智趣相融,AI赋能小学数学教学的实践

本文转自:中国教师报

山东省菏泽市巨野县新华小学

智趣相融,AI赋能小学数学教学的实践

吕鑫鑫

    随着上课铃声的响起,山东省菏泽市巨野县新华小学四(1)班学生并未翻开课本,而是取出平板电脑进入了AI课件中的“图形王国”。通过拖拽、拼接,屏幕上的不规则图形能自动变成学生学过的长方形、正方形,学生一边操作一边记录图形面积的计算方法,原本要讲很多遍的“不规则图形面积计算”变得简单易懂。将AI技术融入小学数学教学,让知识传递跳出传统模式,实现了“智”与“趣”的深度融合。

    小学数学教学中,抽象概念是学生学习的一大难关。低年级学生在学习“数位”时常常将“个位”和“十位”混淆;高年级学生学习“长方体体积”时,只靠教具演示很难建立空间观念。传统课堂上,教师多用重复讲解、大量刷题帮助学生掌握,这样做不仅耗时,还容易让学生厌学。AI技术应用的第一个解决点就是“抽象知识具象化”。以“小数的初步认识”的教学为例,在传统模式下,教师用米尺演示“1分米=0.1米”,学生只能被动观察,不能理解“小数是分数的另一种形式”。如今,学生可以使用平板电脑屏幕上的“虚拟米尺”自主调节,把米尺分成10份、100份,每份长度会同步显示为小数和分数,通过比较“0.1米”和“1/10米”的关系,直观建立小数概念。更重要的是,AI系统能实时采集学生操作数据,对于操作流畅的学生,推送“小数加减混合运算”拓展练习;对于操作不流畅的学生,推送“判断小数表示的长度”基础题目,逐步引导突破难点。

    AI技术还让小学数学与生活联系得更加紧密。数学知识来源于生活,而传统课堂只局限在课本例题,学生很难体会知识的实用性。例如“百分数”的教学,课本的“合格率”“出勤率”例题,对缺少生活经验的学生来说比较抽象,导致学习兴趣不高。

    教师利用AI技术搭建“生活数学情境库”,学生通过模拟实践掌握知识。在“百分数的应用”的教学中,利用AI虚拟商城系统,学生分小组做促销活动策划:一组负责计算商品的原价、折扣、折后价;另一组扮演消费者,分别用“满减”“打折”等不同活动算出最省钱的购物方案。在讨论“八折和满200减50哪个更优惠”中,学生不仅能熟练进行百分数的计算,又能运用所学知识分析问题。课后AI可以给每个学生生成一份“购物计算报告”,标记出“计算打折错误”“理解错满减规则”等错误,教师根据报告给予学生针对性指导,使教学更精准。此外,AI技术还能够拓宽课堂边界,如教师可以布置“利用AI拍摄水、电费所占家庭支出的比例是多少”的作业,学生用相机拍摄上传水电单,系统就可以自动计算出水电费占家庭消费的百分比,让学生在生活中感受到数学的价值。

    AI技术在培养学生数学思维方面也是不可替代的。小学数学教学的主要目标之一是培养学生的逻辑推理能力、分析问题和解决问题能力。传统课堂上教师更多通过“例题讲解+模仿练习”的模式进行思维培养,学生只会套用公式,不能灵活运用。AI技术借助“问题链引导”,让学生主动展开思考。以“鸡兔同笼”问题教学为例,以往教师直接给“假设法”的解题步骤,学生机械记忆,碰到变式题就不知所措。而AI解题系统会先让学生自己试着做题,不管答对还是答错都不会立刻评判,而是通过提问引导:“如果笼子里全是兔,脚的数量比实际多多少”“多的脚是因为把鸡当成了兔,每只鸡多算了几只脚”?通过层层提问让学生自主推导“假设法”的逻辑。同时,系统将展示不同学生的解题思路,有的用“列表法”,有的用“方程法”,学生在对比交流中拓宽了思维角度。学习能力强的学生可收到系统推送的“大船小船载人”“灯泡损坏率计算”等变式题,让学生把解题思路迁移到其他题目;对于思路受阻的学生,系统提供“分步提示”,帮助梳理逻辑。采用这种教学方式,学生会解题的同时也掌握了思考问题的方法。

    需要明确的是,AI赋能小学数学教学,并不是替代教师,而是为教师减负增效。传统教学中,教师要花大量时间批改作业、统计成绩,如批改“计算题”“应用题”时,逐题核对答案、标出错误,往往要用到课余时间;分析班级学情时,手工统计错题率、易错知识点,效率低下。而AI能自动完成这些重复性工作,批改作业时不仅标注对错,还能分类统计“计算错误”“思路错误”等问题;生成的学情报告中,清晰呈现每个学生的薄弱环节和班级整体的知识漏洞。如在“统计与概率”教学后,AI报告显示有40%的学生在“根据扇形统计图分析部分与整体的关系”上存在困难,教师便不再对全班学生重复讲解,而是组织“小组互助”活动,让已经掌握的学生分享解题思路,教师重点辅导没有掌握的学生,课堂效率大大提高。同时,教师借助AI观察学生课堂互动数据,如“答题响应速度”“小组讨论参与度”等,发现学生注意力下降时,插入“数学小游戏”,活跃课堂氛围。

    从“图形王国”的互动探秘到“虚拟商城”的实践应用,从“问题链”的思维引导到学情报告的精准赋能,AI技术已从小学数学教学的各个方面全部融入。让抽象的知识具体化、枯燥的练习生动化,使教师教学更具有针对性,学生学习更加积极主动、高效。后续教学中,随着AI技术的不断完善,其与数学教学的融合会越来越深入,为小学数学带来更多可能性,让学生在“智趣相融”中感受数学的魅力,提升学习能力。


(教育责编:拓荒牛 )