y 的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)研究"/>
一、引言
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展和教育改革的深入,傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代教育對于個性化、高效性和趣味性的需求。在“互聯(lián)網(wǎng) + ”的大背景下,小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)成為教育領(lǐng)域的一個熱門話題。通過智能化教學(xué)工具的應(yīng)用,數(shù)學(xué)教學(xué)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化、動態(tài)化和交互化,還能夠精準(zhǔn)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,為每位學(xué)生量身定制個性化學(xué)習(xí)路徑。這種方式不僅提升了教學(xué)效率,還極大地促進了教育公平性和個性化發(fā)展,為小學(xué)數(shù)學(xué)教育注入了新的活力和可能性。
二、基于“互聯(lián)網(wǎng) +,,, 的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)優(yōu)勢
基于“互聯(lián)網(wǎng) ?? ’的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)是指在現(xiàn)代信息技術(shù)支持下,特別是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能技術(shù)的深度融合下,對小學(xué)數(shù)學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式進行創(chuàng)新與重構(gòu)的一種新型教學(xué)模式。這種模式充分利用了互聯(lián)網(wǎng)的海量資源、即時交互、個性化推送等優(yōu)勢,以及人工智能技術(shù)的智能分析、精準(zhǔn)推薦、自動反饋等功能,旨在提升小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)效率、效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗{]。通過互聯(lián)網(wǎng)平臺,學(xué)生可以隨時隨地與教師、同學(xué)進行互動交流,共同解決問題,分享學(xué)習(xí)心得。這種即時交互和合作學(xué)習(xí)的方式,有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)其團隊協(xié)作能力和溝通能力[2。借助人工智能技術(shù),學(xué)校可以實時跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進展,進行智能評測,迅速識別學(xué)生的薄弱點和成長潛力,進而提供個性化學(xué)習(xí)建議和指導(dǎo)。
三、“互聯(lián)網(wǎng) +, ’背景下小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)的實現(xiàn)路徑
在“互聯(lián)網(wǎng) + ”時代背景下,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)正逐步邁向智能化[2。這一轉(zhuǎn)變的核心理念在于充分利用各種先進的數(shù)字化工具與在線平臺,從而實現(xiàn)對傳統(tǒng)教學(xué)流程的深度重構(gòu)。通過這些技術(shù)手段教師能夠更加精準(zhǔn)地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,包括學(xué)習(xí)進度、理解程度以及遇到的困難等各個方面。同時,智能化教學(xué)還能夠根據(jù)每個學(xué)生的具體情況進行個性化的干預(yù)和指導(dǎo),確保每位學(xué)生都能獲得最適合自己的學(xué)習(xí)路徑和支持。
(一)智能教學(xué)平臺:中樞與數(shù)據(jù)引擎
智能教學(xué)平臺能夠自動且全面地收集學(xué)生在平臺上的各類學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。涵蓋登錄時長反映學(xué)生對平臺的投入時間、練習(xí)軌跡、記錄學(xué)生在知識練習(xí)中的探索路徑;測試結(jié)果直觀體現(xiàn)學(xué)生對知識的掌握程度[3;互動頻次展現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與活躍度等。通過全方位的數(shù)據(jù)記錄為后續(xù)深人分析學(xué)生學(xué)習(xí)狀況奠定堅實基礎(chǔ)。平臺內(nèi)置強大的數(shù)據(jù)分析引擎,能夠?qū)崟r對學(xué)生個體及群體的知識掌握程度進行剖析。它不僅能發(fā)現(xiàn)學(xué)生在哪些知識點上存在不足,還能洞察學(xué)生的能力短板,比如邏輯思維能力、空間想象能力等[4。同時,對學(xué)生的學(xué)習(xí)時間的分配、主動學(xué)習(xí)的頻率等學(xué)習(xí)習(xí)慣進行分析以及歸納常見錯誤類型。最終,將這些復(fù)雜的分析結(jié)果以可視化學(xué)情報告的形式呈現(xiàn),讓教師和學(xué)生都能一目了然?;诰珳?zhǔn)的學(xué)情診斷結(jié)果,平臺能夠自動為不同學(xué)生量身定制并推送差異化的學(xué)習(xí)資源[5。通過個性化的資源推送確保每個學(xué)生都能獲取最適合自己的學(xué)習(xí)資料。針對不同層次、不同學(xué)習(xí)進度的學(xué)生,平臺能夠動態(tài)規(guī)劃出最優(yōu)學(xué)習(xí)路徑,真正實現(xiàn)個性化教學(xué)。引導(dǎo)他們沿著最適合自己的路線前進,提高學(xué)習(xí)效率,避免學(xué)習(xí)的盲目性。此外,平臺還搭建起了一座家校溝通的高效橋梁。它會自動向家長端推送學(xué)生的學(xué)習(xí)報告,詳細(xì)呈現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn);作業(yè)情況讓家長了解孩子作業(yè)完成的質(zhì)量和進度;教師評語使家長知曉教師對孩子的評價和建議。家長通過這些信息能清晰了解孩子的學(xué)習(xí)狀態(tài),并借助平臺內(nèi)置的消息功能與教師溝通,共同商討支持孩子學(xué)習(xí)的有效策略。
如在“數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)”環(huán)節(jié),教師借助智能教學(xué)平臺強大的數(shù)據(jù)分析功能查看學(xué)生整個學(xué)期的學(xué)習(xí)記錄,包括作業(yè)完成情況、測試成績以及課堂互動數(shù)據(jù)等。平臺自動生成知識圖譜,精準(zhǔn)定位每個學(xué)生的知識漏洞。例如,平臺發(fā)現(xiàn)某生分?jǐn)?shù)運算錯誤率較高,便會根據(jù)這一診斷結(jié)果自動為該生推送個性化的復(fù)習(xí)計劃包。包含分?jǐn)?shù)運算知識點講解視頻以生動的講解幫助學(xué)生理解;專項練習(xí)題強化學(xué)生對分?jǐn)?shù)運算的練習(xí);常見易錯點解析讓學(xué)生清晰認(rèn)識到自己容易犯錯的地方。學(xué)生可以根據(jù)自身時間安排自主學(xué)習(xí),平臺持續(xù)跟蹤其練習(xí)情況,并依據(jù)練習(xí)效果動態(tài)調(diào)整后續(xù)推送內(nèi)容。比如,當(dāng)該生掌握分?jǐn)?shù)運算后平臺會減少同類題量,轉(zhuǎn)向其他薄弱知識點的推送。從期末成績分析來看,使用該功能的學(xué)生在薄弱知識點上取得了顯著進步。
(二)智能化教育軟件:內(nèi)容呈現(xiàn)與交互深化
智能化教育軟件能夠?qū)缀螆D形的性質(zhì)、函數(shù)的變化規(guī)律、數(shù)形之間的復(fù)雜關(guān)系等抽象的數(shù)學(xué)概念,轉(zhuǎn)化為可動態(tài)操作、即時反饋的圖形、動畫或模擬實驗。讓學(xué)生不再是被動地接受抽象知識,而是通過親自操作和觀察主動探索數(shù)學(xué)知識的奧秘。它善于創(chuàng)設(shè)接近真實的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生在模擬環(huán)境中運用所學(xué)數(shù)學(xué)知識解決實際問題,使學(xué)生深刻體會到數(shù)學(xué)與生活的緊密聯(lián)系,提高學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題的能力。軟件提供智能題庫,能根據(jù)學(xué)生答題的正確率、速度以及錯誤模式動態(tài)調(diào)整題目難度和類型。在學(xué)生答題后軟件會即時提供詳細(xì)解析,不僅判斷答案的對錯,更深入分析錯誤原因提示相關(guān)知識點,幫助學(xué)生真正理解和掌握知識。軟件巧妙地融入挑戰(zhàn)、積分、排行榜等機制,極大地提升了學(xué)習(xí)的趣味性和學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中積極主動地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),不再覺得學(xué)習(xí)是一件枯燥的事情。在“圖形的認(rèn)識”教學(xué)中,教師巧妙利用幾何畫板軟件動態(tài)展示三角形、正方形等基本圖形。學(xué)生通過軟件直接操作,比如拖動三角形的頂點改變其形狀。軟實時動態(tài)顯示角度、邊長等數(shù)據(jù)變化。學(xué)生在這種親身體驗和觀察中深刻領(lǐng)悟到“三角形內(nèi)角和恒為180度”的規(guī)律。這種交互式、可視化的探索過程,相較于傳統(tǒng)的靜態(tài)講解能讓學(xué)生對知識的理解更加深刻。在“數(shù)學(xué)運算”教學(xué)中,教師運用內(nèi)含智能題庫的數(shù)學(xué)教育軟件,學(xué)生在進行運算練習(xí)時,軟件不僅能自動批改作業(yè),更能智能分析錯誤模式,如發(fā)現(xiàn)學(xué)生混淆運算順序、進退位錯誤等。針對學(xué)生高頻出現(xiàn)的錯誤類型,比如某生常犯進退位錯誤軟件會即時推送專項講解視頻和相似題供其強化練習(xí)。教師借助軟件提供的班級錯題統(tǒng)計報告,如同手握教學(xué)的指南針發(fā)現(xiàn)普遍性問題,如全班在帶分?jǐn)?shù)乘法上錯誤集中進而在課堂上進行重點講解。這樣不僅大大減輕了教師機械批改作業(yè)的負(fù)擔(dān),還能讓教師將更多精力聚焦于精準(zhǔn)教學(xué)干預(yù)。
(三)虛擬現(xiàn)實(VR)與增強現(xiàn)實(AR):沉浸式體 驗與空間構(gòu)建
VR和AR技術(shù)能夠?qū)W(xué)生“帶人”那些難以在傳統(tǒng)課堂中實現(xiàn)的數(shù)學(xué)應(yīng)用場景。無論是復(fù)雜的立體空間,讓學(xué)生身臨其境感受空間幾何的奧秘;還是宏觀或微觀尺度,拓寬學(xué)生對數(shù)學(xué)應(yīng)用范圍的認(rèn)知;或是歷史數(shù)學(xué)情境,讓學(xué)生穿越時空了解數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程。虛實融合增強感知能將幾何體、坐標(biāo)、數(shù)據(jù)流等虛擬的數(shù)學(xué)對象疊加到真實環(huán)境中,這種虛實融合的方式極大地增強了學(xué)生對抽象概念的具身體驗和空間感知能力,讓抽象的數(shù)學(xué)概念變得更加直觀、可感。學(xué)生可以在這個虛擬世界中大膽嘗試,充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和實踐能力將理論知識與實踐操作緊密結(jié)合。在“數(shù)學(xué)實踐活動”中,教師借助VR技術(shù)精心構(gòu)建一個逼真的虛擬超市場景,學(xué)生佩戴VR設(shè)備后仿佛真的走進了超市。貨架上的商品帶有虛擬價格標(biāo)簽,學(xué)生需要在這個沉浸式環(huán)境中完成一系列任務(wù),如預(yù)算規(guī)劃合理安排自己的購物資金;商品選擇根據(jù)需求挑選合適的商品;總價計算運用數(shù)學(xué)運算算出商品總價;付款找零完成實際購物中的重要環(huán)節(jié)。這種高度仿真的情境讓學(xué)生深刻體會到數(shù)學(xué),如運算、比較、優(yōu)化等知識在解決實際問題中的核心作用,其效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的紙筆練習(xí)。在“測量知識”教學(xué):利用AR技術(shù)學(xué)生在真實的教室或校園中,通過平板電腦或AR眼鏡開啟一個神奇的學(xué)習(xí)之旅。他們能看到疊加在真實物體上的虛擬尺子、網(wǎng)格或三維坐標(biāo),可以“徒手”進行虛擬測量,比如測量課桌的長度和寬度系統(tǒng)會即時顯示結(jié)果并可與標(biāo)準(zhǔn)單位對比。這種虛實結(jié)合的操作極大地增強了學(xué)生對長度、面積、體積單位及測量工具的實際感受和理解深度。
(四)人工智能輔助工具:個性化分析與決策支持
運用機器學(xué)習(xí)等AI技術(shù)能夠從海量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中挖掘更深層的學(xué)習(xí)模式、認(rèn)知障礙預(yù)測因子。它不僅關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果,更深人分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的行為,為個性化教學(xué)提供有力依據(jù)?;谥R圖譜和自然語言處理的AI答疑助手能理解學(xué)生提問意圖,提供精準(zhǔn)解答或引導(dǎo)式提示。幫助學(xué)生自主思考,培養(yǎng)學(xué)生獨立解決問題的能力。對于解題思路描述、小論文等開放性任務(wù),AI能夠進行自動化初步評價,從語法、邏輯、關(guān)鍵點覆蓋等方面進行分析,輔助教師更高效地進行教學(xué)評價。它不僅能基于當(dāng)前學(xué)情為學(xué)生推薦合適的資源,還能預(yù)測學(xué)生未來可能遇到的難點,提前推薦相關(guān)資源,幫助學(xué)生提前做好準(zhǔn)備,提升學(xué)習(xí)效果。在智能教學(xué)平臺或軟件中,AI引擎不僅分析學(xué)生的錯題,還能識別學(xué)生解題過程中的猶豫時長、修改次數(shù)、草稿步驟等行為數(shù)據(jù)。通過對這些數(shù)據(jù)的深度分析預(yù)測其可能存在的思維障礙點,如空間想象力不足、數(shù)量關(guān)系理解模糊等。并在后續(xù)推送資源或練習(xí)時有針對性地強化相關(guān)能力的訓(xùn)練,幫助學(xué)生突破思維瓶頸。引入AI答疑機器人,學(xué)生在課后遇到問題時可隨時向機器人提問,比如“這道應(yīng)用題怎么列方程?”AI通過分析問題文本和上下文,如關(guān)聯(lián)知識點提供步驟提示、類似例題或引導(dǎo)式反問,幫助學(xué)生自主思考而非直接給出答案。同時,它會將高頻或疑難問題匯總給教師,為教師的教學(xué)提供參考。
(五)智能交互設(shè)備:物理空間與數(shù)字世界的無縫銜接
智能交互設(shè)備憑借先進的多模態(tài)交互技術(shù),將原本傳統(tǒng)、相對靜態(tài)的教室轉(zhuǎn)化為充滿活力與互動性的動態(tài)數(shù)學(xué)探究空間。教師能夠借助觸控大屏以及手寫智能板等設(shè)備,在課堂上實時、精準(zhǔn)地繪制各種復(fù)雜的函數(shù)圖像,還能輕松拆解幾何模型,以更直觀的方式向?qū)W生展示數(shù)學(xué)原理。學(xué)生可以通過滑動、拖拽圖形部件等簡單的手勢操作,積極參與到教學(xué)互動之中。以“位置與方向”教學(xué)內(nèi)容為例,學(xué)生借助AR沙盤設(shè)備能夠擺放虛擬的建筑物模型,系統(tǒng)會自動精準(zhǔn)識別模型的位置,并迅速生成三維坐標(biāo)圖。通過這樣的方式學(xué)生們可以更加直觀地理解抽象的“數(shù)對”概念與實際空間位置之間的對應(yīng)關(guān)系,將原本抽象的數(shù)學(xué)關(guān)系變得具體可感,突破了傳統(tǒng)二維平面教學(xué)的限制。同時,智能穿戴設(shè)備,如常見的智能手環(huán)以及學(xué)習(xí)手表等實現(xiàn)了對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的實時追蹤,這些設(shè)備內(nèi)置了多種傳感器,能夠?qū)崟r監(jiān)測學(xué)生的專注度,比如通過捕捉心率變化、書寫壓力等生理數(shù)據(jù)來進行判斷,同時還能監(jiān)測學(xué)生的疲勞度。一旦檢測到學(xué)生長時間處于低效率的學(xué)習(xí)狀態(tài),設(shè)備便會自動觸發(fā)提醒機制,以震動提示或者推送短時放松任務(wù)等方式幫助學(xué)生調(diào)整狀態(tài)。智能穿戴設(shè)備內(nèi)置的語音交互功能可以更好地輔助學(xué)生學(xué)習(xí)。學(xué)生們在學(xué)習(xí)過程中如果遇到數(shù)學(xué)問題,例如“如何快速計算分?jǐn)?shù)除法?”,只需通過語音發(fā)起提問,設(shè)備便會即時調(diào)用知識庫迅速給出詳細(xì)的解答。這種便捷的交互方式真正形成了一種“隨時學(xué)、隨地問”的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境,讓學(xué)習(xí)不再受時間和空間的限制,大大提高了學(xué)習(xí)的效率與靈活性。
四、結(jié)束語
基于“互聯(lián)網(wǎng) + ”的小學(xué)數(shù)學(xué)智能化教學(xué)模式,以獨特的優(yōu)勢,正在逐步改變傳統(tǒng)的教學(xué)面貌。它顯著提升了教學(xué)質(zhì)量與效率,尤為關(guān)鍵的是,為學(xué)生構(gòu)筑了一個更為開放、自由且個性化的學(xué)習(xí)環(huán)境,有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能,為新時代人才的培養(yǎng),尤其是具備創(chuàng)新精神與實踐能力的人才,提供了堅實的支持。
作者單位:董銘佑甘肅省慶陽市慶城縣慶城小學(xué)
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