以智赋能：小学数学“你知道吗”栏目的AI创新教学探究

以智赋能：小学数学“你知道吗”栏目的AI创新教学探究

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随着人工智能技术的不断发展，其在教育领域的应用日益广泛。本文聚焦于人教版小学数学教材中的"你知道吗"栏目，探讨了人工智能如何赋能这一特色板块的教学，通过丰富教学资源、支持个性化学习和创新教学方式等方面，为提升教学质量提供新的思路和方法。

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向你介绍我是谁

大家好，我是陈水铃，来自宁波市鄞州区五乡镇中心小学，是朱乐平名师工作站第20组的成员，很高兴在"一课研究"的微信公众平台与您相遇！
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本期内容有哪些
本期内容：
1、听一听，什么是数学文化《节选自数学文化在小学数学教学中的渗透》
2、读一读，以智赋能：小学数学"你知道吗"栏目的AI创新教学探究
3、猜一猜，数学谜语三则。
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轻轻松松听听书
什么是数学文化
（节选自数学文化在小学数学教学中的渗透）
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坚持阅读8分钟
【摘要】本文聚焦人工智能在人教版小学数学"你知道吗"栏目教学中的应用，分析其核心优势，结合具体课例阐述教学策略，并进行实践反思与未来展望，旨在借助人工智能提升该栏目的教学质量，拓展数学视野，提高学生数学文化素养。
【关键词】人工智能 小学数学 你知道吗 教学策略
"你知道吗"栏目作为人教版小学数学教材的特色板块，承载着丰富的数学文化、数学史以及数学知识拓展等内容。然而，在传统教学中，该栏目的教学常因资源有限、呈现方式单一而效果不佳。人工智能技术的发展为其教学带来了新的契机，通过智能交互、海量资源整合等功能，能够有效激发学生兴趣，提升教学成效。
一、"你知道吗"栏目编写意图及内容分析
（一）编写意图
"你知道吗"栏目作为小学数学教材中数学文化的显性载体，其编写意图主要包括以下几点：

1. 传播数学文化，传承数学文明：通过介绍数学史、数学家故事等，让学生了解数学在人类文明发展中的作用，感受数学的悠久历史和独特魅力。
2. 激发学习兴趣，加深数学理解：栏目内容生动有趣，包含数学名题、数学小故事等，能够吸引学生的注意力，增强探索欲望，加深对数学知识的理解。
3. 拓展数学知识，丰富教学资源：栏目涵盖广泛的知识领域，包括数学与其他学科的联系、数学知识的产生与发展等，能够拓宽学生的知识视野，丰富教学资源。
   （二）内容分析
   通过整理人教版小学数学教材中的"你知道吗"栏目，我们可以将其内容大致分为以下三类：
4. 丰富的数学阅读资料：以数学史的介绍和数学课外小知识为主，如我国古代算筹表示数、古埃及象形数字等。
5. 丰富的课内延伸内容：与日常学习息息相关但小学阶段不做重点要求的数学概念，如分解质因数、最大公因数等。
6. 丰富的课外拓展知识：为学生提供挑战平台，如数字黑洞、哥德巴赫猜想等趣味数学问题。
   二、人工智能应用于"你知道吗"栏目教学的核心优势
   （一）丰富教学资源，拓展知识边界
   人工智能依托强大的数据库，能整合与"你知道吗"栏目相关的古今中外数学资料，如数学故事、数学家生平、数学在不同领域的应用案例等。以"圆周率的历史"为例，除教材中提及的祖冲之对圆周率的贡献，人工智能可搜索到古埃及、古希腊等不同文明对圆周率的早期探索，拓宽学生知识视野，让学生了解数学知识的多元起源与发展脉络。
   (二）支持个性化学习，满足多元需求
   学生在学习"你知道吗"栏目内容时，兴趣点和知识基础各异。人工智能学习系统通过分析学生的学习行为数据，如阅读时长、提问内容、答题情况等，精准把握每个学生的学习需求和偏好。对于对数学史感兴趣的学生，推送更多数学历史故事；对数学应用感兴趣的学生，展示数学在现代科技、生活中的实际应用案例，实现因材施教。
   （三）创新教学方式，增强学习体验
   利用人工智能的多媒体融合与交互技术，将静态的栏目内容转化为动态、立体的学习资源。如在讲解"数字编码"时，通过虚拟现实（VR）或增强现实（AR）技术，让学生身临其境地体验身份证编码、邮政编码在生活中的生成与应用过程，使抽象知识具象化，增强学习的趣味性与参与感。
   三、人工智能在"你知道吗"栏目中的教学策略
   （一）基于丰富教学资源优势的策略：情境创设，深度拓展
   利用人工智能丰富教学资源的优势，创设生动的教学情境，引导学生深度拓展知识。丰富的资源为情境创设提供了多样素材，使情境更具真实性和吸引力，同时也为知识拓展提供了充足的资料。
   以人教版四年级上册"计算工具的认识"导入片段为例：
   师：同学们，今天老师要带你们开启一段奇妙的时光之旅！在很久很久以前，人们在做买卖的时候呀，会遇到各种各样的计算问题。那他们是怎么计算的呢？现在，让我们一起来看看！（多媒体播放展示古代人们用算筹进行贸易计算的动画视频）
   动画中，古代集市人来人往，一位商人正和顾客交易，他熟练地摆弄着算筹，进行着数量和价格的计算。
   师：大家仔细瞧瞧，这位商人用的计算工具是什么呀？
   生：是算筹！
   师：非常棒！算筹在古代可是很重要的计算工具呢。那大家想一想，用算筹计算方便吗？
   生 1：感觉有点麻烦，要摆来摆去的。
   生 2：要是数字大了，摆的算筹就好多，容易乱。
   师：同学们观察得很仔细！其实，随着时间的推移，计算工具也在不断地发展变化。接下来，老师要带大家看看更多有趣的计算工具！
   [评析]：此动画展示了古代算筹在贸易场景中的应用，生动地呈现了计算工具的早期形态，激发学生对计算工具发展的好奇心，为后续深入了解古今计算工具的演变做好铺垫，如同在学生心中种下探索的种子，引导他们主动去揭开计算工具发展历史的神秘面纱。
   （二） 基于个性化学习支持优势的策略：分层教学，精准辅导
   依据人工智能个性化学习支持的特点，开展分层教学，为学生提供精准辅导。通过分析学生学习数据，了解学生知识掌握程度和兴趣偏好，实现教学内容和辅导方式的个性化。
   以人教版六年级下册"负数的历史"探究片段为例：
   师：同学们，我们已经知道了正数和负数在生活中有很多应用。那你们想不想知道负数是怎么来的呢？现在，老师给大家分成了三个小组，每个小组会收到不同的学习资料。
   （教师依据智能学习系统分析的学生情况，将学生分为基础层、提高层和拓展层，并分别发放不同难度和侧重点的负数历史资料，如基础层是简单的古代负数记录故事卡片，提高层是不同国家负数发展对比的图文资料，拓展层是负数在现代科学领域应用的科普文章）
   师：请各小组认真阅读资料，然后小组内讨论交流，等会儿我们一起分享。
   （讨论交流后，小组代表发言）
   基础层小组代表：我们知道了古代人在记录粮食进出仓库的时候，会用正数和负数来表示。比如进了 5 袋粮食就记“+5”，出了 3 袋就记“-3”。
   提高层小组代表：我们发现中国和西方对负数的认识时间不太一样，而且应用也有些差别。中国古代很早就用负数来记账啦，西方一开始还不太接受负数呢。
   拓展层小组代表：我们了解到在物理学里，正负电荷就和数学里的正数负数有点像，这让我们觉得数学和科学联系好紧密呀！
   师：大家都分享得非常精彩！通过这些资料，我们对负数的历史有了更深入的了解。
   [评析]：通过分层提供学习资料，满足了不同学生的学习需求，让每个学生都能在自己的能力范围内进行探究学习。小组讨论和分享环节，促进了学生之间的交流与合作，培养了学生的团队协作能力和表达能力，同时加深了学生对负数历史的理解，使学生从不同角度认识负数的发展历程和应用价值。
   （三）基于创新教学方式优势的策略：互动体验，实践探究
   借助人工智能创新教学方式的优势，设计互动体验活动，引导学生进行实践探究。多媒体融合与交互技术使互动体验更具沉浸感，为实践探究提供新的方式和平台。
   以人教版三年级下册"你知道吗"栏目中"面积计算方法"为例。
   师：同学们，刚刚我们通过有趣的 AR 场景体验，知道了古代人是怎么测量面积的。那现在，老师要给大家布置一个实践任务！请你们分组测量教室中不同区域的面积，比如黑板、桌面、窗户等。大家可以用不同的方式进行测量，比如用 A4 纸铺满测量，或者用软尺测量边长计算。测量过程中要做好记录，之后我们一起在平台上分享。
   （学生分组进行测量实践，有的小组用 A4 纸一张一张地铺满桌面，数纸张数量；有的小组用软尺仔细测量黑板的长和宽，进行计算；还有的小组合作测量窗户面积，分工明确）
   一段时间后，学生将测量过程和结果拍照或录制视频上传到智能教学平台。
   师：现在大家可以在平台的讨论区看看其他小组的测量方法和结果，互相交流讨论一下。
   生 1：我发现他们组测量桌面面积用 A4 纸的方法很有意思，但是感觉不太精确呢。
   生 2：我们用软尺测量计算的方法好像更准确一些，不过测量的时候要很小心，不然数据会有误差。
   师：大家讨论得很好！通过这次实践，我们对面积单位有了更深刻的认识。
   [评析]：借助 AR 体验激发学生兴趣后，布置实践任务让学生亲身体验面积测量。小组合作的方式培养了学生的合作能力和动手操作能力。通过在智能平台上的交流讨论，学生能够分享经验、发现问题、互相学习，进一步深化对面积单位的理解和应用，将理论知识与实际操作紧密结合，提升学生解决实际问题的能力。
   四、实践反思与未来展望
   （一） 实践反思
   在应用人工智能进行"你知道吗"栏目教学实践中，发现虽取得一定成效，但也存在一些问题。一方面，部分教师对人工智能技术的掌握程度有限，在教学过程中难以充分发挥其优势，需要加强教师的技术培训。另一方面，学生在面对海量信息时，可能会出现信息筛选困难、注意力分散等问题，需要教师引导学生正确使用人工智能工具，培养信息素养。
   （二）未来展望
   随着人工智能技术的不断发展，未来可开发更智能、更贴合小学数学教学的应用平台。例如，利用人工智能的自适应学习系统，根据每个学生的学习进度和能力实时调整教学内容和难度；借助智能辅导机器人，为学生提供24小时在线答疑服务，满足学生随时学习的需求。同时，加强家校合作，让家长了解人工智能在数学教学中的应用，共同促进学生数学素养的提升。
   人工智能为小学数学"你知道吗"栏目教学带来了创新变革的机遇，通过发挥其核心优势，合理运用教学策略，解决实践中存在的问题，定能让该栏目在拓展学生数学视野、培养综合素养方面发挥更大作用。
   【参考文献】
   [1] 义务教育教科书《数学》1～6年级.人民教育出版社.
   [2]义务教育数学课程标准（2022年版）[M]. 北京: 北京师范大学出版社, 2022.
   [3] 李航. 虚拟现实在小学数学教学中的应用实证研究[D]. 华东师范大学, 2021.
   [4] 王九红. 小学数学"你知道吗"栏目AI化改造策略[J]. 课程与教学, 2023(2).
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   本期审核：邬盼盼 舒笋
   审核人：邬盼盼 舒笋