试论人工智能与小学数学教学的深度融合

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钱金霞

江苏省启东市南苑小学 邮编: 226200

摘要

近几年来,随着社会的高速发展,我国教育事业实现了全面的改革,在教育信息化背景下,对于人工智能技术的应用有了更高的标准和要求。小学是学生学习和发展的关键时期,每一门学科都有着至关重要的教育价值。在小学数学教学中,教师应当积极利用现代化技术开展高质量的教学活动,满足学生学习需求,促进学生核心素养全面发展。将人工智能技术融入到数学课堂中,能充分发挥该技术的交互性、智能化特点,满足教师教学要求以及学生的学习要求,为课堂增添活力,激发学生学习兴趣,提高小学数学教学质量。基于此,本文阐述了人工智能概念,分析了人工智能在小学数学中的融合意义,并结合实际情况,提出了有效的教学策略。


关键词

人工智能;小学教育;数学教学;融合;策略

正文


引言:

正所谓“科学技术是第一生产力”,在当前时代,人工智能作为科学技术的产物,目前已被广泛应用于各个领域,显示出了勃勃生机,尤其在教育领域。随着人工智能技术的发展与应用,为我国教育事业带来了诸多便利,为教师教学活动的实施提供了诸多思路。在现代化教学理念下,小学数学教学应当面向全体学生,教师要实施素质教育,让学生在内化数学知识的过程中培养自身综合素质。人工智能技术在数学教学中的应用,对教师而言,既是机遇又是挑战。作为教师,应当全面了解人工智能技术以及在教学中的作用,结合数学学科特点以及学生学习需求充分应用该技术,构建全面化的教学活动,将该技术渗透到教学中的各个环节,以此推动小学数学教学的现代化发展。

一、人工智能技术概述

在我们的日常生活中,人工智能技术已渗透到各个方面,改变了人们的生活方式以及社会生产模式,有着深远的意义。在未来,科学技术必将不断发展,人工智能技术更将覆盖得更加全面,引起全新的技术变革。从人工智能的发展角度来看,人工智能学科被一位知名科学家“科学家约翰麦卡锡”在1956年的时候就已提出,从那时候起,人们对于该技术的研究和探索就没有停止。从现代化的角度来看,人们对于人工智能的普遍认知是一种以信息技术、计算机技术、互联网技术等多种技术为主,融合多元学科,凭借机器学习人机交互等核心技术方法,利用计算机研究智能工作任务的新兴技术。随着人工智能技术的不断发展,引起了我国教育界的关注和重视。该技术不仅被运用于课堂教学活动中,还被广泛应用于校园建设等方面,发挥着极高的应用价值,是促进我国教育现代化发展的关键技术之一。

二、人工智能与小学数学教学的融合价值

(一)丰富教学方式

在小学数学教学中,教师在教学方式上的应用决定了课堂教学的效果以及教学资源是否合理分配。通常来说,教师会结合学生的认知以及教学内容的安排进行授课,让学生在教师的引导、自主学习和探究、完成作业等过程中实现对知识的内化。这种单一且流程化的教学方式容易降低学生学习兴趣,不利于提高学生学习积极性。而在人工智能技术的应用下,能全面构建多样化的教学方式,教师既能借助人工智能技术对学生学习情况进行实时分析,又可利用人工智能进行线上线下综合教学。与此同时,利用人工智能技术,还能实现对教学资源的开发与配置,有利于拓展课堂教学内容,增强学生学习认知。

(二)有利于培养学生核心素养

在新课改标准下,对小学数学提出了较高的标准和要求,教师应当面向全体学生,实施素质教育,注重学生核心素养的培养。这也意味着教师在开展教学活动时,应当注重学生学习能力、逻辑思维能力、空间想象能力、计算能力等方面的发展。将人工智能与小学数学课堂深度融合,能充分发挥该技术的交互性、多元性、智慧性特点。为学生带来别具一格的教学活动。教师可通过人工智能与学生进行课堂互动,可利用人工智能引导学生主动学习,还可借助人工智能将抽象性的理论化知识变得更加形象且具体。如此一来,便能给学生带来极好的学习体验,让学生在玩中学,在学中玩,从而提高数学学习兴趣,增强自身自主学习意识,为后期教学活动的顺利开展打下坚实基础。在这一种教学模式下,便能有效提高教学质量,促进学生核心素养的发展。

三、人工智能与小学数学融合现状

(一)教学观念未转变

教师教学观念是否转变从某种程度上来说,决定了课堂教学是否具有先进性。由于部分教师受应试教育影响,在教学活动中,过于注重学生的学习成绩、课堂学习效果、作业完成度,忽略了学生的核心素养、学习体验以及情感体验。在这一情况下,便无法发挥小学数学育人价值,难以促进学生各方面能力的协调发展。加之部分教师不具备良好的信息素养,在教学活动中未能融入人工智能,往往通过“以讲代思”的方式开展教学活动。这种传统的教学方式不仅会降低课堂教学效率,还会限制学生思维的发散,不利于学生核心素养的发展。

(二)忽略智能化教学评价

在小学数学教学中,教学评价活动是不可缺少的一个环节,其能反映出学生在课堂中的学习情况,也能为教师在后期所开展的教学活动提供可靠的优化依据。然而,有部分教师在教学活动的设计中忽略了教学评价环节,将课堂教学重心围绕知识学习展开。在这一情况下,便无法保证数学教学体系的完整性,导致教师无法及时了解学生的学习情况,降低了教学活动的针对性。另外,有部分教师虽然会开展教学评价活动,但忽略了人工智能技术的应用,在收集学生学习数据时消耗了大量的精力和时间,不利于高效课堂的构建。

四、人工智能与小学数学教学的深度融合策略

(一)运用人工智能,辅助课前预习

完整的小学数学教学体系包含课前预习、课堂学习、课后评价三个环节。作为教师,应当保证教学体系的完整性,切实做好教学中的各个环节,充分发挥不同环节的教学价值,让学生在逐步学习的过程中掌握知识,提高自身学习体验,增强自身核心素养。传统课前预习环节大多都由教师在课前五分钟为学生布置预习任务,让学生带着问题走进课堂。这种预习方式有一些不足之处:无法实现对学生预习状态的实时监测,导致在预习环节常常出现走神、不愿意预习的问题。为有效解决这一问题,教师可将人工智能技术运用到课前预习环节,实现对学生预习过程的全面监测,找出学生在预习中的问题,并进行针对性的指导。

比如在苏教版小学三年级上册《长方形和正方形》的教学中,为了让学生在预习环节理清本节课的学习重点和难点,梳理知识学习的结构,探索长方形和正方形的特征。在课前,教师可借助人工智能设计问卷活动,先了解学生在学习这一节内容前的学习基础。在这一过程后,便可通过人工智能设计预习活动,让学生围绕预习活动逐步展开学习。整个过程中,人工智能都能对学生的预习进行监测,了解学生在单元版块内的停留时间、掌握学生对长方形和正方形的概念的理解。在学生预习完毕后,教师便可通过人工智能收集的数据,对学生的学习情况进行综合性的了解,找出学生在预习中停留时间最久的知识版块,以此为依据设计教学活动,为后期教学活动的实施打下坚实基础。

(二)借助人工智能,提高学生理解能力

除预习环节外,课堂教学活动也需要人工智能的辅助。在具体的教学活动中,人工智能技术的融入,能够在一定程度上激发学生的探究意识,实现人机高效互动,提高学生学习兴趣,让学生主动投入到问题探索中来,从而促进学生主动学习,提高课堂教学效果。通常来讲,在课堂自主学习环节,教师无法了解每一位学生的学习思路,总是会挑选一些典型的错误问题进行讲解,忽略了学生之间的差异性,无法促进学生共同进步。而应用人工智能,则能全面捕捉每一位学生在学习中的学习思路和问题解决的过程,便于教师进行针对性讲解。

比如在苏教版三年级下册《两位数乘两位数》的教学中,本章节的教学目标是让学生理解两位数乘两位数的逻辑关系,能够口算以及估算出两位数的计算方式,并通过所学知识解决实际问题。在课堂教学活动中,教师可借助人工智能设备发布课堂学习活动,让学生在学习完两位数的运算方式后解决应用题。学生在学习的过程中,智能设备便会记录每一位学生的学习痕迹。在自主学习完毕后,学生的答案全部会出现在电子屏幕上,教师便可以根据答案的对错进行分析,找出写错答案的学生的学习视频,将其投放在屏幕上,让所有学生共同观看该学生的学习思路,了解其计算流程。如此一来,便能使学生的学习思路一目了然,一眼便能看出存在的问题。通过这样的教学方式,能够降低课堂教学难度,实现学生的共同学习,有利于提高学生理解能力。

(三)采用人工智能,完成精准评价

从上述分析可以得知课堂教学评价活动是至关重要的环节,有利于学生进行知识的查漏补缺,有利于教师进行教学活动的优化设计。为了实现精准评价,教师可采用人工智能进行评价活动的设计。比如,利用人工智能自动测评系统进行学生学习行为的评价。该系统有着极强的信息采集功能,将其融入到数学课堂教学中,可以对学生各个学习行为进行综合分析,如课堂预习、自主学习、合作学习、问题探究、考试成绩等。与此同时,运用此技术,还能在课堂上实时监测学生的学习过程,将学习过程生成数据并自动上传至云端。在学习完毕后,教师可从云端上获取学生的数据画像,了解每一位学生的学习情况,最后,再由智能化系统对学生不同阶段的学习行为进行评价和反馈,从而明确每一位学生的学习需求,制定相应的教学活动,保证教学活动的针对性。全面运用人工智能,可以综合性分析学生的学习情况,实现了精准评价。

结束语:

总而言之,人工智能与小学数学教学融合是大势所趋,有利于推动数学教学改革。在实践,教师应全面了解人工智能技术特点,将其融入到教学中的各个环节,实现课前预习,课堂学习以及教学评价的全覆盖,及时掌握学生学习动态,整理学习数据,以此制定针对性的教学活动。如此,方能充分发挥人工智能的教育价值,促进学生核心素养的全面发展。

参考文献:

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