生成式AI赋能小学数学课堂教学的创新路径

摘要：在新时代蓬勃发展中，科学技术助推了高新技术的迅猛发展生成式AI顺势出现并在诸多领域中获得了愈加广泛的应用。在小学义务教育阶段，数学作为重要学科之一，在课堂教学中引入了生成式AI技术，成功为小学数学教师实现精准教学、减负增效的重要助手。

关键词：生成式AI；小学数学；课堂教学；创新路径

引言

新课标的实施促使小学数学教学体系发生了深刻变革，要求教师关注学生核心素养的发展。为此，教师应以学生为中心，通过课堂互动充分发挥学生的主观能动性，助力学生高效掌握数学知识，提升综合素养。

1生成式AI概述

生成式AI是人工智能的一个“子领域”，其核心依赖于深度学习算法和人工神经网络，主要利用AI系统学习和理解现有数据结构，以此自主生成新颖的文本、图像、音频、视频等多形态内容。其主要特征体现为生成性、适配性和交互性：生成性指根据用户下发的指令，自动生成创意性、结构化内容；适配性指基于目标群体特征，实时调整内容难度和呈现形式；交互性指利用智能问答、情境还原、角色模拟等功能模块，实现用户和内容的高效互动。目前，生成式AI在教育领域的应用价值，主要体现在以下三方面：其一，能够降低教学技术门槛，帮助教师快速生成微课脚本、演示动画、练习题库、实践作业等，缓解技术尴尬，降低教学负担；其二，能够提高资源适配程度，遵循学生“具象—抽象”的认知思维过渡特点，化抽象知识为具象视图，促进个性发挥，助推素养生成；其三，能够促进家校协同教育，根据课堂教学和家庭辅导的差异教学需求，为教师、家长提供不同技术和资源保障，摆脱家校分离的教学困境，同步发挥家庭、校园教育优势，为学生提供全面有效的支持和帮助。

2生成式AI赋能小学数学课堂教学的创新路径

2.1结合现实生活创编问题情境

教师可以利用生成式AI，挖掘和利用数学中的生活场景，并创编问题情境。教师可以结合教学内容、学生实际情况等，向生成式AI提供基本的生活数据，如不同物品的尺寸、风格等，其会根据这些数据创设问题情境。例如，教师告诉生成式AI苹果的价格范围为４？７元每斤，系统会设计出购买这一水果的生活化数学问题，如“小明和妈妈去超市买东西，苹果每斤６元，他们买了３斤苹果，一共花了多少钱？”需要注意的是，如果生成式AI创设的问题情境与实际需求不符，教师可以适当修改数据，并要求其再次创作。同时，在利用生成式AI创设问题情境时，教师要加人更多细节性描述，使情境更加接近学生现实生活。此外，在利用生成式AI创设生活化问题情境中，要充分考虑生活中的多种可能性。

2.2建构动态课堂,优化智慧调控

教师在课堂组织过程中,应当借助生成式AI的实时分析功能,监测学生的学习轨迹并反馈潜在问题,并利用这些数据进行智慧调控,对教学环节进行合理安排。同时,教师要善于利用系统反馈来识别知识点的掌握情况,并对教学重难点进行灵活安排,以避免课堂节奏僵化或知识传递失衡。此外,教师还要把握人机协作的原则,将人工智能定位为辅助工具,既能确保课堂的灵活性,又能确保教学活动符合学生认知发展的节奏,实现课堂结构与教学目标的双重优化。例如在“认识立体图形”的教学中,教师在课前通过人工智能生成长方体、正方体、圆柱、球体等不同立体图形的动态展示素材,并根据学生过往学习数据生成难度分层的学习任务。在课堂上,教师将这些资源投放给学生,人工智能系统实时监测学生在操作互动环节中的反应,例如在识别长方体、正方体的过程中,哪些学生出现混淆,哪些学生能够快速区分。系统会即时反馈学生的答题正确率与思维停顿点,教师据此动态调整课堂进程,对掌握较快的学生推送进一步的“从不同角度观察图形”的探究任务,而对出现困难的学生则即时安排基础对比训练。然后,教师将人工智能的监测与反馈作为辅助支撑,不仅实现课堂节奏的灵活调控,还通过差异化的任务设置,保证不同层次学生都能保持适宜的学习挑战度。课后,人工智能还能根据学生在课堂上的表现生成个性化的学习报告,教师据此再次优化后续课堂安排,使“认识立体图形”教学呈现出动态化、精准化特征。

2.3巩固拓展，应用概念

教师先出示两道基础练习题让学生练习。通过练习，大多数学生已经掌握了相关知识，为进一步巩固知识，教师让学生小组与Kimi进行对话，要求Kimi根据自己小组的学习情况出题，小组成员一起答题，再查看问题分析。通过这个环节，学生首先完成了教师出示的基础练习，在此基础上，学生小组通过再次与生成式AI的深入对话，定制个性化学习资源，进一步巩固判断两个量是否成比例的方法，如学生提问：刚才我们在观察、分类、比较、交流中认识了反比例，请你出3道题考考我。这一过程有助于促进学生主动对学习的知识进行梳理总结，培养学生综合运用知识解决问题的能力。

2.4培养学生的自主学习能力和信息素养

（1）培养学生的自主学习能力。在教学中，教师应明确AI的辅助定位，引导学生正确使用生成式AI系统，通过精心设计作业和学习任务，培养学生独立思考和探索的能力。例如，教师可以采用项目式学习模式，引导学生围绕特定的数学概念开展探究活动，鼓励学生先独立思考，在遇到困难时再借助AI系统获得启发信息，而不是直接获取答案。教师应密切关注学生的学习过程，及时提供指导和反馈，逐步培养学生的自主学习能力和问题解决能力。（2）培养学生的信息素养。教师将信息素养教育融入小学数学教学，结合教学内容开展专项讲座，培养学生的信息筛选和辨别能力，使其学会正确判断AI生成内容的准确性和可靠性，如引导学生从多个渠道验证信息、分析信息来源的权威性等。同时，教师应开展信息安全和网络道德教育活动，增强学生的自我保护意识，让学生在使用AI系统的过程中能够自觉规避风险，正确获取和利用信息资源，有效培养学生的信息素养。

2.5制定复习计划，合理使用技术

在课后复习环节中，教师可借助生成式AI，根据学生在课堂上的学习表现，制定个性化的复习计划，实现更高效、更具针对性的自主学习。例如，当学生对“分数乘除法”掌握不牢时，教师可推送“分数乘除法算理回顾”微课，并提供“分数在工程问题中的应用”等拓展练习题，同时设置复习进度提醒，帮助学生巩固运算能力。生成式AI还可自动生成“错题重做”任务，引导学生分析具体错误原因，如“分数乘法中分子分母约分失误”，从而培养他们严谨的数学思维。在此过程中，教师可制定小学数学AI辅助学习行为规范，以课堂情景剧、短视频等方式，引导学生合理使用AI，如在解答“分数应用题”时，教师可引导学生独立完成解题过程并记录解题思路，再使用豆包或夸克等工具验证答案，重点对比解题步骤的差异，分析解析中的创新方法，以拓宽解题思路。在课后复习中引导学生合理使用AI，能有效锻炼学生的逻辑推理能力，发展他们的数学思维。

结语

综上所述，生成式互动作为小学数学教学的重要策略，符合新课标的教学理念，不仅能体现学生的主体地位，打造以生为本的教育环境，还能满足学生多方面的发展需求。教师应积极研究生成式互动教学的实施策略，不断提升教学质量，从而有效促进学生核心素养的全面发展。

参考文献

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