摘要：在当今数字化时代，人工智能技术迅猛发展，正深刻改变着教育领域的各个方面。小学数学作为学生数学学习的基础阶段，对于培养学生的数学思维能力至关重要。而思维可视化教学能够将抽象的数学思维转化为具体、形象的呈现形式，帮助学生更好地理解和掌握数学知识。将人工智能辅助工具应用于小学数学思维可视化教学，是教育改革与技术创新结合的必然趋势，具有重要的现实意义和研究价值。

关键词：人工智能；数学思维；可视化

一、引言

随着信息技术的飞速发展，教育信息化已成为教育发展的重要方向。《教育信息化 2.0 行动计划》等政策文件的出台，为人工智能技术在教育领域的应用提供了有力的政策支持。在小学数学教学中，传统的教学方式往往难以将抽象的数学概念、逻辑推理过程等清晰地呈现给学生，导致部分学生对数学学习缺乏兴趣，思维能力培养受到限制。思维可视化教学强调通过图形、图像、流程图等可视化手段，将隐性的思维过程显性化，有助于学生理解知识的形成过程，培养逻辑思维、空间想象等能力。而人工智能辅助工具凭借其强大的数据处理、智能分析、交互反馈等功能，能够为思维可视化教学提供更丰富的手段和更高效的支持，满足学生个性化学习需求，提升教学效果。

二、人工智能辅助工具应用于小学数学思维可视化教学的保障措施

（一）加强教师培训

教师是人工智能辅助工具应用于教学的关键因素，因此需要加强对教师的培训。培训内容应包括人工智能辅助工具的操作使用、在思维可视化教学中的应用策略、数据解读等方面。通过培训，提高教师的信息技术应用能力和教学创新能力，使其能够熟练运用智能工具开展思维可视化教学，充分发挥工具的优势。

（二）完善教学资源库

建立丰富、优质的小学数学思维可视化教学资源库是保障教学顺利开展的重要基础。学校和教师应共同努力，收集、整理和开发与教材内容相匹配的思维可视化教学资源，如可视化课件、题库、案例等，并利用人工智能技术对资源进行分类、标注和智能推荐，方便教师和学生使用。同时，鼓励教师分享自己的教学资源和经验，实现资源的共建共享。

（三）注重学生信息素养培养

在应用人工智能辅助工具的过程中，要注重培养学生的信息素养，包括信息获取、处理、分析和应用能力。引导学生正确使用智能工具，学会利用工具进行自主学习和思维可视化构建，避免过度依赖工具。通过开展信息素养培训课程、组织科技活动等方式，提高学生的信息意识和能力，使其能够适应数字化学习环境。

（四）建立科学的评价体系

建立科学合理的评价体系，对人工智能辅助工具在思维可视化教学中的应用效果进行全面评价。评价内容应包括学生的学习成绩、思维能力、学习兴趣、信息素养等方面，评价方式应多元化，结合形成性评价和终结性评价。通过评价及时发现教学中存在的问题，调整应用策略，不断优化教学过程，提高教学质量。

三、人工智能辅助工具在小学数学思维可视化教学中的应用策略

（一）利用智能绘图工具实现数学概念可视化

数学概念是小学数学知识的基础，具有抽象性强的特点。人工智能辅助的智能绘图工具能够根据教师或学生的输入，快速生成各种数学图形、图表，将抽象的数学概念转化为直观的图像。例如，在教学“三角形的分类”时，教师可以引导学生使用智能绘图工具，输入不同三角形的边长或角度信息，工具会自动绘制出相应的三角形，并标注出其类型。学生通过亲手操作和观察图形，能够更清晰地理解不同三角形的特征和分类标准，加深对概念的记忆和理解。智能绘图工具还可以实现图形的动态变化，如在教学“图形的平移、旋转和轴对称”时，学生可以通过拖动图形、设置旋转角度等操作，实时观察图形的变化过程，直观感受图形变换的规律和特点，培养空间想象能力。

（二）借助智能解题系统呈现思维过程可视化

数学解题是培养学生思维能力的重要途径，而解题过程中的思维逻辑往往是隐性的。人工智能辅助的智能解题系统能够记录和呈现学生的解题过程，将其思维轨迹可视化。当学生在系统中解答数学题时，系统会实时跟踪学生的每一步操作，包括列式、计算、推理等，并以流程图、思维导图等形式展示出来。教师可以通过查看学生的思维可视化过程，了解学生的解题思路和存在的问题，及时给予针对性的指导。例如，在解决“鸡兔同笼”问题时，学生可能会采用不同的解题方法，如假设法、方程法等。智能解题系统能够将这些不同的方法以可视化的形式呈现，教师可以引导学生对比不同方法的优劣，拓展解题思路，培养逻辑思维能力。同时，学生也可以通过回顾自己的思维可视化过程，进行自我反思和总结，发现解题中的错误和不足，提高解题能力。

（三）通过智能交互平台促进协作思维可视化

协作学习是培养学生团队合作精神和综合思维能力的有效方式。人工智能辅助的智能交互平台为学生提供了一个共享、交流和协作的空间，能够实现协作思维的可视化。在进行小组合作学习时，学生可以通过智能交互平台共同构建思维导图、流程图等，将各自的想法和思路融入其中，实现思维的碰撞和融合。在解决一个复杂的数学应用题时，小组成员可以在智能交互平台上分别提出自己的解题思路，通过拖拽、编辑等操作将这些思路整合到一个思维导图中，清晰地展示出问题的分析过程、解题步骤和结论。教师可以实时查看各小组的协作过程，对存在的问题进行及时指导，促进小组协作效率的提高。通过这种方式，学生不仅能够学会倾听和尊重他人的意见，还能在协作中完善自己的思维，提升综合思维能力。

结语

人工智能辅助工具与小学数学思维可视化教学的融合，为小学数学教育注入了新的活力。它通过创新的教学策略和保障措施，有效解决了传统教学中存在的诸多问题，让抽象的数学知识变得直观易懂，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的数学思维能力和信息素养。尽管在应用过程中还面临一些挑战，如技术更新换代快、部分地区资源配置不均等，但随着教育信息化的不断推进和相关研究的深入，这些问题将逐步得到解决。未来，我们应继续探索人工智能辅助工具在小学数学思维可视化教学中的更多可能性，不断优化教学模式和方法，让技术更好地服务于教育，为学生的数学学习和全面发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]谢小惠，如何将人工智能技术与小学数学课堂结合[J].读写算，2025.07.

[2]丁世俊，人工智能技术与小学数学教学融合研究[J].教育界，2025.05.