摘要：人工智能深度赋能教育，开启小学数学作业设计新风尚。本文尝试运用智能 AI 技术开展小学数学个性化作业设计，设计了智能能力诊断、动态分层、个性化任务推荐、智能题目交互式题型开发等方法。通过调查、测查、分析，从对比传统作业模式的角度评价了AI 个性化作业对学生数学素养提升、学生学习兴趣培养和自我学习能力影响、教师教学工作量、精准教学等方面影响的大小，证实智能AI 个性化作业更能满足学生不同需求，学生学习的效果更好，积极性更高，并使教师从繁重的工作中减轻负担，实现精准教学。

关键词：人工智能；小学数学；个性化作业

引言

基于“双减”政策以及教育信息化背景下的小学数学作业设计应该如何采用科学、有效的作业设计方式促进小学生核心素养的发展，这也成了一线教师和研究者热议的话题。传统教法无法真正实现面向全体，作业形式较为单一无趣，反馈周期较长等，严重影响了学生学习的积极性，限制了自我潜能的发挥。利用人工智能技术能够在作业的个性化、开放性上提供强有力的支持。大数据技术的应用、能力诊断与测评能够面向不同水平的学生，分层次分梯度为不同水平的学生提供适宜难度及丰富内容的差异化练习，并能实时地做出正确的判断与个性化帮助，提高学生学习的趣味性与自主性。

一、作业设计的核心原则

小学数学作业设计应坚持“以学为本、精准分层、科学反馈和激发兴趣”为核心原则。小学教学活动应该围绕教学大纲的标准，适合学生当前真实程度的知识吸收，注重基础概念吸收、综合多思。在作业安排和分配中，要重视学生技能的薄弱之处，进行分级分层作业的安排以满足学生完全吸收和掌握知识点的条件。评价过程应该合理可行以及即时评价学生是否拥有不足，能够马上明白自己有所不足，有所提高。作业设计的方式要有新意以及趣味，带有生活的味道和生活的情趣，从而吸引学生主动研究问题以及去解决问题。

二、基于AI 的小学数学个性化作业设计策略

（一）智能能力诊断与动态分层设计

AI 赋能下的智能能力诊断能够动态分析学生数学基础和知识短板，为分层作业设计提供数据支撑。例如，某省小学校区对此进行了试验。这个省的小学在引入 AI 作业系统后，系统通过对学生的每一次作业的数据与错因的追踪，利用数据统计模型进行计算后得出学生的数学学科上计算、运用、逻辑思维等方面的优势与不足。系统根据优势和不足，把普通程度较低的学生推荐比较简单的基础习题，而学有余力的学生则推荐拓展题型。比如，在某校中，有一名四年级学生常常在分数问题上“易错”，AI 系统据此会迅速在之后的练习中增加变形的分数问题，并伴随视频的说明，直至其能力达标后再进入下一级分层。

（二）个性化任务推荐与内容调整

使用 AI 对每个学生推荐不同的作业以实现精准教学目标。通过分析学生作业的历史评价、做题速度和错误等数据，每天都会给学生推送一个适合其本人的个性化作业计划。例如，在杭州市某小学校试点开展的“每日一题”作业中，该智能平台在了解了某学生过去一周全部作业答题情况之后发现该学生对几何部分很擅长但应用性题型容易错题的情况，于是自动调整了推荐的作业配比，降低了计算类题的数量，增加了一些实际生活场景问题，同时加入了温馨提示的语句提醒等。系统还可以根据不同节假日或季节变换等产生新问题，如春节分红包有关的加减乘除练习题，让学生加深友谊。

（三）交互式题型开发与即时反馈机制

通过 AI 的交互题型设计以及即时反馈模式使小学数学作业的互动性与有效性得到了大幅提升。该校在使用人工智能作业管理系统之后，AI 系统可以自己创建有动画、拖动功能或实时算式计算的交互性问题。例如，在学习“分数加减法”时，学生可通过该系统移动虚拟的圆形模型来直接操作分数的组合与分离。学生回答之后，AI 马上能反馈正确与否，并且依据答错的类型对症下药，自动生成相应的讲解视频或提醒信息，如果是学生答错了数字，它就会把相同类型的问题的举例如何拆分的步骤展示出来。对于反复出错的题目系统会自动调整为基础知识点复习或附加的小视频讲解。

三、基于AI 的小学数学个性化作业实施效果

（一）学生数学能力提升效果分析

应用个性化AI 作业方案之后，学生数学总分成绩有明显的提升。对开展AI 作业实验的学校所开展的学期考试、期终考试的成绩数据进行分析，发现平均基本题、平均应用题、平均创造性题目等的得分有所提高。进一步的分析表明，某学生针对一些题目会持续性犯错，应用该系统提供的针对性的题目训练以及逐级进阶解释之后，完成了对该知识点的攻克和掌握。如某学校五年级班级是使用 AI系统追踪“数的整除”的知识缺陷，每周会推送几个易混淆的题目，开展微型课程，三个月后，整个班级的做对率从原来的 67% 上升到 88% ，这不仅仅是一个平均分的统计上升，差生也有机会通过个性化的加油补漏，慢慢提升成绩和优秀生的差距。大量的实证结果证实了基于 AI 的教育能够有效支持基本知识的强化和高级思辨能力的培养，从而全面提升数学综合能力。

（二）学习兴趣与自主学习能力变化

采用 AI 个性化作业明显提升了学生的学习积极性及自主学习能力。首先，AI 平台的作业推荐有趣好玩且具有挑战性，采用动画、游戏等形式，使学生在愉悦的氛围中完成练习，提高了对作业的反感度。如某小学四年级学生设定的AI 平台“数学闯关挑战”，每个学生只要正确解答一个题型就可以进入到下一个等级，并得到相应的奖励，极大激发学生自主学习的兴趣。其次，还促使学生自主选择拓展项目，培养了很好的自主学习能力，家长们及老师们反馈孩子做作业的延后量减少了很多，自己完成作业、查找不足的能力得到大幅提升。AI 平台的即时反馈能使学生在碰到困难时及时改变思维思路，养成自己分析解决问题的习惯，为学生今后的学业发展打下坚实的基础。

（三）教师教学效率与指导精准度提升

借助 AI 个性化作业软件提高教师的指导的有效性和针对性，教师可以通过后台实时掌握学生的作业完成情况、高频率的错误问题和知识点薄弱点，能够自动生成学习小组和个人学习成绩报告，基于数据的教育管理模式让教师快速掌握整个班级或每个学生的学习情况，因此可对学生进行有效的分层辅导和一对一的个性化指导。如一位小学教师在作业检查过程中发现系统显示B 同学对空间感知类题目的错误率较多，通过对平台分析报表查看分析，第一时间推荐给了相应的微课程，并提供有针对性的练习，大幅度省去传统的作业检查及反馈时间。教师就不必再疲于做大量的重复工作，而是将更多的精力用在教育创新和课堂教学交流中。事实证明，AI 技术的应用既解放了教师，又提高了教育决策的正确率，确保了因材施教落到实处，驱动了师生共同成长。

结语：AI 辅助的个性化小学数学作业设计充分发挥出智能诊断、分层推送和交互反馈等优势，很好地适应了并满足了学生不同程度的能力发展和个性发展需求。实践证明，AI 辅助的个性化作业不仅有利于学生数学技能提升、学习能力增强、自主学习习惯养成，还有利于教师的教育工作效率和个性化辅导质量提升。随着教育信息化进程发展，AI 辅助的个性化作业可能进一步提升作业设计和管理从“统一布置”向“精准服务”的转变，为小学数学教育高质量发展提供持续动力。

参考文献：

[1]王静."双减"背景下小学数学作业的创新设计方法[J].求知导刊, 2023(32):71-73.

[2]朱月萍.总量控制与分量实施:"双减"背景下小学数学作业探究[J].教育理论与实践, 2023, 43(5):54-57.

[3]刘金英.基于"双减"背景下的小学数学作业高质量分层设计研究[J].语文课内外, 2022(29):0148-0150.