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人工智能与小学数学教学融合的实践研究
摘要:人工智能技术的迅猛发展为小学数学教育变革注入了新的活力,将人工智能与小学数学教学深度融合,不仅能创新教学模式,优化教学策略,还能显著提升教学效果。本文从走进人工智能探索创新路径、融通信息技术构建智慧教学模式、优化教学策略提升人机协同效果三个方面进行了实践研究,人工智能赋能小学数学教学,能促进学生对数学知识的理解和掌握,培养学生的数学思维和问题解决能力,为学生的全面发展奠定良好的数学素养基础。
关键词:人工智能;小学数学;教学融合
一、走进人工智能,探索小学数学课堂的创新路径
当前,人工智能以其独特的技术优势和应用价值,正加速向教育领域渗透,成为推动教育变革创新的重要力量。将人工智能引入小学数学课堂,能为数学教学注入新的生机与活力。以《分数与整数相乘》一课为例,教师可利用智能技术构建立体化的教学资源。课前,教师利用智能备课系统,快速搜索筛选教学素材,自动生成教学设计方案。课中,借助智能教学助手,教师能实时监测学情,分析学生的薄弱知识点,给予针对性的个性化指导。此外,教师还可利用虚拟现实等技术,创设仿真的数学情境,让学生在沉浸式体验中探索分数与整数相乘的规律,学生通过观察生动形象的分数模型,动手操作分数方块,直观理解分数乘整数的实际含义。
课后,教师利用大数据智能分析技术,精准诊断每个学生的学习状况,并根据学生的认知特点,推送个性化的数学练习。学生利用智能化自适应学习平台强化知识掌握,弥补学习中的不足。平台能够根据学生的答题情况,自动调整题目难度,计算知识掌握度,生成阶段性学习报告。学生在享受个性化学习的同时,数学能力也得到了有效提升。学生家长还可通过家校互动平台实时了解孩子的数学学习动态和存在的问题,家校形成育人合力。可见,人工智能与小学数学教学的深度融合,能促进课堂教学创新,培养学生主动探究数学知识的意识,提高学生分析解决问题的能力。面向未来,教师应积极拥抱人工智能,勇于尝试智能化教学新模式,不断优化教学流程,为学生营造高效、愉悦的数学学习体验,助力学生的全面发展。
二、融通信息技术,构建小学数学智慧教学模式
信息技术与教育教学的深度融合是教育信息化发展的必然要求。当前,人工智能、大数据、虚拟现实等新一代信息技术蓬勃发展,驱动着教育领域发生深刻变革。如何将先进的信息技术引入小学数学课堂,构建数字化、网络化、智能化、个性化的智慧教学新模式,是当前小学数学教育亟需探索的重要课题,以《分数与分数相乘》一课为例,教师可充分利用信息技术优化教学全过程,实现从教到学的智慧转变。课前,教师通过网络教研平台与同伴教师开展协作备课,共同研讨教学设计方案。利用教学资源库,快速检索、筛选优质的微视频、动画、练习题等数字教学资源,自动形成个性化教学方案。课中,教师利用交互式电子白板、智能投影仪等设备,生动直观地呈现教学内容,比如在讲解分数乘分数的几何意义时,教师利用动态几何软件构建分数模型。学生观察、操作分数图形,在动手实践中理解 乘数的一部分这一抽象概念。
课后,学生利用在线学习平台进行个性化学习。平台基于知识图谱和学习分析技术,精准推荐与学生认知水平相匹配的微课程、练习题等学习资源。学生可自主安排学习进度,反复观看教学视频,巩固课堂所学。学习过程中,智能助学系统还能通过虚拟老师为学生提供个性化的引导和答疑,帮助学生突破学习障碍。平台以游戏化的方式设置阶段性学习任务,增强学习的趣味性和挑战性,调动学生学习数学的积极性。学生每完成一个任务,系统即时评价、反馈,帮助学生客观认识自己的学习效果,不断修正完善学习策略,教师通过后台数据分析,精准把握每个学生的学习特点和进步情况,优化课堂教学,信息技术与小学数学教学的深度融合,能促进课堂由以教为中心向以学为中心转变,实现因材施教、个性化学习,全面提升学生的数学综合素养。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率,更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观,为学生的未来发展奠定坚实基础。
三、优化教学策略,提升小学数学人机协同效果
随着人工智能在教育领域应用的不断深入,人机协同已成为智慧教育的新常态。在小学数学教学中,如何发挥人工智能的技术优势,优化教学组织策略,提升人机协同育人效果,值得深入探索,要科学定位人工智能在数学教学中的角色。人工智能不是教师的替代品,而是教师的得力助手。在教学中教师应合理运用人工智能,而非过度依赖。要秉持以生为本的教育理念,根据教学内容和学生特点,灵活选择人工智能介入的环节和方式,避免生搬硬套,确保人机协同的针对性、适切性。人工智能擅长处理重复性、机械性的任务,能够优化教学流程,提高教学效率。
教学设计是提升人机协同效果的关键,要遵循小学生身心发展规律和数学学科特点,围绕学习目标,整合人工智能优质资源,优化人机协同流程,增强人机协同的连贯性、系统性。在备课阶段,教师应学会利用智能化备课系统分析学情,诊断学生的认知特点,比如通过对学生线上学习行为数据的挖掘分析,发现学生对分数概念理解存在偏差,知识迁移能力较弱。据此,有针对性地完善教学设计,精选恰当的人工智能教学资源,提高课堂教学的有效性。
客观评价人机协同教学效果,是优化协同策略、提升协同质量的重要前提。传统的单一考试评价模式难以全面评估人机协同数学教学的成效。要综合考虑学生的知识和能力、过程和方法、情感态度与价值观等维度,构建多元化的教学评价指标,定性与定量评价相结合。利用人工智能技术采集、分析海量的教学过程数据,借助学习分析、教育大数据挖掘等技术,多角度动态呈现学生的学习过程和效果。结合在线学习和课堂学习数据,深入剖析人机协同效果,找出薄弱环节,持续改进人机协同设计。评价结果要及时反馈给学生,引导学生客观认识自己的优势和不足,调动学生参与人机协同学习的积极性。同时,教师应充分利用人工智能系统的智能决策功能,根据系统推荐不断调整、优化人机协同教学策略,因材施教,促进每一位学生的有效进步。
结论:随着人工智能技术的快速发展与教育应用的不断深化,教育正迎来人机协同的崭新时代,将人工智能与小学数学教学深度融合,既能有效促进学生对数学知识的理解和掌握,培养学生的数学思维能力,又能推动教育教学模式的变革创新,为学生的终身发展奠定坚实的数学素养基础。要遵循小学生身心发展规律,把握数学学科特点,加强人机协同教学全流程系统设计,着眼学生的差异化需求,真正实现因材施教、个性化学习。
参考文献
[1]张莹.探析人工智能技术与小学数学教学的深度融合[J].数学学习与研究,2023,(35):156-158.
[2]程志舟.人工智能技术与小学数学教学的深度融合策略[J].亚太教育,2023,(21):10-12.