科技助力，高效教學(xué)
——淺析人工智能和小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合

袁小開

（習(xí)水縣第二小學(xué)，貴州 遵義 564600）

一、新課標(biāo)背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的基本要求

（一）以學(xué)生發(fā)展為本

新課標(biāo)背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)更加重視小學(xué)生在教學(xué)中的主體性，關(guān)注小學(xué)生的進(jìn)步和發(fā)展。教師需要圍繞學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和成長(zhǎng)規(guī)律，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，優(yōu)化自身的教學(xué)方式，喚醒小學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科的情趣，為學(xué)生注入學(xué)習(xí)動(dòng)力，讓每個(gè)學(xué)生在課堂教學(xué)中均能獲得應(yīng)有的收獲，使小學(xué)生成為數(shù)學(xué)教學(xué)中的真正主人，遵循“以生為本”的基本原則展開小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)，從而促進(jìn)小學(xué)生全面、可持續(xù)發(fā)展。

（二）關(guān)注教與學(xué)的統(tǒng)一

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師是知識(shí)預(yù)設(shè)的主體，而小學(xué)生則是知識(shí)生成的主體。新課標(biāo)背景下，在強(qiáng)調(diào)小學(xué)生為課堂教學(xué)主體的同時(shí)，也對(duì)教師在教學(xué)中的角色進(jìn)行了準(zhǔn)確的定位，需要教師在教學(xué)中發(fā)揮自身引導(dǎo)和指導(dǎo)作用，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)兩者辯證統(tǒng)一，這樣才能讓小學(xué)數(shù)學(xué)變成動(dòng)態(tài)課堂，進(jìn)而改變以往的知識(shí)灌輸?shù)慕虒W(xué)模式，讓數(shù)學(xué)教學(xué)互動(dòng)性更強(qiáng)。

（三）強(qiáng)調(diào)教學(xué)生態(tài)的平衡

小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)是一個(gè)較為完善的生態(tài)體系，其中不僅包含了教學(xué)內(nèi)容、方式、手段等，也涵蓋了教師和學(xué)生等多用因素，在教學(xué)生態(tài)中，每個(gè)因子相互作用，呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)組合方式。新課標(biāo)背景下，只有讓教學(xué)生態(tài)處于和諧平衡狀態(tài)，才能讓數(shù)學(xué)教學(xué)效率更加高效，讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)中收益最大化，從而促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

二、小學(xué)數(shù)學(xué)融入人工智能的優(yōu)勢(shì)

在人工智能背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等進(jìn)行了小學(xué)數(shù)學(xué)課堂改革。人工智能的教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，改變了傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式中的弊端。

（一）加強(qiáng)實(shí)踐，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

在人工智能的幫助下，學(xué)生需要了解人工智能課程與數(shù)學(xué)課程之間的聯(lián)系，教師在整個(gè)過程中需要關(guān)注課程內(nèi)容，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行實(shí)踐，讓學(xué)生可以了解到人工智能課程的內(nèi)容。由此可以大大提高學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化培養(yǎng)。人工智能課程的應(yīng)用，可以讓學(xué)生了解到科技的進(jìn)步，讓學(xué)生可以進(jìn)行程序設(shè)計(jì)與少兒編程，保證學(xué)生可以積極的思考，激發(fā)學(xué)生的思維。

（二）實(shí)現(xiàn)與教師之間的交流

學(xué)生在進(jìn)行人工智能課程的學(xué)習(xí)時(shí)，會(huì)遇到大量的問題，在研究過程中學(xué)生會(huì)積極地與教師進(jìn)行交流，增強(qiáng)教師與學(xué)生之間的溝通。而數(shù)學(xué)知識(shí)與人工智能課程的結(jié)合，可以更加有效地將學(xué)生吸引到課堂中來(lái)，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生大量的疑問，從而提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入了解。教師對(duì)學(xué)生疑問的解答，更加明確的幫助學(xué)生進(jìn)行了知識(shí)的學(xué)習(xí)，也讓學(xué)生更加適應(yīng)探究活動(dòng)，為后期更加復(fù)雜的知識(shí)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)

在人工智能不斷推進(jìn)的背景下，進(jìn)行人工智能技術(shù)的教學(xué)，改變傳統(tǒng)教育的同時(shí)，也改善了人工智能技術(shù)教育的劣勢(shì)。由此在進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí)，線上教學(xué)可以讓學(xué)生了解相關(guān)的案例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行素質(zhì)的培養(yǎng)，保證學(xué)生在學(xué)習(xí)之后可以對(duì)數(shù)學(xué)進(jìn)行更加深入地了解。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，忽略了學(xué)生之間的差異性。人工智能技術(shù)可以有效地促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，學(xué)生可以在線下對(duì)于自己學(xué)習(xí)薄弱的地方進(jìn)行課程回顧，滿足了學(xué)生之間的差異性。人工智能技術(shù)通過教學(xué)情境的建設(shè)，展現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)將單一、嚴(yán)格定義的主題知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行展現(xiàn)，達(dá)到了學(xué)生學(xué)習(xí)目的。利用人工智能技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，需要掌握視頻教學(xué)特點(diǎn)，充分發(fā)揮其作用。人工智能技術(shù)具備海量的教學(xué)資源，學(xué)生能夠自主選擇學(xué)習(xí)資源，是促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的重要途徑，也是促進(jìn)數(shù)學(xué)教育公平的重要手段。人工智能技術(shù)教學(xué)的改變有效地培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)，同時(shí)對(duì)學(xué)生自我能力的發(fā)展提供了有效地幫助。

三、人工智能在小學(xué)數(shù)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）沒有發(fā)揮人工智能的作用

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，大多數(shù)小學(xué)都配備了相關(guān)的人工智能設(shè)備，從而幫助學(xué)生更好地進(jìn)行學(xué)習(xí)。然而當(dāng)前還有部分學(xué)生沒有充分發(fā)揮人工智能的作用，依然還是按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使得小學(xué)對(duì)于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣不高。由于大多數(shù)小學(xué)生沒有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，很多學(xué)生在教學(xué)過程中沒有真正把精力放在學(xué)習(xí)上。

（二）人工智能教育存在形式化

人工智能教學(xué)方法是直觀的、互動(dòng)的、有效的，但由于很多教師盲目使用人工智能，只根據(jù)教育的要求進(jìn)行人工智能教學(xué)。還有的教師為了在課件制作中追求出色的特效，不僅沒有對(duì)課本的合理理解，而且很多講課內(nèi)容與課程之間缺乏聯(lián)系，也很難營(yíng)造良好的課堂氛圍。這就使得很多應(yīng)用人工智能的教學(xué)過程看似有效，但實(shí)際教育效果并不理想，沒有真正發(fā)揮人工智能教育的價(jià)值。此外，在我國(guó)小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，仍存在因過度依賴課件而導(dǎo)致師生交流不充分的情況。這就需要實(shí)際運(yùn)用人工智能的輔助教學(xué)作用，來(lái)塑造新的教育環(huán)境，更好地支持開放和優(yōu)質(zhì)的課程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性[2]。

（三）學(xué)生參與度不夠

在應(yīng)用人工智能進(jìn)行課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)，需要注重學(xué)生的課堂參與度。而傳統(tǒng)的教學(xué)方式并不能讓學(xué)生了解到數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，也讓學(xué)生對(duì)枯燥的知識(shí)產(chǎn)生了抵制心理，教師在教學(xué)時(shí)缺乏對(duì)課堂設(shè)計(jì)的重視，導(dǎo)致整個(gè)教學(xué)過程缺乏拓展延伸，僅僅講解解題技巧并不能讓學(xué)生與教師之間的交流增加。另外，教師設(shè)計(jì)的課堂與生活化等聯(lián)系不大，學(xué)生參與其中但是參與的效果并不明顯。由此，在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，缺乏互動(dòng)的課堂并不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維的培養(yǎng)。在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，學(xué)生參與度不足導(dǎo)致整體課堂氛圍不足，從而也影響了整體教學(xué)效率，知道學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。

（四）情感教學(xué)不足

在目前的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，人工智能的應(yīng)用并不能對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感教學(xué)，很多老師沒有把握好數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，導(dǎo)致整個(gè)情感教育的設(shè)置不符合當(dāng)下學(xué)生的心理特點(diǎn)以及年齡，影響了學(xué)生對(duì)情感的體驗(yàn)。同時(shí)，很多老師在進(jìn)行情感教育時(shí)對(duì)人工智能優(yōu)勢(shì)認(rèn)知不足，缺乏專業(yè)的培訓(xùn)，導(dǎo)致學(xué)生在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中體會(huì)不到生活理念與情感引入。不僅如此，部分老師在情感教學(xué)時(shí)，沒有讓學(xué)生自己去體驗(yàn)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的情感內(nèi)涵，而是通過灌輸?shù)男问竭M(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生直接去死記硬背一些知識(shí)，讓學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)知識(shí)僅僅是冰冷的符號(hào)，將數(shù)學(xué)與生活不能聯(lián)系在一起，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)過于被動(dòng)和模式化，不利于學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。除此以外，在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入情感教育的效果不明顯，人工智能的應(yīng)用中的教學(xué)沒有留給他們足夠思考和學(xué)習(xí)的時(shí)間，不利于學(xué)生數(shù)學(xué)的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，嚴(yán)重阻礙了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

四、人工智能技術(shù)與小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的結(jié)合

（一）轉(zhuǎn)變知識(shí)呈現(xiàn)方式

由于不同知識(shí)的特點(diǎn)不同，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的主要問題和學(xué)習(xí)態(tài)度也有差異。在學(xué)習(xí)小學(xué)數(shù)學(xué)時(shí)，學(xué)生很容易會(huì)因?yàn)橹R(shí)本身難度較大而出現(xiàn)理解方面的問題，在呈現(xiàn)具體的知識(shí)時(shí)，教師要立足于學(xué)生的實(shí)際情況，不再將文字性內(nèi)容作為知識(shí)呈現(xiàn)的唯一的方式，還要加入適當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄苘浖?lái)幫助學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題。例如，教師在課前任務(wù)布置時(shí)，教師可以結(jié)合智能音響，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)可以對(duì)音響進(jìn)行提問。在《角的初步認(rèn)知中》，學(xué)生詢問音響，什么是角？音響回答：在結(jié)合雪中，角是由兩條有公共端點(diǎn)的射線組成的幾何對(duì)象。這兩條射線是角的邊。他們的公共端點(diǎn)是角的頂點(diǎn)。由此，不僅可以激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)，同時(shí)可以讓學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行快速的理解。

（二）豐富教學(xué)形式

教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)方式是教學(xué)的主要內(nèi)容，也是影響學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的重要因素。在設(shè)計(jì)小學(xué)數(shù)學(xué)這部分知識(shí)教學(xué)形式時(shí)，教師要立足于學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，采用生活化的教學(xué)理念，從學(xué)生本身的學(xué)習(xí)情況出發(fā)，使教學(xué)形式更加多樣化，讓學(xué)生具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)熱情。階段學(xué)生能力有所提升，學(xué)習(xí)需求也有所轉(zhuǎn)變，教師應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變教學(xué)形式，不再以傳統(tǒng)的教學(xué)模式為主，而是讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)參與。例如，在6-10 的數(shù)字教學(xué)時(shí)，教師首先構(gòu)建一個(gè)情境，讓智能教學(xué)軟件充當(dāng)本節(jié)的“主講人”，并且將“主講人”的聲音類別設(shè)置為童聲，讓學(xué)生們?cè)凇巴g人”的知識(shí)講解中理解鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容。并且此款教學(xué)軟件還具有智能問答功能，可以回答學(xué)生們的大部分問題。比如一個(gè)學(xué)生問到“下午三點(diǎn)15分是什么時(shí)間？”“主講人”則回答道：“下午三點(diǎn)15 分按照國(guó)際二十四小時(shí)制是15 點(diǎn)15 分。”學(xué)生們聽了回答都認(rèn)為十分神奇，學(xué)習(xí)興趣和注意力達(dá)到了前所未有的集中。

（三）抽象知識(shí)生活化

由于數(shù)學(xué)知識(shí)具有較高的概括性與總結(jié)性，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，初次接觸數(shù)學(xué)知識(shí)很容易會(huì)出現(xiàn)理解方面的問題，很多抽象內(nèi)容也容易對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)造成障礙。因此，教師可以充分借助生活化教學(xué)理念，化抽象知識(shí)變?yōu)樯罨?，教師都可以在課前備課的過程中搜集數(shù)學(xué)知識(shí)與生活相關(guān)的具體內(nèi)容，在課堂知識(shí)講解時(shí)輔助口頭講解。教師可以在設(shè)計(jì)教學(xué)過程時(shí)加入具體的圖片及情境，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到教材中所描繪的具體情境，以實(shí)物的形式展示出來(lái)。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)這種方式具有較高的具體性，能夠化抽象的情感描寫為具體。利用生活化展示這一內(nèi)容也可以增進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使他們了解到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的樂趣，并將數(shù)學(xué)知識(shí)與之后所學(xué)習(xí)到的矛盾數(shù)學(xué)關(guān)系相結(jié)合。例如，在課堂中進(jìn)行實(shí)踐任務(wù)的布置，讓學(xué)生觀察生活中的圖形，根據(jù)所學(xué)的知識(shí)將圖形進(jìn)行分類。在學(xué)習(xí)圓錐、圓柱的體積時(shí)，教師通過學(xué)生的分類，進(jìn)行圓柱、圓錐的材料選擇，然后通過對(duì)圓柱形的杯子灌滿水，并對(duì)杯子進(jìn)行三等分的劃分，然后再倒入圓錐的容器中，讓學(xué)生觀察水的刻度，從而了解圓錐與圓柱之間的關(guān)系。最后，通過人工智能軟件，讓學(xué)生可以對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力的提升。

（四）情境建設(shè)

在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可以先把課本上已存的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)制到課件中，在課堂展示中，能很大部分提高課堂效率，深入淺出，只需要講解重難點(diǎn)知識(shí)即可，并用在課堂抽查提問的方式來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。其次，為更好地達(dá)到人工智能技術(shù)背景下教學(xué)改革的效果，教師可以根據(jù)學(xué)生的具體情況進(jìn)行學(xué)習(xí)小組的劃分，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行合作場(chǎng)景的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生在合作過程中互幫互助。整個(gè)過程中人工智能技術(shù)輔助學(xué)生進(jìn)行自我探究，增大學(xué)生的交流和學(xué)習(xí)互動(dòng)空間，對(duì)思維和知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)訓(xùn)練。例如：在百以內(nèi)加減法教學(xué)中，教師在預(yù)設(shè)階段結(jié)合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)對(duì)教學(xué)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，小學(xué)二年級(jí)學(xué)生具有較強(qiáng)的好奇心，對(duì)數(shù)學(xué)游戲具有濃厚的興趣。教師在“百以內(nèi)加減法”強(qiáng)化教學(xué)中，采用游戲化方式進(jìn)行教學(xué)，利用Flash 動(dòng)畫軟件設(shè)計(jì)了闖關(guān)游戲，游戲開始后，每個(gè)飛起的氣泡上面帶有一道“百以內(nèi)加減法”數(shù)學(xué)題。學(xué)生只要計(jì)算正確，氣泡就會(huì)炸裂，自動(dòng)個(gè)學(xué)生加分。學(xué)生在情境游戲中不僅感受到了快樂，也提高了加減法運(yùn)算能力。教師在游戲化教學(xué)中充分發(fā)揮了自身的引導(dǎo)作用，而真正實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)能力生成的主體則是學(xué)生個(gè)體。在“百以內(nèi)加減法”強(qiáng)化教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)了預(yù)設(shè)和生成的辯證統(tǒng)一，讓教與學(xué)達(dá)到平衡，進(jìn)而提高了教學(xué)有效性。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，不管是在數(shù)學(xué)課堂之中，還是于平日生活之中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力教學(xué)都至關(guān)重要。尤其是現(xiàn)階段小學(xué)階段教育體系之中的利用人工智能技術(shù)教學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)小學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的教學(xué)以及學(xué)習(xí)能力的提升是數(shù)學(xué)教學(xué)必不可少的重要組成部分，它關(guān)乎學(xué)生能力培養(yǎng)的效果，因此，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該積極實(shí)踐，從自身入手，以身作則，積極創(chuàng)新，使用人工智能進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并采取合適方法提高有效教學(xué)，與拓展同學(xué)們的思維，為學(xué)生今后發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。