基于人工智能開展小學數學課堂教學的探究

隨著人工智能技術與教育的融合，教學模式也在發生變化。小學數學是培養學生邏輯思維、推理思維、抽象思維等的啟蒙學科，對學生素養的發展意義非凡。然而，當下的小學數學教學中仍存在探究活動形式化、學生參與度不足等問題。人工智能的介入使破解這些困境成為可能，其強大的數據處理與智能分析能力，能夠優化教學流程，使教學精準匹配學生的真實學習需求[1]。但如何在技術應用中保持教育本質，規避潛在風險，是需要教師重視的問題。

一、人工智能概念簡述

人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）是融合計算機科學、數學、心理學等多學科的交叉技術領域，旨在賦予機器模擬人類智能的能力，使其具備感知、理解、學習、推理能力。在教育領域，它不僅能快速分析學生的學習數據，精準定位學生的知識薄弱點，還能根據學生個體差異提供個性化學習方案。在小學數學教學中，人工智能的運用可打破傳統教學模式廣度、深度的局限性，為師生營造更為高效、靈活的學習環境，推動教學向智能化、精準化方向轉型[2]。

二、人工智能支持下的小學數學教學的價值分析

（一）打造動態探究生態，激發自主學習潛能

人工智能憑借強大的算法與數據處理能力，能夠一舉打破傳統僵化的探究流程，打造動態化、自適應的學習生態。通過對學生學習行為數據的實時采集與分析，人工智能能精準識別學生的知識儲備、思維習慣以及興趣偏好，據此動態調整探究任務的難度、形式與推進節奏。同時，智能交互工具能給予學生更多自主選擇與創造的空間，推動學生從被動接受者轉變為主動探索者，激發學生的學習內驅力與自主探究意識。

（二）實現數據精準導航，深化數學思維培養

在傳統教學模式下，教師對學生思維的分析多依賴經驗判斷，存在主觀性強、精準度低的局限性。而人工智能的介入為學生數學思維的培養提供了數據化導航路徑。人工智能能全方位記錄學生在探究過程中的操作軌跡、思考邏輯與錯誤模式，深度挖掘學生隱藏在數據背后的思維特征與認知規律。基于這些數據，教師可以了解學生數學思維發展中的優勢與短板，從而設計有針對性的思維訓練方案，引導學生逐步突破思維定式，實現由低階思維向高階思維的躍遷。

（三）突破資源時空限制，促進教育均衡發展

地域經濟的差異會導致教育資源分配不均，偏遠地區在優質教學資源獲取與更新上存在著明顯的劣勢。人工智能能依據云計算與大數據技術，構建跨區域、跨平臺的教育資源共享體系，使優質的小學數學教學資源能夠通過云端快速傳輸至資源匱乏地區，使不同地域的學生均可接觸最前沿的數學學習內容，以此推動優質教育資源的普惠共享，縮小地區間的教育差距，實現教育公平，提升教育質量[3]。

三、人工智能支持下的小學數學教學的規避點

（一）規避技術主導傾向，防止探究過程機械化

人工智能在小學數學教學中的應用，若缺乏合理的規劃，則易陷入技術主導的誤區。當算法預設的標準化流程替代學生的自主探究，探究過程將會淪為一板一眼的機械化操作。因此，教師需明確人工智能技術的輔助定位，將其作為發散學生思維的工具而非替代學生思考的手段。在設計探究任務時，教師需保留開放性討論環節，鼓勵學生突破人工智能預設的框架，進行多元嘗試；通過動態調整教學節奏，讓技術適配學生的思維水平，從而維持探究過程的靈活性與創造性[4]。

（二）規避師生互動弱化，避免情感聯結虛擬化

盡管人工智能能夠為教師提供實時反饋，但教師的情感支持與人文關懷無法通過數據填補。因此，教師需主動強化在場角色作用，利用人工智能的學情分析與預判功能，提前識別學生存在的問題，在面對面的溝通中給予學生有針對性的指導。在課堂討論、合作探究等環節，除語言交流之外，教師還應通過眼神關注、肢體鼓勵與學生建立情感紐帶，確保教學活動始終以人為核心，避免情感聯結表面化、虛擬化。

（三）規避學科本質偏離，杜絕探究目標娛樂化

人工智能帶來的沉浸式體驗若過渡聚焦于感官刺激，易使數學教學偏離邏輯推理與抽象思維培養的本質。如將數學問題包裝為娛樂化游戲，雖然能提升學生的課堂參與度，但也可能掩蓋數學知識的內在邏輯。因此，教師需堅守學科本質，將人工智能的可視化、動態化優勢用在揭示數學原理的深層結構上，如通過變換幾何圖形呈現規律，而不是追求視覺奇觀。

四、人工智能支持下的小學數學教學的實施策略

（一）課前導入：智能情境創設，激活探究興趣

人工智能具有強大的情境創設能力，使情境能夠隨著教學內容的變化而變化，實現教材內容的適當外延，將抽象的數學知識轉化為具體化、生活化的場景，快速激發學生對數學知識的學習興趣，為課堂探究奠定認知與情感基礎。基于此，教師應打破傳統導入方式的局限，借助人工智能生成動態動畫、虛擬場景，將數學問題融入故事、謎題或現實情境之中，激發學生主動探索的欲望。此外，教師還應利用人工智能分析學生的學習偏好與知識儲備，確保情境既貼合學生的認知水平，又具備一定的挑戰性，促使學生在探究的過程中產生更強的代入感、參與感、獲得感。

以北師大版小學數學六年級上冊“百分數的應用”為例。在課前導入環節，教師可以借助人工智能強大的情境創設功能，為學生打造一個充滿趣味與挑戰的學習場景。考慮到商場促銷活動比較貼近生活，教師可以利用人工智能生成一個動態的商場購物虛擬場景。在此場景之中，每個商品都清晰地標有原價和折扣信息，如某品牌書包原價200元，現打八折出售。這樣的情境創設可將抽象的百分數應用轉化為具體可感的生活場景，迅速吸引學生的注意力。同時，教師可以利用人工智能分析學生對價格計算、折扣概念等知識的掌握情況。若部分學生在價格計算上存在一定的困難，教師就可以在情境中巧妙融入相關題目，如“已知商品打七五折之后為150元，那么原價是多少？”這樣的設計貼近學生的認知水平且具有一定挑戰性，能夠充分調動學生探究百分數應用知識的欲望，為學生后續的探究奠定良好的認知與情感基礎。

（二）課中講解：人機協同引導，深化探究過程

課中階段，人工智能與教師形成優勢互補的協同關系，能夠深度推動學生的探究進程。人工智能憑借其數據處理與即時反饋功能，可實時監測學生的學習狀態，捕捉學生的思維卡點，并通過智能提示引導學生突破探究瓶頸；教師則要發揮教學智慧與人文關懷作用，對學生進行高階思維引導與情感激勵[5]。基于此，教師應依據人工智能提供的學情數據，靈活調整課堂教學策略，聚焦于關鍵知識點的深度剖析與學生間的思維碰撞，結合人工智能生成的動態演示、思考問題，營造人機聯動的探究環境，讓學生依托技術輔助與教師啟發，逐步深化對數學知識的理解，提升知識應用能力。

在北師大版小學數學六年級上冊“百分數的應用”的課中講解階段，教師可以利用人工智能的數據處理與即時反饋功能檢測學生的學習狀態。若發現部分學生在計算“已知部分量和對應百分數，求總量”這類問題時存在思維障礙，教師便可及時為學生答疑解惑，如操作多媒體設備，使學生機的屏幕彈出相關解題思路小窗口，引導學生突破思維瓶頸，解決類似的探究問題。教師還需充分發揮教學智慧與人文關懷作用，對學生進行高階思維的引導。具體而言，教師可結合人工智能生成的動態演示，展示如何從實際情境中抽象出數學模型，以及百分數在模型中的應用，提出一些具有啟發性的思考問題，如“商場促銷活動中，為什么商家會選擇不同的折扣方式，這背后與百分數的應用有何聯系？”“服裝店以每套80元的價格購進了200套服裝，后來每套以110元的零售價出售，零售價比進價提高了百分之幾？”引導學生深度思考。在人機聯動的探究活動中，學生可依托人工智能的技術輔導與教師的人文啟發，逐步深化對百分數知識的理解，提升運用百分數知識來解決實際問題的能力，順利完成對百分數知識的理解、掌握、內化、應用，獲得邏輯思維、批判性思維、創造性思維等高階思維的發展。

（三）教學評價：多維數據驅動，實現精準反饋

傳統意義上的教學評價多依賴教師的經驗判斷，而人工智能支持下的多維數據采集與分析則有利于構建全面、客觀、精準的評價體系。人工智能可整合學生的課堂互動數據、作業完成情況、隨堂測試表現等多元化信息，從學生的知識掌握、思維發展、情感態度等多個維度刻畫其學習畫像，為精準反饋提供數據支撐[6]。教師應依據這些數據分析班級學生的整體學習趨勢，個體在探究過程中的優勢與不足，同時，利用人工智能生成的可視化評價報告，引導學生進行自我反思與互相評價，使學生清晰認識到自身的閃光點與不足，并優化后續的探究學習。

在北師大版小學數學六年級上冊“百分數的應用”的教學評價環節，人工智能可通過整合課堂互動數據，如學生回答問題的情況、參與小組討論的積極性、作業完成的正確率、解題思路的多樣性等信息，為學生自評、互評，教師的過程性評價和結果性評價提供數據支持。教師可依據學生的真實學情將學生劃分為若干學習小組，在綜合收集學生學習數據的基礎上，構建現場評價的組織架構。之后，教師可利用人工智能生成的可視化評價報告，引導學生以小組為基本單位，通過自我闡述、互相點評相結合的方式，分享在探究過程中的心得體會與經驗教訓，實現經驗互鑒與智慧共享。在學生陸續完成自評與互評之后，教師則要站在宏觀的角度，分析學生的整體學習趨勢，表揚學生的閃光點，予以學生充分的肯定與由衷的贊賞，同時，指出學生在探究中存在的不足，并提供具體的、科學的方法論指導。

（四）課后輔導：智能分層推送，鞏固探究成果

課后輔導階段是課堂學習的延伸與鞏固階段，人工智能的個性化學習支持功能可以在此階段發揮作用。通過對學生課中學習數據的綜合分析與科學研判，教師能精準識別其薄弱點與能力水平，規避“一刀切”的作業布置方式，為學生推送分層、適配的學習資源。教師還可利用人工智能生成的分層練習、拓展探究任務，引導學生在鞏固基礎的同時挑戰更高層次的學習目標。針對課后錯題，教師則可以利用人工智能為學生提供智能答疑、錯題歸因等服務，幫助學生及時解決學習困惑，確保課后輔導既能滿足學生的個性化需求，又能有效促進學生的知識內化與能力遷移。

在北師大版小學數學六年級上冊“百分數的應用”的課后輔導階段，針對基礎薄弱的學生，教師可通過人工智能為其推送側重于百分數基礎概念與簡單計算的練習題，幫助學生鞏固基礎；針對學有余力的學生，教師則要設置拓展探究任務，如“調查生活中不同行業的百分數應用案例，并分析其背后的數學原理”。針對學生在課后作業中出現的錯題，人工智能可提供智能答疑服務，詳細分析錯題原因，讓學生知道自己錯在哪里、為什么錯、如何糾正錯誤。總之，教師利用人工智能為學生分層推送輔導資料，能夠滿足不同學生的個性化探究需求，有效促進學生的知識內化與遷移，幫助學生進一步鞏固學習成果，促進學生數學探究能力的實質化提升。

結語

人工智能與小學數學教學的深度融合，是教育現代化進程中的重要突破，能有效提高學生數學探究學習的效率與質量，為學生數學素養的發展安裝新引擎。需要注意的是，在實踐中，教師應警惕技術依賴對教育本真的消解，持續優化人機協同機制，讓人工智能成為服務小學數學教學的智能化助手，推動小學數學教學向智能化、個性化方向邁進。

［參考文獻]

[1］卜俊．“智教慧學”：人工智能賦能小學數學教學變革[J].小學數學教育，2024（合刊4）：

48-50.[2］初延明.人工智能視域下小學數學教學新模式分析[J].新課程教學（電子版），2024（12）：

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2023（9）：31-34.[4］李瑩.AI賦能小學數學課堂教學評價的實踐探索［J］.中小學信息技術教育，2023（9）：

70-71.[5］張建剛.人工智能技術融入小學數學教學的實踐探索［J].教育實踐與研究（A），2023（3）：

27-28.[6］曹麗麗.基于探究式教學模式的小學數學課堂設計及實踐［J］.數學大世界（中旬），

2021（12）：67-69.