信息技術輔助的小學數學個性化學習

小學數學作為基礎教育的重要學科，不僅要求學生掌握基本的數學知識和技能，還需要關注學生學習能力和思維發展的差異性。信息技術的迅速發展為小學數學教學提供了新的可能性。從智能教學工具到大數據分析技術，信息技術在課堂教學中的深度應用為個性化學習提供了強有力的支持。小學數學個性化學習的自標不僅在于讓學生借助科技手段掌握知識，還在于通過數據反饋和動態調控幫助學生解決學習中的具體問題，從而實現學習效率的最大化和學習質量的最優化。本文結合小學數學的具體需求，研究信息技術輔助個性化學習的實踐方法，旨在為未來的小學數學教學提供切實可行的解決方案。

一、概述

（一）信息技術在小學數學個性化學習中的整體作用分析

信息技術在小學數學個性化學習中的應用具有多方面的作用。一方面，它通過數據分析精準了解學生的學習情況和特點，為教師提供科學的教學決策依據。例如，一項關于小學數學課堂的研究數據顯示，大約 70% 的教師認為基于數據的個性化教學可以顯著提升學生的學習效果，而學生的學習效率可提高約 25% 。教師可以利用信息技術實時獲取學生的學習進度、知識掌握情況以及問題難點，從而實現針對性的輔導和教學設計。

另一方面，信息技術的多媒體功能可以將抽象的數學概念以直觀的方式呈現，從而激發學生的學習興趣。例如，在“分數的基本概念\"教學中，教師通過動畫或交互式圖形展示分數的具體含義，有助于學生更快理解和掌握核心知識點。一項針對500名小學四年級學生的問卷調查表明， 89% 的學生表示通過動畫演示學習分數更加有趣且易于理解。此外，信息技術還可以實現教學資源的整合與共享，為學生提供豐富的學習素材，如視頻、互動題庫、虛擬實驗室等。

（二）智能化技術在小學數學知識建構過程中的應用優勢

智能化技術在小學數學知識建構過程中展現了顯著的優勢。基于人工智能的學習系統通過動態分析學生的知識掌握情況和能力水平，為其生成個性化的學習路徑。例如，在一項針對某省800名小學五年級學生的實驗中，使用人工智能輔助學習的學生在“面積計算\"單元的掌握率提升了約 30% 。智能化技術可以為不同層次的學生設計差異化的學習內容，如對于成績優秀的學生提供拓展性練習，對于學習困難的學生提供分步驟的知識講解和強化訓練。

此外，智能化技術可以通過模擬現實問題情境幫助學生更好地理解數學知識的實際應用。例如，在“圖形的周長與面積\"教學中，智能化系統可以讓學生通過虛擬建筑設計和面積計算完成學習任務。一項教學研究表明， 87% 的學生通過這種沉浸式的學習方式，可以更加直觀地掌握面積計算的基本原理。這種情境化教學不僅提高了學生的學習興趣，還有效培養其解決實際問題的能力。

（三）信息技術支持下學生學習方式轉變的可能性與趨勢展望

信息技術的廣泛應用推動了學生學習方式的轉變，使學習逐漸從以教師為中心的單向傳授轉向以學生為中心的雙向互動。在傳統課堂中，學生通常被動接受知識，而在信息技術的支持下，學生可以通過互動式學習平臺主動參與學習。例如，在某市一所小學開展的“在線數學任務實驗”中，學生在完成任務后可以通過系統的自動評分和反饋獲得及時指導。這種學習方式讓 85% 的學生認為自己的參與感和自主學習能力有所增強。

此外，新興技術如虛擬現實（VR）和增強現實（AR）的引入，為學生提供了沉浸式的學習體驗。例如，在\"立體幾何\"教學中，學生通過AR技術可以在虛擬空間中觀察立體圖形的旋轉、切割和組合過程，從而更加直觀地理解復雜的幾何概念。實驗數據顯示，與傳統教學相比，使用AR技術教學的班級學生在幾何問題的正確率上提高了約 25% 。這種技術不僅為學生提供了更加靈活和多樣化的學習體驗，還顯著提高了學生對數學知識的理解和掌握程度。

未來，隨著人工智能和大數據技術的進一步發展，小學數學教學將在個性化和智能化方面實現更深層次的融合。一項基于大數據分析的研究表明，通過對學生學習行為的長期追蹤，系統可以預測學生的學習瓶頸，并為其提前設計針對性的學習任務，從而最大限度地避免學習障礙的發生。這種基于預測和動態調整的學習方式，將推動小學數學教學從“知識傳授\"向“能力培養\"轉變。

二、信息技術輔助的小學數學個性化學習方法分析

（一）基于學情診斷的個性化學習路徑設計策略

個性化學習的基礎是了解學生的學情。借助信息技術，教師可以利用在線測評工具和學習數據分析平臺，全面診斷學生的知識掌握情況和學習能力。例如，針對某些學生在分數計算中的薄弱點，系統可以推薦相關的學習資源和練習題，幫助學生重點突破。同時，教師可以根據系統提供的數據分析報告，調整教學內容和節奏，為每個學生量身定制學習路徑，確保教學的精準性和針對性。

例如，在教學“多邊形的面積”一課時，教師可以利用信息技術中的在線測評工具與數據分析平臺，幫助學生實現個性化學習路徑的設計。首先，教師通過平臺中的在線測評模塊，布置與多邊形面積相關的基礎測試題，如“計算一個長為5厘米、寬為4厘米的矩形面積”等簡單題目。系統會通過學生的答題情況，自動分析學生對不同知識點的掌握程度，生成個性化的學情報告。例如，系統可能會顯示某些學生對“長方形面積公式\"的理解尚不熟練，而另一些學生在將“復雜圖形分解為已知形狀\"這一環節中存在困難。

根據這些數據，教師將學生分為若干小組，并為每組設計不同的學習任務。對于基礎較弱的學生，系統會推薦相關的學習視頻和動態演示，如利用動畫直觀展示長方形面積公式“面積 O_，=O 長 × 寬”的推導過程。與此同時，學生可以通過平臺上的交互式練習模塊完成更多簡單的計算題，如“一個長方形的長是8厘米，寬是3厘米，求面積\"等，以鞏固基本概念。此時，教師應根據實時反饋，跟進學生的練習進度，并在課堂上提供個別指導，幫助學生逐步突破基礎知識點。

對于基礎較好的學生，教師可以利用平臺提供的拓展性練習模塊，引導學生挑戰稍復雜的任務，如讓學生嘗試通過分割和組合的方法計算不規則圖形的面積。題目可以設計為“將一個由兩個長方形拼接而成的圖形分割開，分別計算其面積并求和”。系統會在學生解答的過程中實時記錄答題數據，幫助教師了解學生的思維過程，并為進一步的教學調整提供依據。

（二）智能練習與反饋系統在數學學習效率提升中的具體運用方法

智能練習與反饋系統是信息技術輔助個性化學習的重要手段之一。這些系統通過算法生成適合不同學生水平的練習題，并在學生完成練習后提供即時反饋。例如，當學生在解答幾何題出現錯誤時，系統會通過分步驟講解的方式幫助學生理解錯誤原因，并提供類似的練習題為其鞏固相關知識點。此外，系統還可以記錄學生的練習數據，幫助教師實時監控學生的學習進度，并根據反饋調整后續的教學內容和目標。

例如，在小學數學“平均數與條形統計圖\"的教學中，教師結合智能練習與反饋系統，可以有效提升學生的學習效率和個性化學習體驗。教學開始時，教師先通過簡單的情境導入，讓學生了解平均數的概念。例如：“小明4天分別走了2千米、3千米、5千米和6千米，那他平均每天走了多少千米？\"教師鼓勵學生嘗試用已有的知識解決這個問題，并引導學生總結出計算平均數的方法，即用數據總和除以數據的個數。

隨后，教師通過智能練習與反饋系統向學生推送不同難度的練習題。例如，對于基礎水平的學生，系統生成了簡單的數據組練習，如“某班5名學生的考試成績分別是80分、85分、90分、95分和100分，計算平均分”。而對于學習能力較強的學生，系統會生成稍復雜的題目，如“某小組4天的公益時長分別是2小時、4小時、0小時和6小時，如果第5天的公益時長為4小時，計算這5天的平均公益時長”。

學生完成練習后系統會提供即時反饋，分析學生的答案是否正確，并解釋解題步驟。例如，當學生計算錯誤時，系統會標出錯誤步驟，并用分步講解的方式提示正確的計算過程，幫助學生理解問題所在。如果學生正確完成練習，系統會自動推薦與此相關的鞏固題目，如改變數據組或增加問題類型，以加強學生對平均數概念的理解和運用。

在“條形統計圖”的學習環節，教師可以利用系統展示一組簡單的條形統計圖數據，如：“學校4個班級的圖書借閱數量分別為20本、25本、30本和15本。\"教師引導學生觀察條形統計圖，并結合數據計算平均借閱數量。此時，智能系統會推送互動題目，如讓學生根據新的數據組繪制條形統計圖或從已有的圖中提取數據，進一步強化知識點。

系統還會記錄每位學生的練習數據，包括正確率、錯誤率和學習時長，生成個性化的學習報告，供教師參考。通過這些數據，教師可以了解學生的學習進度和薄弱環節，從而針對性地調整教學目標。例如，若某些學生在平均數計算中多次出錯，教師可以使用系統再次推送相關基礎練習；而對于完成度較高的學生，則推薦更多拓展題或條形統計圖的綜合應用題，以滿足不同層次學生的學習需求。

（三）運用交互式教學工具提升學生的數學問題解決能力的策略分析

交互式教學工具（如電子白板、數學游戲軟件）可以顯著提升學生的問題解決能力。交互式教學工具通過動態演示數學問題的解決過程，使學生可以直觀地理解問題的本質。例如，在學習“圖形的面積計算”時，教師可以利用電子白板動態分解圖形，并通過拖拽操作展示計算的步驟，幫助學生更好地掌握相關知識。此外，數學游戲軟件通過游戲化的學習方式，將數學問題融入情境中，讓學生在娛樂中學習數學知識，培養其問題解決能力和數學思維。

例如，在小學數學“小數的加法和減法”教學中，教師可以運用交互式教學工具，如電子白板和數學游戲軟件，幫助學生直觀理解小數加減法的計算規則和問題解決過程。在課堂導入階段，教師借助電子白板展示一個生活化的情境題。例如：“小明買了一本書花了12.5元，又買了一支筆花了3.8元，一共花了多少錢？”教師通過動態呈現題目，激發學生的興趣，引導學生嘗試用已有的加法知識解決問題。

接著，教師利用電子白板動態演示小數加法的計算步驟，通過逐步拆解題目，將“ 分成“整數部分 12+3^′ 和\"小數部分 ，并動態拖動數字進行對齊，強調小數點對齊的重要性。隨后，教師通過電子白板的動畫功能展示兩部分相加的具體過程，最后得出結果16.3。對于容易出錯的進位問題，教師可以通過動態演示標出每一步的關鍵點，并在屏幕上突出顯示進位步驟的邏輯，使學生更加直觀地理解計算過程。

在學生練習環節，教師可以引入數學游戲軟件，通過游戲化的方式強化學生對知識點的掌握。例如，軟件呈現一個簡單的購物游戲：“一個蘋果2.3元，一個橙子3.5元，買這兩樣水果需要多少錢？\"學生通過選擇或輸入答案完成計算，系統會即時反饋答案是否正確，若答案錯誤，系統會以動畫形式分步講解正確解法。這樣的互動方式不僅激發了學生的學習興趣，還幫助學生在實踐中鞏固了對小數加法的計算。

對于小數減法的教學，教師通過電子白板演示另一個情境題：“小明有10元錢，買了一瓶礦泉水花了3.6元，還剩多少錢？\"教師動態展示計算過程，重點突出借位過程，幫助學生理解和記憶相關技巧。在這一過程中，教師鼓勵學生通過軟件練習更多類似的問題，如：“從7.5元中減去2.4元，還剩多少錢？”軟件可以根據學生的學習水平動態調整題目難度，確保每位學生都能在適合自己的節奏中完成學習。

（四）基于大數據分析的學生學習行為監測與個性化干預實施策略課堂活動。

大數據分析技術為個性化學習的實施提供了科學依據。通過記錄和分析學生的學習行為數據（如練習時間、答題正確率、學習進度），教師可以全面了解學生的學習情況。例如，系統可以通過數據分析發現學生在某些數學單元中的知識漏洞，并及時向教師發出提醒。教師可以根據這些數據對學生進行個性化的干預，如提供一對一輔導、重新設計教學活動等，從而有效提升教學質量和學習效果。

例如，在小學數學“時、分、秒\"教學中，基于大數據分析的個性化學習策略可以有效提升學生的學習效果。課堂上，教師可以利用信息技術輔助教學，借助學習系統記錄每位學生在“時、分、秒”相關知識點的學習行為數據。在教學初期，教師設計了一道簡單的練習題，如“現在是3時15分，再過20分鐘，時間是多少？”借助學生在線答題，系統可以實時分析學生的正確率和解題時間，并為教師生成數據報告。

在教學過程中，系統根據分析結果發現部分學生對“分鐘進位到小時\"的概念掌握不足。系統將這一數據反饋給教師，教師據此調整教學內容，并設計針對性活動幫助學生鞏固知識。例如，教師設置了一組情景題：“小明從家出發去學校，用了45分鐘，出發時是7時30分，到達學校時是幾點？\"對于答錯的學生，系統會自動生成步驟提示并提供多次練習的機會。教師也能在課后根據系統的分析數據，對知識漏洞較大的學生進行一對一的輔導，進一步講解時間進位的方法，并設置更多簡單例題供學生反復練習。

（五）整合多樣化資源構建個性化學習的開放性數學學習平臺策略

開放性學習平臺是信息技術輔助個性化學習的重要載體。借助整合多樣化的學習資源（如教學視頻、在線題庫、虛擬實驗室），平臺可以為學生提供豐富的學習選擇。例如，學生可以通過平臺觀看分數運算的教學視頻，自主完成對應的練習題，并通過虛擬實驗室進行數學實驗驗證。平臺還可以借助人工智能技術為學生推薦適合其水平的學習內容，進一步提升學習效率。此外，開放性學習平臺還為教師提供了豐富的教學資源，幫助其設計更加高效和有趣的

例如，在小學數學“多位數乘一位數\"的教學中，開放性學習平臺整合了多樣化的資源，幫助學生實現個性化學習。教師在平臺上為學生提供了一段教學視頻，詳細講解了多位數乘一位數的計算方法，如4 342×3^′′ 的分步解題過程，強調從個位到百位逐位相乘，再進行進位加法。學生可以根據自己的學習進度反復觀看視頻，并暫停或回放關鍵部分，以加深對計算過程的理解。

學習視頻之后，學生可以通過平臺進入在線題庫完成對應的練習，如 235×4^′ 和 506×7 ”這樣的基礎題目。系統會根據學生的答題情況實時評估學習效果，并給高頻錯誤的學生推薦更基礎的練習，如計算“ 123×2^′′ ，幫助學生鞏固進位規則。對于掌握較好的學生，平臺會適時推薦稍難的拓展題，如“1， 245× 3”，以適應不同學習水平學生的需求。

此外，平臺還提供了虛擬實驗室，學生可以通過操作拖動數字卡片和乘法步驟，直觀地感受到乘法分步計算的過程。這種交互式學習提高了學生對知識點的理解和興趣。與此同時，教師也可以通過平臺獲得學生的學習數據報告，了解每個學生的完成情況和知識掌握度，從而設計更有針對性的課堂活動，確保每個學生都能達到預期的學習目標。

三、總結

信息技術為小學數學教學帶來了全新的發展機遇，特別是在個性化學習領域，其應用價值不容忽視。借助信息技術的深度融合，小學數學教學可以更好地滿足學生的個性化需求，提升其學習興趣和學習效率。同時，信息技術的廣泛應用也對教師提出了更高的要求，需要教師具備運用現代技術優化教學的能力。未來，教師應進一步推動信息技術與數學教學的深度融合，為學生提供更加精準、高效的學習支持，從而全面提升小學數學教學的質量與效果。

（作者單位：天水市麥積區五龍中心學校）

編輯：趙文靜