這種融合場景下，學生可以融合時間、空間、情感、行為等，實現無縫銜接、時空融合與交替，進行全新的融合學習，如圖1所示。

全班交流。傳統匯報形式融入真實場景，有思考、有設計、有檢驗。學生集合各種設計方案與智能技術進行多種方案組合搭配，顯示每一種搭配設計效果。學生沉浸在技術賦能的場景中，感受真實的鋪設效果。系統自動匹配不同材質地磚，顯示單價及總價格。學生根據預算和效果綜合考慮。

設計意圖：智能平臺助力鋪設地磚項目任務實施，一是智能平臺上及時更新地磚尺寸、價格等信息；二是模擬真實場景鋪設地磚效果圖；三是呈現前面粉刷與地磚鋪設融和一體效果圖；四是構建智能共享空間，實現資源共享共用；構建智能協同系統，促進學生深度學習。平臺通過導入互動反饋技術，實現了基于平板電腦等移動終端設備實現課堂或遠程交互式學習的功能，也為學生學情動態采集和歸檔提供了便利。平臺擁有一套獨立算法的幾何圖形演算模型，用于模擬平面幾何中切割、變形、移動產生的圖形變化效果。學生由場景“外”到場景“內”，互聯網成為學生虛與實融合的學習環境，學生隨時可“居”在其中。智能平臺利用多種技術構造虛擬數字環境，學生主動或無意識地融入場景，形成融合身份、時間和空間的一種新學習圖景。

實施成效

1.智能平臺助力學生解決項目式學習中的難點問題

智能技術有效融于項目式學習，交互式智能平臺助力學生解決了粉刷墻面和鋪地磚中的難點問題。尤其是成果的模擬，學生在項目實施設計與成果驗證環節費時費力，缺乏信息技術支撐，而智能技術創建了一個真實的裝修場景，學生沉浸在完全虛擬的房間但又有很真實的場景體驗。現階段，雖然智能技術輔助的作用還有局限性，但仍然對學生有很大的幫助。強大的技術構建了真實的操作場景，學生在真實的虛擬情境中，按照自己的思路進行個性化的學習，高效、便捷，提升了項目學習的效益。

2.在真實情境中培養學生問題解決能力

項目式學習強調學習者在真實情境中發現問題、分析問題、解決問題。在這個過程中，涉及到學習者的思維方式、知識的獲得方式、問題的處理能力等多種素養，項目式學習的學習目標旨在培養學習者的綜合素養。“家庭裝修我參與”項目案例，讓學生在應用數學及跨學科知識解決真實問題過程中，實現了在實踐中運用知識、盤活知識，在解決實際問題的過程中，進行再探索、再創造、再提高。

編 輯：盧秋紅