信息技术助力小学数学教学创新

信息技术助力小学数学教学创新

生成式人工智能正在重塑教育行业，为传统教学模式带来了革命性的变化。随着AI的不断演进，更多令人兴奋的应用场景将逐一显现，为学生提供更加丰富和多元的学习体验。尽管AI在教学中的应用越来越广泛，但教师们也不必担心会被完全替代。牛津大学的研究表明，小学、中学和大学教师被AI替代的概率不超过1%，因为教师职业需要的创造力、社交能力和情感等是AI所不具备的。不过，掌握AI技术的教师可能会在未来的教学中占据优势。因此，未来教育的趋势将是人机协同，共同打造“超级教师”。

个性化学习

创造力的产生需要个性化的培养和支持。为了实现教育的个性化，需要对每个学生的学习行为和结果进行细致分析，并提供相应的个性化干预。然而，面对众多学生，教师难以有足够时间进行这样的个性化支持。在此背景下，人工智能的辅助作用变得尤为重要。

• 自动批改作业：人工智能可以实现英文作文的自动批改，释放教师的时间，让他们能够更专注于教学和个别指导。
• 辅助回答问题：在授课过程中，AI可以辅助教师提出问题，这些问题旨在激发学生的批判性和创造性思维。
• 实现苏格拉底教学法：苏格拉底教学法的一问一答模式在现代课堂中难以实现，但人工智能可以辅助实现。例如，人工智能能够逐步分析和讲解数学题目，为学生提供一对一的指导。随着技术的发展，未来人工智能可能以机器人或虚拟人物形象出现，为学生提供更加个性化的互动学习体验。

利用人工智能和大数据技术，对海量学习过程数据进行学习分析，适当结合小班教学等形式，可能是迈向大规模个性化自适应学习的“唯一选择”。通过这些技术，教育可以更好地满足每个学生的需求，促进他们的全面发展，真正实现“一个都不能少”。

总之，人工智能可以追溯学习者学习过程中的多模态数据，并且对这些数据进行记录和分析；建立学科的知识图谱，通过数据分析学生的能力达到了哪一种水平，然后对学生的知识能力结构进行表征。借助生成的学生模型，教师和家长可以发现学生现阶段所处的位置、存在的问题等，从而及时进行干预和反馈。根据学习者的个性化特征、我们可以建立每个学生的精准画像，继而从建立的资源库中提取符合学习者特定风格、特定能力结构、特定学习终端、特定学习场景、特定学习策略的个性化学习内容，从而实现学习者和学习资源的双向匹配，满足学生的个性化学习需求。

智能化教学

AI赋能教学，引领着教育进一步迈向智能化。通过个性化学习路径的定制、智能辅导系统的应用等，AI技术极大地提升了教学效率和学习体验。同时，AI的引入也为教师减轻了工作负担，使他们能够更专注于创造性教学和学生个体差异的关照。

• 辅助教师生成教学资源：教学活动逐渐融入智能化元素，人工智能（AI）的应用贯穿了教师的课前、课中、课后等各个环节。在备课阶段，AI能够协助教师寻找教学资源，如图片和文献，避免了版权问题和资源适配性问题。
• 辅助教师生成教学设计：教师可以利用AI生成特定主题的教学设计，如数学教师想要采用游戏化学习讲授三角形内角和，AI能够根据教师提供的条件，如所需时间、教学道具和学生特点，逐步生成教学设计，再在这基础上进行修改调整。
• 辅助生成PPT课件：此外，AI还能辅助生成PPT课件，教师只需提供目标要求或相关文档，AI便能自动生成初步的PPT草稿，教师随后进行个性化修改和完善。
• 辅助教师提问：在授课过程中，AI可以辅助教师提出问题，这些问题旨在激发学生的批判性和创造性思维。例如，上传一篇教学设计《古诗二首（登鹳雀楼）》，向AI提出以下问题：这是我写的一份教学设计，准备用它去上课，我想在课堂上提问几个问题，以便培养学生的批判性思维、创造性思维等，请帮我设计几个问题？
• 辅助评价学生作文：以前老师批改作文主要看学生的文字能力，但是作文其实可以展示很多东西，比如创造力、写作能力、情感态度价值观，等等。在作业评价环节，AI技术能对作文等主观性作业提供评价和修改建议，帮助教师进行多元化评价。
• 辅助撰写研究设计：AI还能辅助教师进行研究设计，提供研究问题，制定研究方案，并在研究过程中提供文献阅读和总结的支持。
• 辅助总结论文主要观点：人工智能可以为研究者在研究过程中提供文献阅读和总结的支持，尤其在处理大量文献时，AI系统能够迅速筛选和分析海量的学术论文，识别出与研究主题最相关的资料。通过自然语言处理技术，AI能够理解文献内容，自动提取关键信息，然后生成精炼的摘要，帮助研究者快速把握文献的精髓。AI的这些能力，极大地减轻了研究者在文献搜集和初步分析阶段的工作负担，使他们能够将更多的精力投入到深入研究和创新思考中。

多元化评价

AI赋能教育评价，正推动传统评分体系向多元化评价模式转型。通过大数据分析和机器学习技术，AI能够为教师提供丰富的评价工具和决策支持，使教育评价更加客观、公正和高效。

• 运用不同的尺子评价学生：在进行教学设计时我们采取这样的方式设计教学：激趣引入、趣题引学、趣延课后。一曲：再现生活情境，激发学习兴趣。二曲：形文配合呈现，建构知识模型。三曲：阅读插件、数学史，提升文化底蕴。
• 评价方式多元化：小学生由于认知发展、心理年龄特点等原因，的确需要生动、有趣的情境。一曲：激发求知欲的情景。二曲：情境创设要以生活体验为出发点。三曲：情境创设要力求真实。
• 注重延缓评价的运用：有趣的练习，能使学生兴趣盎然地投入到学习活动中去，能稳定学生的注意力深化学生的思维，激发学生学习的主动性和积极性。一曲：结合情景设计习题。二曲：习题的内容要活。三曲：习题的形式要多样。

信息技术的交互性引发了师生“教与学”方式的变革，更加适应教学要求，贴近学生，促进了学生学习方式的改变，有效地利用信息技术的交互性和其他功能突出学生的主体性。在课题研究中，老师们认真学习有关资料，积极参加各类培训。通过这项课题的研究，教师的科研水平不断提高，逐步由实践型向经验型、进而向科研型转变，一个科研性的教科组正在成长。

学生表现

通过近三年来的实验，我们发现，实验班的学生不仅学习兴趣浓厚，而且数学成绩也明显高于对比班。信息技术为学生提供的交互性学习环境中，对学生终身发展、创新能力的培养，发挥了巨大作用。提升书面检测成绩。

教师反馈

信息技术应用之后，小学数学教师可以将信息技术融入课堂教学实现两者的高效融合，借此打破以往教学手段单一、传统的窘境。具体来说，教师将能够充分展现教学内容的多媒体课件、网络视频、动画、音乐、图片等多元化手段淋漓尽致的展现在小学生面前，让教学内容更加一目了然。教师教学手段的不断丰富同样可以为信息技术与小学数学课堂教学的彼此融合提供实践经验，推进新的教学方法、教学手段的实现创新呈现。

例如：在教学四年级上册“确定位置”时，我用希沃5课件设计了一个游戏活动，两名学生在纵轴、横轴连成的棋盘上通过点红点、黑点进行确定位置、猜秘密点的游戏，学生在轻松的活动中巩固知识，积极参与，兴趣盎然。

对于小学生来说，数学学科的学习相对枯燥，单凭教师传统的语言讲述很难帮助学生直观高效的了解知识点，在信息技术的强势介入下，图片、动画、音乐、课件等多种多样的表现形式能够为学生营造出较强趣味性与创造力的课堂学习氛围，强化学习体验，循序渐进地增强学生的学习效率，让相对枯燥的知识点变得绚烂多彩。

例如：在教学三年级的“年、月、日”时，以往的教学方法通常是由教师提供3张年历片，再从这3张的年历片中，先找一找再和同伴说一说自己的发现，从而归纳概括出一年有12个月，有7个大月，5个小月，大月有31天，小月有30天，二月份的天数是28天或29天等知识要点。而利用信息技术的优势，教师查找许多相关资源并进行整合，学生可以在计算机里查找任意年份的日历，进行观察思考，并且发现问题，提出问题：二月份的天数有时是28天，有时是29天，为什么会出现两种不同情况，有什么规律可寻吗？在这里，学生体验到了一种尝试，一种探究，一种发现，求知的需要使学习顺势进入下一个“探究阶段”。在这一过程中，信息技术提供的资源，为学生探究学习提供了平台，使学生经历一个思考、发现、探究、反思的思想飞跃，学生在“探索发现”中学习，兴趣盎然，受益匪浅。

尽管信息技术在小学数学教学中的应用已经取得了显著成效，但仍面临一些挑战。例如，如何构建系统化的评价机制，如何确保技术应用的安全性和隐私保护等。此外，教师的信息技术应用能力也需要不断提升，以充分发挥技术的潜力。

未来，随着技术的不断发展和完善，信息技术与教学的融合将更加深入。我们期待看到更多创新的教学模式涌现，为学生提供更加个性化、智能化的学习体验。最终，通过人机协同，我们将打造出真正的“超级教师”，为教育事业开创更加美好的未来。