【摘 要】随着科技的快速发展，信息技术教学手段得到了广大教育工作者的认可。小学数学教师应该紧跟新课程目标改革要求，将教学智能化。人工智能的出现为教学提供了勃勃生机，教师可以将人工智能运用于数学教学中，加强小学生对知识的理解掌握。教师可以将人工智能作为教学辅助工具，利用人工智能的优势培养学生的思维逻辑能力，最终实现学生的全面发展。本文将对小学数学教学中存在的问题和人工智能在小学数学教学中的作用进行论述。在此基础上，本文将重点针对人工智能与小学数学教学的深度融合策略展开探究。

【关键词】人工智能；小学数学；深度应用

现代经济的发展围绕着人工智能，也正是人工智能的出现，人们的生活学习和工作形式发生了改变，教师应该充分发挥人工智能的优势，用教育带动经济，以此促进我国教育和经济的进一步改革创新。小学生正处于学习新事物的关键时期，教师应该把握学生学习新事物的黄金阶段，充分借助人工智能加强学生对知识的理解，以此激发学生的学习动机，树立学生学习数学知识的自信心。

一、小学数学教学中存在的问题

第一，受现行应试教育的影响，在教学活动中很多教师中都一味采取填鸭式教学模式，导致“高分低能”现象屡见不鲜。社会发展的动力以智能为主而不是以体能和机械能为主，这是人工智能时代与农业时代和工业时代的最大区别。另外，教师在教学中经常会以讲代思，教师甚至借助多媒体课件成为了课堂主角，使得学生无法自主思考数学知识，阻碍了学生综合能力的提升。

第二，教师的教学观念相对滞后，教师的专业能力不足。一些老教师凭借多年的教学经验进行教学活动，不及时更新自己的知识库，对现代化的教学技术缺乏认识，难以把现代化的教学技术手段应用到课堂当中去。另外，转岗教师现象严重，一些小学为弥补某些科目教师的空缺，一个老师兼任两门甚至多门学科，缺乏系统、专业的知识训练。一方面，一位老师身兼数职，教学任务繁重；除此之外，一些老教师认为自己积攒了一辈子的教学经验已经非常丰富了；因此，去参加培训对于教师来说是一件罕有的事情，导致继续教育工作不达标。再者，参与了培训工作的部分教师，并未把培训的重点放在知识的学习和教育教学观念的更新上，只重视提升自己的学历，导致了教学质量无法提升。

因此，在现行素质教育的持续推行下，伴随着人工智能时代的到来，社会对人才需求也会发生结构性变化，这些变化必然导致教育目标和培养模式的变化，旧的教学模式理应摒弃。

二、人工智能在小学数学教学中的作用

第一，凸显学生的主体地位。“以学生发展为主，凸显学生在教学过程的主体地位”就要求重视学生的主体意识的培养、自主学习能力的增强和独立思考的鼓励。与人工智能时代的教学目标——关注学生的学习能力、创造力和社会责任等综合素质的提升不谋而合。另外，知识的获取途径也因为有了人工智能的加入而拓宽，丰富了学生的学习资源。

第二，激发学生学习兴趣。人工智能的加入使知识的呈现形式更加丰富：虚拟现实、数字音频、数字视频、数字动画等都可作为知识的载体，传统枯燥无味的知识学习趣味性和吸引力大幅度提升。而且，就知识组织方式而言，传统的知识呈现多以纸质教材为主，人工智能的出现打破这一传统，有了大数据支持的智能在线学习教育平台、电子教材、虚拟课堂等知识组织方式，让学生对于知识的获取可以随时随地进行。

第三，加强了知识的进一步运用。数学知识来源于生活，在教学中教师可以将生活实际和数学知识相结合，以此培养学生应用数学知识的能力和学生的科学素养。因此，小学数学教师可以借助人工智能优化课堂情境教学，从而激发学生的学习动机。

三、人工智能与小学数学教学的深度融合策略

（一）借助人工智能开展情境教学

小学数学教学过程中，情境教学是必不可少的一个环节。一方面，情境教学可以消除学生学习数学的紧张心理、降低学生对数学知识的理解难度从而唤起对数学世界奥秘的兴趣；另一方面，情境教学塑造并完善着学生的创造性思维。作为一门抽象性学科，教师可以利用人工智能创设所需要的数学情景进行生活化模拟，借助人工智能的虚拟情境创设技术，可以延伸和强化学生的认知，既能把学生难以理解的知识简便化，也能建立起知识与现实间的联系，使学生站在更高的平台去认识和感知数学世界。

例如：在学生学习五年级数学上册第二单元“轴对称和平移”的过程中，教师可以借助人工智能的电子白板为学生展示生活中关于轴对称和平移现象的运用：“剪纸、树木倒映在湖面、升国旗、推拉门”等等，学生会对此产生学习动机，并且在生活情境中激发对数学知识的熟悉感和认同感。学生在智能化课堂能够高效发展空间观念和审美情趣。人工智能技术在教学中的加入打破了传统教学的时空界限，使得师生互动的方式朝着多元化的方向发展。

（二）利用人工智能开展因材施教

因材施教是教学中一项重要的教学方法和教学原则，它要求教师在教学活动过程中重视学生的个人特点、用个性化的方法给每个学生制定学习计方法，扬长避短。但因材施教实施起来是有一定难度的，一方面，学生数量比较多，教师根据每一位学生制定针对性的学习计划难度较大；另一方面，教师本身缺乏正确的因材施教的教学理念，更不可能把“因材施教”落实到教学当中去。有了人工智能，因材施教不再只是纸上谈兵。

就小学数学教学而言，人工智能可以根据每个学生的特点结合相应的教学要求，针对每个学生制定合适的学习计划、建立数学知识图谱。另外，人工智能还可以通过对学生学习过程的跟踪，进行大数据分析，预测学生的未来趋势智能化推荐最合适的内容。

例如：在学生学习六年级数学下册第一单元“圆柱与圆锥”的过程中，教师可以根据学生的实际情况和教材内容将知识点进行分层。首先，教师可以将知识目标分别放在回忆、整理、拓展教学活动中，之后将圆柱与圆锥的相关知识点讲解录入到智能平台上，以便学生随时随地进行自主学习。当然，教师还可以借助人工智能发挥更精密的算法，对知识进行自动化测量和评价，以便分析出每个学生适合学习的知识难度。强大的数据后台供学生自主选择合适的课程资源，同时智能学管家可以给学生提供针对性更强的学习计划。在平台上可以设置专门的经验交流平台，供学生交流彼此的学习经验，在交流的过程中答疑解惑，既是对自己解决问题能力的提升、也增强了自己对知识的深度理解。在本节课教学结束之后，教师可以对知识点掌握不熟练的学生进行远程的学习指导，从而提升教学质量。

（三）通过人工智能完善评价体系

教学评价和反馈是针对教学过程中的优缺点并总结以达到优化教学的目的，传统的教学评价与反馈多是依据试卷的分数进行判断，这种方式的弊端在于学校教育都是班级形式，做到一对一反馈评价难度相当大，能够自主分析试卷问题所在的学生是极少数。人工智能的自动化测评系统，可以根据学生的平时表现并结合试卷分数，针对学生的个体差异，监测学生的学习过程、并结合后台大数据分析，对学生一个阶段的学习给予评价和反馈 ，实现对学生一对一的精准诊断，从而便于教师对之后教学过程的调整。

例如：在学生学习了六年级数学上册第二单元“分数混合运算”的过程中，教师可以借助人工智能的自动化测评系统考察学生对分数乘除法数量关系的掌握。在学生测验结束之后，教师根据课堂上智能记录的学生表现以及回答问题情况对学生进行综合打分。打分结束之后，系统自动筛选出每个学生没有掌握的知识点以及掌握较好的地方，使得学生能够针对性提升，从而更好的完善自我。

（四）采用人工智能完成精准教研

传统教育方式的限制，现行教学无法跟踪学生的学习过程，也无法统计到每一位学生的具体需要和学习过程中存在的问题所在。因此，小学数学教师可以将人工智能作为教育管理工具。

一方面，教师可以通过跟踪学生的学习过程后台自动搜集需要的学习数据，并把搜集到的数据进行分类整理：基础知识掌握、学习进度的把握以及知识的内化再吸收，再根据搜集到的数据，分析了解学生学习过程中的薄弱环节，再对症下药给予个性化的学习建议，从而达到全面提高的效果。另一方面，教师在教研过程中可以根据自己对人工智能的使用习惯和工作记录，筛选出匹配度高的教学资源。在教研过程中，教师借助人工智能实时监控课堂的记录进行探究，并进行适当调节，不断优化数学教学模式。

例如：在学生学习了五年级数学下册第六单元“用方程解决问题”之后，教师首先需要明确这是属于代数知识，接着翻看讲课记录，了解哪个环节学生的参与度最高；哪个环节的气氛比较沉闷；学生对于哪种新型教学模式（小组合作、问题情境、生活课堂）更易接受，从而不断调整教学模式，最终找到适合学生的学习形式。

（五）凭借人工智能打造个性课堂

人工智能的特别之处便在于它用计算思维解决所有的问题，它可以把学习者眼中的复杂问题转变成为学习者接受能力范围内的简单问题，不断优化教学过程。小学数学教师应该积极将人工智能融合到教学中，人工智能通过特定算法对知识进行表示，以模拟教师的角色参与到教学当中去，打造个性化的课堂。

例如：在学生学习五年级数学上册第六单元“组合图形的面积”的过程中，教师可以借助人工智能为学生营造更加自由、轻松的教学环境，把教育游戏和教育机器人引入课堂。教师将割补法和组合图形有关的实际问题录入到智能游戏中，在轻松自由的游戏过程中培养着学生的思维能力，成功诠释“寓教于乐”思想，在这个多元智能的空间，学生的综合能力可以更好的发展以及多元化的提升。

再比如说：教师可以借助人工智能的对话功能来打造个性课堂，智能机器人作为一种新型教学工具，拥有听觉、口说对话、知识检索等能力，可以与人进行简单的语言互动，以培养学习者综合能力为主。因此，在学生学习六年级数学第一单元“圆”的过程中，教师可以采用智能机器人和学生实时对话的功能提问学生问题，当学生回答错误时，智能机器人就会出现嘀嘀声，然后给出正确答案的提示，这样保证学生能够在一步步的引导下掌握知识，从而加强对知识的理解。在这个过程中，智能机器人会在提问和讲解答案的过程中显示对应图形以及名称标准，最大限度地降低了学生的认知难度。

四、结束语

总而言之，随着新一代计算机技术的不断进步，人工智能技术也在其基础上迅猛发展着。当前人工智能在教育领域的应用日趋广泛和成熟，大量的理论和实践都可证明人工智能助力小学数学教学质量的提升。小学数学教学中有了人工智能的加入，传统的教学过程中各个环节都将被优化升级。从教学数据搜集、数据分析、结果反馈到教学评价方式等都走向了多元化。

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