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一、 引言

按照新課改的要求，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)需要隨著科學(xué)技術(shù)與時(shí)代的發(fā)展進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，從而滿足社會發(fā)展過程中對學(xué)生多元化成長的需求，而這對教師而言，是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。想要將人工智能合理且成功地應(yīng)用在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，不應(yīng)局限在課堂教學(xué)中，而是將其應(yīng)用在課前預(yù)習(xí)、課后鞏固復(fù)習(xí)等多個(gè)方面，并且利用電腦、手機(jī)等多種智能設(shè)備為學(xué)生學(xué)習(xí)提供方便，以便全面提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力以及數(shù)學(xué)能力。

二、 課前預(yù)習(xí)中應(yīng)用人工智能

預(yù)習(xí)是學(xué)習(xí)過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，做好預(yù)習(xí)能夠使學(xué)生在課堂教學(xué)中更為快速理解知識點(diǎn)、接受新知識，并且小學(xué)階段學(xué)生普遍比較活躍，難以專心致志的學(xué)習(xí)知識，面對乏味的自主預(yù)習(xí)，很多時(shí)候會出現(xiàn)不耐煩的情況。因此，需要教師針對學(xué)生的這一特點(diǎn)合理應(yīng)用人工智能設(shè)計(jì)教學(xué)方案，抓住學(xué)生感興趣的內(nèi)容，將其思維鎖定在知識點(diǎn)的教學(xué)上，幫助有效預(yù)習(xí)知識，提高預(yù)習(xí)質(zhì)量，為增強(qiáng)教學(xué)效果做好前期準(zhǔn)備工作。

例如：在“角的初步認(rèn)識”的教學(xué)中，為保證教學(xué)活動的有效性，教師需要提前利用人工智能設(shè)計(jì)好教學(xué)方案，要求學(xué)生利用課余時(shí)間預(yù)習(xí)。教師可以利用圖片的方式對學(xué)生呈現(xiàn)正方形、圓形、三角形等，并用彩色標(biāo)注出角，這會讓學(xué)生通過人工智能對角的知識有一個(gè)初步概念。同時(shí)，人工智能的主要運(yùn)用優(yōu)勢在于，它能夠最大限度地尊重學(xué)生的個(gè)性，并以此為依據(jù)為學(xué)生提供智能化的教育服務(wù)，為不同的學(xué)生定制不同的教學(xué)模式。而一旦發(fā)現(xiàn)學(xué)生運(yùn)用這種方式的學(xué)習(xí)效果不夠明顯，人工智能會進(jìn)行分析、推理，以此不斷矯正服務(wù)模式，直到定制出與學(xué)生個(gè)性特征及學(xué)習(xí)能力最相符的學(xué)習(xí)輔助方案。在角的初步認(rèn)識學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，人工智能系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生之前掌握的幾何圖形的認(rèn)知能力，為學(xué)生制定更加個(gè)性化的預(yù)習(xí)方案，能滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。包括讓學(xué)生尋找主題圖上的“角”、尋找校園中的“角”，尋找家庭中的“角”等，以此提高學(xué)生對角的認(rèn)知領(lǐng)悟能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)更多幾何圖形做好鋪墊。

三、 自主學(xué)習(xí)中應(yīng)用人工智能

人工智能涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以此為基礎(chǔ)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，能夠激發(fā)學(xué)生對知識的強(qiáng)烈渴望，并且能夠全面調(diào)動學(xué)生的積極性，從而更好地完成教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)，幫助學(xué)生有效學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。在這個(gè)階段的學(xué)習(xí)中，學(xué)生的個(gè)體化學(xué)習(xí)是一個(gè)非常重要的層面，即學(xué)生自主進(jìn)行學(xué)習(xí)的重要前提條件。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，教師如果針對班級中的每一位學(xué)生個(gè)體化學(xué)習(xí)進(jìn)行指導(dǎo)，那么工作量將會非常大，且效果難以得到保證，導(dǎo)致教學(xué)活動的實(shí)施受到嚴(yán)重限制。但是，利用人工智能落實(shí)這項(xiàng)教學(xué)活動，則能夠輔助教師進(jìn)行差異性教學(xué)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)體化學(xué)習(xí)，進(jìn)而提高小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)成效，促使學(xué)生順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。在人工智能技術(shù)和設(shè)備的輔助下，學(xué)生自主完成教師布置的習(xí)題，智能設(shè)備根據(jù)學(xué)生的答題情況將其劃分到合適的組別中，提供相應(yīng)的練習(xí)題，這樣學(xué)生可以選擇適合自己能力的習(xí)題進(jìn)行學(xué)習(xí)，不僅能夠獲得成就感，還能夠逐漸提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。

例如：在學(xué)習(xí)“公頃和平方千米”知識點(diǎn)的過程中，學(xué)生在完成課后練習(xí)內(nèi)容后，可以在人工智能技術(shù)的輔助下，了解自己的學(xué)習(xí)情況，然后，可以根據(jù)系統(tǒng)給出的問題進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，這會確保不同層面學(xué)生都可以獲得進(jìn)步。比如，考查成績相對較差的學(xué)生，人工智能系統(tǒng)會出示一些基礎(chǔ)問題，以幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識。對中等生，人工智能系統(tǒng)會出示一些簡單的計(jì)算問題，比如，已知正方形邊長為1000米，其面積應(yīng)是多少？而對考查成績較好的學(xué)生，人工智能系統(tǒng)會出示一些難度較大的問題，比如，有一塊瓜地，寬180米，長230米，求這塊瓜地的面積是多少公頃？通過這種與學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)能力相符合的習(xí)題推薦，能夠使學(xué)生獲得針對性的提升。

四、 課堂教學(xué)中應(yīng)用人工智能

傳統(tǒng)形式的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)主要有教師講解知識、板書以及課后鞏固等幾個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生早已經(jīng)習(xí)慣在這樣的模式下學(xué)習(xí)，常常會出現(xiàn)困頓、厭倦等情緒和表現(xiàn)，影響數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量。教師都了解學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)源自自身的興趣，只有激發(fā)學(xué)生的興趣，才能使學(xué)生注意力集中在教學(xué)中，才能掌握知識，進(jìn)而幫助學(xué)生學(xué)會知識。對課堂教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新，利用人工智能落實(shí)教學(xué)活動，使用智能設(shè)備展示知識，將學(xué)生的注意力和興趣集中在教材知識和課堂上。

例如：在“認(rèn)識時(shí)間”的教學(xué)中，教師的身份發(fā)生變化，輔助課堂教學(xué)，而不再是“主講人”，將智能化教學(xué)軟件作為教學(xué)的主要設(shè)備，并且將智能設(shè)備的聲音設(shè)定為兒童的聲音，為學(xué)生營造一種聽“同齡人”講課的氛圍，使其在這樣的環(huán)境中學(xué)習(xí)；同時(shí)，教師所選擇的設(shè)備和軟件還要有問答功能，能夠自主回答學(xué)生大多數(shù)的問題。如，學(xué)生提問：“下午4點(diǎn)12分是什么時(shí)間？”此時(shí)使用的設(shè)備或者是軟件需要準(zhǔn)確地回答學(xué)生：“按照二十四小時(shí)制是16點(diǎn)12分?！边@樣學(xué)生會認(rèn)真聽課，并記住時(shí)間的不同表達(dá)方式。教師在利用人工智能進(jìn)行數(shù)學(xué)課堂教學(xué)時(shí)，需要對教學(xué)方法和形式進(jìn)行創(chuàng)新，將多種教學(xué)手段以及元素融入教學(xué)活動中，能夠取得非常好的教學(xué)效果。作為一線教師，需要在教學(xué)中融入自己的方法以及理念，主要調(diào)動學(xué)生的興趣和注意力，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，為加深學(xué)生對知識的理解和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

五、 復(fù)習(xí)鞏固中應(yīng)用人工智能

學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識理解很重要，復(fù)習(xí)鞏固也非常重要，而最為常用的復(fù)習(xí)鞏固則是做大量的習(xí)題，也是比較有效的方法。但是教師沒辦法二十四小時(shí)陪著學(xué)生做題，難以保證隨時(shí)隨地解答學(xué)生的問題。利用人工智能進(jìn)行教學(xué)，則可以解決這一問題，尤其是目前有很多的學(xué)習(xí)輔助型App，能夠在手機(jī)等智能終端設(shè)備的輔助下幫助學(xué)生解答疑惑，完成知識的復(fù)習(xí)鞏固，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

例如：在學(xué)習(xí)“除法”知識時(shí)，由于這部分知識內(nèi)容具有一定學(xué)習(xí)難度，為幫助學(xué)生理解，教師可以利用人工智能為學(xué)生講解除法概念的產(chǎn)生過程。比如，有4個(gè)小朋友，平均分20個(gè)蘋果，每個(gè)小朋友能分到幾個(gè)蘋果？由這一問題引申出除法的概念，并利用人工智能分別在4個(gè)小朋友拿著的圓盤中放好5個(gè)蘋果，這種動態(tài)畫面會讓學(xué)生有效領(lǐng)悟除法概念。然后，再通過人工智能對學(xué)生發(fā)布除法練習(xí)題，以此鞏固學(xué)生的除法計(jì)算能力。

六、 課后輔導(dǎo)中應(yīng)用人工智能

人工智能技術(shù)中一個(gè)非常重要的功能就是數(shù)據(jù)處理，可以利用這一特點(diǎn)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的課后輔導(dǎo)中應(yīng)用人工智能技術(shù)，從而提高課后輔導(dǎo)質(zhì)量以及效率，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力與素養(yǎng)。教師在傳統(tǒng)模式下批改學(xué)生的家庭作業(yè)以及試卷，需要消耗大量的精力以及時(shí)間，而利用人工智能技術(shù)則能夠快速完成作業(yè)以及試卷的批改，統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)以及學(xué)生錯(cuò)題，并且能夠在課后輔導(dǎo)教學(xué)知識，科學(xué)的自動化管理，既可以提高教學(xué)水平和學(xué)習(xí)質(zhì)量，又能夠提高學(xué)生的自主性。同時(shí)，教師可以利用人工智能技術(shù)對作業(yè)批改的效果和效率進(jìn)行優(yōu)化，且按照學(xué)生作業(yè)完成情況給予恰當(dāng)?shù)慕ㄗh，能夠幫助學(xué)生認(rèn)識到自身的不足，進(jìn)而提高其自主學(xué)習(xí)能力。如使用“作業(yè)幫”“小猿口算”等人工智能進(jìn)行課后輔導(dǎo)，學(xué)生將作業(yè)上傳，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)作業(yè)的自動批改，指出錯(cuò)誤，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)，教師可以看到學(xué)生的作業(yè)完成情況。也可以利用“作業(yè)幫”發(fā)布作業(yè)，學(xué)生直接在軟件上完成作業(yè)，提交后自動完成審核，并且對學(xué)生的作業(yè)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，教師可以通過后臺直接查看數(shù)據(jù)，進(jìn)而有針對性地對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。由此可見，人工智能與數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合，可以將該技術(shù)應(yīng)用在課后輔導(dǎo)中，能夠簡化課后輔導(dǎo)，并顯著提高輔導(dǎo)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)成效的顯著優(yōu)化。

例如：在學(xué)習(xí)“兩位數(shù)乘兩位數(shù)”知識內(nèi)容的環(huán)節(jié)，由于這部分知識點(diǎn)的計(jì)算對小學(xué)生而言較為煩瑣，學(xué)生出錯(cuò)的概率也較大，若想有效提高學(xué)生的計(jì)算能力，則需要長期練習(xí)、積累，才會形成量變到質(zhì)變的突破，通常這類練習(xí)又會耗費(fèi)大量的時(shí)間，所以，在課后通過“小猿口算”對學(xué)生的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行評判，將錯(cuò)誤內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)、重復(fù)性練習(xí)，這樣能讓學(xué)生了解到自身的知識盲區(qū)，進(jìn)而進(jìn)行針對性較強(qiáng)的訓(xùn)練，能夠節(jié)省時(shí)間、提高效率。

七、 教學(xué)評價(jià)中應(yīng)用人工智能

評價(jià)環(huán)節(jié)是教學(xué)活動中不可缺少的環(huán)節(jié)，是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價(jià)，也是對教學(xué)活動合理性、有效性做出的評價(jià)?？茖W(xué)的評價(jià)不僅能夠使學(xué)生認(rèn)識到自己的不足，了解自己的優(yōu)點(diǎn)，有利于學(xué)生改善學(xué)習(xí)方法，從而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，并且方便學(xué)校和教師了解學(xué)生、家長的意見，通過采納合適意見的方式改善教學(xué)活動，進(jìn)而提高教學(xué)水平。利用人工智能進(jìn)行教學(xué)評價(jià)，需要對該技術(shù)進(jìn)行全面地探究與分析，使其與教學(xué)活動有效融合。而將人工智能應(yīng)用在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)評價(jià)活動中，能夠提升該技術(shù)應(yīng)用的實(shí)效性，有利于教育事業(yè)的良性發(fā)展，全面提高教學(xué)成效。同時(shí)，學(xué)生以及家長對教學(xué)活動做出的評價(jià)能夠?yàn)榻虒W(xué)工作的優(yōu)化和創(chuàng)新提供有效意見和思路，這樣才能使得教學(xué)活動不斷得到改善，使得數(shù)學(xué)教學(xué)更加符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和成長需求，并且科學(xué)、高效地完成數(shù)學(xué)教學(xué)工作，實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動各個(gè)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)化創(chuàng)新和優(yōu)化。

八、 口算教學(xué)中的人工智能

小學(xué)階段的學(xué)生正是打基礎(chǔ)的關(guān)鍵時(shí)刻，而口算學(xué)習(xí)又是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要內(nèi)容，通過學(xué)習(xí)口算，能為學(xué)生在后續(xù)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識夯實(shí)基礎(chǔ)，也可以有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字感知能力，讓學(xué)生產(chǎn)生較強(qiáng)的數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)意愿。但傳統(tǒng)層面的口算練習(xí)存在練習(xí)時(shí)間長、練習(xí)數(shù)量多等特點(diǎn)，這給教師造成了較大的工作負(fù)擔(dān)，而課堂教學(xué)時(shí)間又十分有限，進(jìn)而導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)壓力大，而教師批改作業(yè)的壓力也大，不利于學(xué)生口算能力的提高。所以，教師應(yīng)結(jié)合人工智能模式對學(xué)生開展教學(xué)引導(dǎo)，可以利用人工智能批改口算作業(yè)的方式輔助學(xué)生練習(xí)口算，讓學(xué)生能夠了解到自身口算存在的問題。同時(shí)，人工智能還具有口算糾錯(cuò)本，將計(jì)算錯(cuò)誤的內(nèi)容進(jìn)行整理，學(xué)生可以單獨(dú)計(jì)算這部分錯(cuò)題，以此增強(qiáng)口算學(xué)習(xí)的針對性。

例如：在學(xué)習(xí)“100以內(nèi)加減法”知識內(nèi)容的過程中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生自主應(yīng)用人工智能的方式批改口算作業(yè)，學(xué)生在做完一張口算測評內(nèi)容后，就可以利用人工智能進(jìn)行批改，這會有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能滿足不同能力學(xué)生的口算學(xué)習(xí)需求。學(xué)生在利用人工智能批改過口算試卷后，還可以利用人工智能觀看正確的數(shù)字計(jì)算演示，它大多利用動畫的模式對學(xué)生開展教學(xué)，通過卡通人物形象，以形象、生動的方式為學(xué)生講述正確的計(jì)算方式，包括破十法、湊十法等口算練習(xí)方法，這有利于學(xué)生接受，也能夠更好地幫助學(xué)生突破口算學(xué)習(xí)瓶頸，降低口算問題學(xué)習(xí)難度，也更有助于學(xué)生掌握口算學(xué)習(xí)方法，確保學(xué)生可以通過口算方法進(jìn)行計(jì)算，以此提高學(xué)生的口算計(jì)算效率和質(zhì)量。

九、 線上線下教學(xué)中應(yīng)用人工智能

數(shù)學(xué)是一門邏輯性和抽象性均較強(qiáng)的學(xué)科，教師單純依靠語言引導(dǎo)，較難讓學(xué)生深入、具體的體會到學(xué)習(xí)內(nèi)容，這會降低小學(xué)生數(shù)學(xué)知識的學(xué)習(xí)效率。而人工智能這種教學(xué)模式，能夠?qū)⒊橄蠡膯栴}變得生動形象，這會降低數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)的難度，確保學(xué)生可以更加高效的理解數(shù)學(xué)問題。而且，人工智能可以通過真實(shí)的案例，確保學(xué)生能夠在問題中尋求答案，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量能夠獲得提高。人工智能與教育教學(xué)相結(jié)合，能夠通過處理自然語言、識別語音、分析理解語音、識別圖像、情感計(jì)算等方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識。尤其在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)用人工智能可以讓學(xué)生從更加具象化的層面認(rèn)知數(shù)學(xué)知識，尤其能夠通過人工智能對學(xué)生開展線上線下綜合教學(xué)，以此突破學(xué)生數(shù)學(xué)知識學(xué)習(xí)的時(shí)空壁壘，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，讓學(xué)生能夠有更多的同人工智能進(jìn)行交流的機(jī)會。比如，可以利用智能學(xué)習(xí)云平臺、局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)開展線上線下交流活動，這種豐富多彩的人工智能教學(xué)模式，增加了師生的交流頻次，使學(xué)生能夠更好地解決不同的數(shù)學(xué)問題。

例如，在學(xué)習(xí)“數(shù)字編碼”知識內(nèi)容的過程中，為降低數(shù)學(xué)知識的理解難度，教師可以結(jié)合生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生開展學(xué)習(xí)，讓學(xué)生懂得本知識點(diǎn)并非單純教材中的理論內(nèi)容，它與生活息息相關(guān)，這會激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師應(yīng)利用人工智能學(xué)習(xí)平臺、PPT軟件等模式，引導(dǎo)學(xué)生以猜測、比較、觀察的方式對數(shù)字編碼的建檔方法進(jìn)行探索，讓學(xué)生掌握用數(shù)進(jìn)行編碼的能力，進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)生數(shù)學(xué)概括能力與抽象認(rèn)知能力的目的。此外，教師也應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際展開聯(lián)想，嘗試?yán)脭?shù)字對簡單的生活問題進(jìn)行解決。在課堂環(huán)節(jié)，教師可以讓人工智能機(jī)器人充當(dāng)“教師”，讓機(jī)器人以語音的方式向?qū)W生講述數(shù)字編碼的理論知識，比如，數(shù)字編碼就是按照一定的規(guī)律將數(shù)字進(jìn)行排列組合。同時(shí)，教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過遙控、手寫等方式探索如何排列數(shù)字。而在課后環(huán)節(jié)，教師同樣可以利用人工智能對學(xué)生進(jìn)行后續(xù)教學(xué)引導(dǎo)，在人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，通過多學(xué)科協(xié)作的信息數(shù)據(jù)平臺，創(chuàng)造出趣味性更強(qiáng)的學(xué)習(xí)模式，真正實(shí)現(xiàn)小學(xué)數(shù)學(xué)線上線下同步的人工智能教學(xué)模式。

十、 結(jié)語

人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合，需要教師對人工智能技術(shù)進(jìn)行全面分析，采取多元化的措施進(jìn)行教學(xué)，對教學(xué)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施優(yōu)化，提高工作成果與效率，并且為信息技術(shù)在教育工作中的發(fā)展提供新的方法和途徑，為我國發(fā)展建設(shè)培養(yǎng)和輸送更多的人才。目前，可將人工智能應(yīng)用在預(yù)習(xí)自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)、復(fù)習(xí)鞏固、課后輔導(dǎo)以及教學(xué)評價(jià)等環(huán)節(jié)中，以便全面優(yōu)化教學(xué)活動，提高教學(xué)水平以及學(xué)生自主學(xué)習(xí)的質(zhì)量。