（来源：天津日报）

转自：天津日报

　　在人工智能素养日益成为新时代人才培养重要内容的背景下，基础教育正经历由技术驱动向素养导向的深刻转型。小学数学作为培养逻辑思维与提升科学素养的重要学科，需要在教学理念与实践模式上及时回应人工智能时代对于学习能力的新要求。当前，传统教学仍存在“一刀切”授课、忽视学生个体差异以及抽象数学概念难以传达等问题，一定程度上制约了学生数学素养的有效发展。将人工智能素养融入小学数学教学，不仅契合国家关于数字化发展的战略导向，也为破解数学教学痛点提供了创新路径与技术支撑，为推动实现个性化、精准化的高质量教学变革，落实因材施教理念和培养学生人工智能时代所需的能力提供了理论依据与实践范式。

　　智能诊断、精准把脉、分层施教。要充分借助人工智能技术，实时采集与分析学生在课堂互动、测评反馈、作业提交等多种日常场景的学习数据，动态识别其知识掌握程度，从而对不同学生的学习水平进行科学分层，并个性化适配教学策略。以三年级的“混合运算”为例，可通过AI系统的运用，自动识别学生在预习作业中的典型运算错误，并根据学生作业的整体情况，将学生分为“步骤疏漏组”“规则模糊组”和“熟练应用组”，并根据学生的不同情况针对性推送不同资源。对于“步骤疏漏组”，要通过不同颜色标记等方式，分步引导计算流程；对于“规则模糊组”，要强化对运算顺序的教学演练和专项训练；对于“熟练应用组”，要加强多步骤混合运算的训练，进一步提高学生运算能力。在课堂教学过程中，教师也可根据AI系统自动生成学习状况热力图，根据学生日常学习过程中的高频错误类型设计分层任务，若“步骤疏漏组”连续完成一定量的课程练习题，则可自动进行更高层级的训练，解锁“购物清单总价计算”等生活化的应用题训练；对于“规则模糊组”，则可优先进行基础题型的专项训练；对于“熟练应用组”，可通过混合算式的运用，激发学生的高阶运用思维。

　　将虚拟情境具象呈现，将抽象概念可视化表达。在当前人工智能与日常教学深度融合的时代背景下，要充分借助VR/AR技术、智能交互界面等多种形式，将原本抽象、难以理解的数学学习转化为可感知、可操作、可反馈的沉浸式学习体验，有效减少学生群体的学习理解障碍。以四年级的“方程学习”为例，在传统教学中，“X等字母表示未知数”“等式两边保持平衡”等概念往往依靠教师在课堂当中的口头讲解及静态的图示或例题讲解，学生难以深刻理解相关内容。通过人工智能的开发运用，可在不同阶段以丰富的教学方式帮助学生具象化理解。在概念引入阶段，教师可运用AR技术，搭建“虚拟天平”情境。学生在平板、教室大屏等智能终端上的操作，可即时生成可交互的动态天平——左侧放置不同克数的虚拟砝码，右侧放置标有“X”的未知方块，学生可在左侧拖动不同数值的虚拟砝码来保持天平的整体平衡。通过这一“看得见、摸得着”的实时动态反馈，可将冰冷的数字符号转化为具象的物理平衡，帮助学生更好领悟相关方程知识。其次，在方程建模环节，要系统创设虚拟场景任务。学生可扮演采购员，用规定的预算分别购买不同单价的商品。AI根据实时选择可自动生成对应方程，同时将商品数量、剩余金额、总价变化等内容以动态图表的方式实时呈现。当出现超支的情况时，系统将自动弹出警示框，让学生直观感知变量之间的数量关系，理解方程解决真实问题的实际价值，实现从生活经验到数学知识的自然跃迁。再次，要引入“动态演示技术”。在面对方程类型时，系统也可通过动画过渡、色彩高亮等多种方式，清楚地展示数值的变化过程，将原本抽象的“等式性质”转化为可逆、可视、可操作的逻辑链条。通过“看中悟、做中学”的教学方式，提高学生对代数推理的理解和掌握。这种以情境为载体、以可视化为核心、以智能交互为支撑的教学设计，可在小学数学模型开发实践中推动素养提升、促进深度学习。

　　推进人机协同，构建双师课堂，优化教学流程。人工智能时代，AI承担着及时反馈、过程监测等重复性、标准化任务，教师则要通过思维引导、价值引领、情感互动等具有不可替代性的教学职能形成“AI夯基、教师提效、学生受益”的良性教学生态。在技能训练环节，可借助AI系统自动批改课堂练习题，快速识别和归类典型错误类型，并针对学生的错误类型，自动推送相关讲解视频资源，同时生成错题报告，帮助教师了解学生群体之间的错题分布，从而精准设计后续的教学任务。在综合运用阶段，教师也可根据不同组别的实际掌握状况，进行跨学科实践教学项目的精心设计。例如，针对“校园体育锻炼数据的统计分析”，指导学生收集各项体育项目的数据，同时运用百分数统计分析各项指标的达标情况，并制成可视化数据报告，帮助学生巩固数学技能，培养数据意识与信息素养，从而实现教学资源的智能调度、学习路径的个性定制与育人目标的多维达成。

　　【作者为沈阳大学理学院刘娟。本文系2024年沈阳大学重点教改课题“‘专创-产教融合’下多学科交叉融合课程教学探索与实践”、2024年沈阳大学国家级大创项目“人工智能素养教育下小学数学课程模型的开发与实践研究”。】

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