小學(xué)數(shù)學(xué)是一門與現(xiàn)實生活息息相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科，是學(xué)生必須掌握的工具學(xué)科。新課改背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)這門基礎(chǔ)性學(xué)科需要進行改革，將其與人工智能深度融合，借助人工智能優(yōu)勢，穩(wěn)步提高小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率，為學(xué)生提供更為全面、系統(tǒng)、有質(zhì)量的服務(wù)。在傳統(tǒng)觀念中，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該是在課堂上完成的，但在新課改理念下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)不應(yīng)僅僅局限于課堂教學(xué)，應(yīng)前展后延，利用人工智能實現(xiàn)多層面、多元化教學(xué)，使學(xué)生在人工智能的輔助下養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，發(fā)展數(shù)學(xué)思維，提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。因此，如何將人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合，利用人工智能優(yōu)勢促進小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式、教學(xué)思想觀念、教學(xué)手段的發(fā)展和創(chuàng)新，需要小學(xué)數(shù)學(xué)教師從教育教學(xué)實際出發(fā)，深入研究具體的深度融合策略。

一、人工智能與課前預(yù)習(xí)相融合

小學(xué)數(shù)學(xué)內(nèi)容雖然簡單易懂，但對小學(xué)生而言還是存在一定學(xué)習(xí)難度的，為此教師可以通過布置預(yù)習(xí)作業(yè)的方式引導(dǎo)學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)，通過預(yù)習(xí)使學(xué)生初步明白課堂將要學(xué)習(xí)哪些知識，從而在課堂學(xué)習(xí)時更有目標。但通過對小學(xué)生預(yù)習(xí)效果的分析會發(fā)現(xiàn)，課前預(yù)習(xí)效果并不理想，學(xué)生并未按照教師的預(yù)想進行課前預(yù)習(xí)，反而將預(yù)習(xí)當(dāng)作一種學(xué)習(xí)負擔(dān)，在預(yù)習(xí)時會出現(xiàn)各種不耐煩情緒。為有效提高預(yù)習(xí)質(zhì)量，指導(dǎo)學(xué)生高質(zhì)量、高效率完成預(yù)習(xí)作業(yè)，并在預(yù)習(xí)中找到學(xué)習(xí)的樂趣，逐步養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。教師研究將人工智能與課前預(yù)習(xí)充分融合，利用人工智能分析學(xué)生學(xué)習(xí)能力與預(yù)習(xí)內(nèi)容特點，從而設(shè)計出更為科學(xué)的課前預(yù)習(xí)方案，以使學(xué)生開啟正確的預(yù)習(xí)之路。

例如，教師在布置角的初步認識的課前預(yù)習(xí)作業(yè)時，利用人工智能輔助完成預(yù)習(xí)教學(xué)設(shè)計。教師將班級學(xué)生性格特點、學(xué)習(xí)能力、預(yù)習(xí)的具體內(nèi)容及其他相關(guān)信息輸入到計算機人工智能系統(tǒng)，利用其優(yōu)勢設(shè)計出更適合的課前預(yù)習(xí)方案，然后給學(xué)生布置課前預(yù)習(xí)作業(yè)。人工智能在設(shè)計預(yù)習(xí)作業(yè)時會綜合考慮多方因素，其中重點參考學(xué)生的學(xué)習(xí)能力及性格特點，依據(jù)學(xué)生實際情況設(shè)計合適的預(yù)習(xí)方案，這樣能更好地滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。同時，注重為學(xué)生提出更多學(xué)習(xí)建議，比如指導(dǎo)學(xué)生在生活中尋找“角”，探索“角”在生活中的具體應(yīng)用，以更進一步促使學(xué)生主動探索與角相關(guān)的知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，為學(xué)生后續(xù)的幾何知識學(xué)習(xí)奠定扎實的基礎(chǔ)。

二、人工智能與自主學(xué)習(xí)相融合

自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)是新課標對小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提出的新要求，為完成這一教學(xué)任務(wù)，教師可以從人工智能方面進行問題解決方法的思考。人工智能是依托于計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存在的，其可以在計算機上應(yīng)用，同樣也可以在智能手機上應(yīng)用。從此處拓展思考，可以利用人工智能分析學(xué)生學(xué)習(xí)成績所在區(qū)間，進而為其提供針對性的自主學(xué)習(xí)服務(wù)，逐步提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時，也有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。在傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，若教師想要對學(xué)生進行個體化教學(xué)是難以實現(xiàn)的，不僅是教師時間不充足，更是因為個體化教學(xué)輔導(dǎo)難度較大，教學(xué)效果難以保障。但在人工智能應(yīng)用下卻可以實現(xiàn)這一教學(xué)想法。

例如，在數(shù)學(xué)廣角——雞兔同籠教學(xué)中，學(xué)生完成教師布置的練習(xí)作業(yè)后，若想進一步夯實知識，提升學(xué)習(xí)能力，那么則可以通過人工智能進行自主學(xué)習(xí)?！半u兔同籠”知識難度較大，教師在課堂上一共教授了4種解題方法，一部分學(xué)生可能掌握了其中的2種，一部分學(xué)生可能掌握了其中的3種，此時，人工智能會依據(jù)學(xué)生的具體學(xué)情，為不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生設(shè)計難度適宜的練習(xí)題目。如基礎(chǔ)較薄弱的學(xué)生，練習(xí)題目更偏向于基礎(chǔ)練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在基礎(chǔ)練習(xí)中進行自主學(xué)習(xí)，總結(jié)學(xué)習(xí)方法，接著挑戰(zhàn)更高難度的練習(xí)。若學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握較好，學(xué)習(xí)能力較強，那么人工智能會給出一些提高型練習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生在提高題解答中開拓思維，不斷提高自主學(xué)習(xí)能力。

三、人工智能與課堂教學(xué)相融合

分析傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式時發(fā)現(xiàn)，教師一直是課堂教學(xué)的主體，所有教學(xué)活動、課堂紀律、課堂練習(xí)等都由教師參與完成，學(xué)生在這種教學(xué)模式下多是被動地聽，被動地學(xué)習(xí)，主動學(xué)習(xí)意識不強，學(xué)習(xí)積極性與熱情度不高，最終課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率難以得到穩(wěn)步提高。為有效改變這一課堂教學(xué)現(xiàn)狀，小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)重視將人工智能與課堂教學(xué)深度融合，利用人工智能的優(yōu)勢開展課堂教學(xué)活動，教師從課堂教學(xué)主體地位轉(zhuǎn)移為教學(xué)輔助與引導(dǎo)。人工智能會在課堂教學(xué)中為學(xué)生展示數(shù)學(xué)知識，講解知識要點，而教師只需從旁協(xié)助，這樣既利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)好奇心，又利于教師從另一個角度觀察學(xué)生，分析學(xué)生，對學(xué)生進行針對性的引導(dǎo)教學(xué)，全面提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率。

例如，在時、分、秒教學(xué)中，教師將人工智能化教學(xué)軟件應(yīng)用到課堂教學(xué)中，由其完成本堂課的教學(xué)任務(wù)，而教師則與學(xué)生一樣坐在聽講區(qū)，與學(xué)生拉近關(guān)系，為后續(xù)教學(xué)做好鋪墊工作。在人工智能開展的課堂教學(xué)中，學(xué)生會產(chǎn)生好奇心，從而將注意力更集中，認真聽講，并記住相關(guān)知識點。此時，教師作為輔助教學(xué)者，應(yīng)認真仔細觀察學(xué)生的上課狀態(tài)，研究學(xué)生課堂理解程度，接著在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)對學(xué)生進行針對性輔導(dǎo)。人工智能與課堂教學(xué)的深度融合并不是簡單地由人工智能代替教師上課、講解知識內(nèi)容，更多的是要為學(xué)生提供更加豐富的學(xué)習(xí)體驗，使其在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的樂趣，感受知識的力量，從而努力學(xué)習(xí)，養(yǎng)成良好的課堂學(xué)習(xí)習(xí)慣。

四、人工智能與復(fù)習(xí)鞏固相融合

數(shù)學(xué)是一門應(yīng)用性極強的工具學(xué)科，其在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用非常廣泛，因此要求學(xué)生必須全面掌握數(shù)學(xué)知識，僅靠課堂學(xué)習(xí)是無法達到更好的學(xué)習(xí)效果的，必須進行必要的復(fù)習(xí)鞏固。當(dāng)前，教師多通過布置一定量的數(shù)學(xué)題目、背誦作業(yè)等指導(dǎo)學(xué)生的復(fù)習(xí)鞏固，但小學(xué)生還沒有養(yǎng)成良好的復(fù)習(xí)鞏固習(xí)慣，同時也沒有更好的方法提高復(fù)習(xí)鞏固的質(zhì)量。人工智能與復(fù)習(xí)鞏固的深度融合，將為學(xué)生打開新的學(xué)習(xí)大門，幫助他們更好地完成知識的復(fù)習(xí)鞏固，不斷提高學(xué)習(xí)能力，豐富知識積累，而教師也將在人工智能的幫助下高質(zhì)量地完成教學(xué)任務(wù)。

例如，在除數(shù)是一位數(shù)的除法教學(xué)中，學(xué)生會遇到一些學(xué)習(xí)困難，在計算時經(jīng)常出錯，這部分知識掌握不扎實。因此，教師利用人工智能幫助學(xué)生在課下進行針對性的知識復(fù)習(xí)鞏固，將課堂上學(xué)生沒有學(xué)透的知識再學(xué)習(xí)一次，而人工智能也會依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)程度，為其推送適合的練習(xí)題目。如“有30個橘子想要分給6名學(xué)生，要求每名學(xué)生手里的橘子數(shù)量一樣多，請問應(yīng)如何分？”這道練習(xí)題目被推送的同時，也會出現(xiàn)配套的動畫，動畫中會直接呈現(xiàn)出6位卡通人物，其面前會有30個橘子，接著按照除法的計算方式將30個橘子平均分給6名學(xué)生，每名學(xué)生分到5個橘子。通過人工智能進一步講解除法知識，學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固課堂所學(xué)知識。最后，人工智能會推送更多與除法相關(guān)的數(shù)學(xué)題目，且難度不斷提高，學(xué)生的除法計算能力也會在針對性練習(xí)中不斷提高。

五、人工智能與課后輔導(dǎo)相融合

小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)需要在課堂教學(xué)中完成知識的有效講解，并在課后輔導(dǎo)中完成知識的升華。在傳統(tǒng)課后輔導(dǎo)中，教師要批改完學(xué)生上交的作業(yè)后再給予具體的課后輔導(dǎo)，但教師在批改作業(yè)時會消耗大量的時間，此時再進行課后輔導(dǎo)時間顯然是不充足的，導(dǎo)致課后輔導(dǎo)質(zhì)量不佳。為有效解決這一教學(xué)問題，將人工智能與課后輔導(dǎo)深度融合，利用人工智能快速批改學(xué)生的練習(xí)作業(yè)，因人工智能最顯著的功能之一是進行數(shù)據(jù)處理，其在批改學(xué)生作業(yè)過程中，會將這名學(xué)生之前完成的作業(yè)及課堂表現(xiàn)等資料進行匯總分析，給出更具建設(shè)性的作業(yè)批改評價，此時教師只需要將這些批改評價整理一下即可使用，后續(xù)對學(xué)生進行課后輔導(dǎo)時可以更具針對性。

例如，在除數(shù)是一位數(shù)的除法的課后輔導(dǎo)中，教師將學(xué)生作業(yè)通過掃描技術(shù)上傳到人工智能軟件，在人工智能進行作業(yè)批改時，教師可以進行課后輔導(dǎo)準備。人工智能批改速度極快，給出的批改評價也更加中肯。比如一名學(xué)生在計算時比較馬虎，有時計算結(jié)果與式子得數(shù)不一致，有時計算結(jié)果錯誤，還有時書寫不規(guī)范，等等。這時人工智能會在這名學(xué)生的作業(yè)批改評價中重點指出學(xué)生存在哪些不足之處，同時給予相應(yīng)的課后輔導(dǎo)建議。教師依據(jù)人工智能給出的數(shù)據(jù)，對學(xué)生進行針對性的課后輔導(dǎo)，不僅大大節(jié)省了自己的備課時間，同時還使課后輔導(dǎo)更具針對性，學(xué)生也會對自己的知識盲區(qū)有一個更加充分的認知，從而進行針對性的復(fù)習(xí)鞏固，提高學(xué)習(xí)效率，保障學(xué)習(xí)質(zhì)量。

六、人工智能與口算教學(xué)相融合

口算教學(xué)是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中非常重要的組成部分之一，同時也是學(xué)生必須掌握的一項學(xué)習(xí)技能。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師經(jīng)常通過提問的方式鍛煉學(xué)生的口算能力，通過講解的方式教授學(xué)生口算方法，最后再通過布置筆算作業(yè)夯實學(xué)生的口算基礎(chǔ)。這種教學(xué)方式無法有效地培養(yǎng)學(xué)生的口頭計算能力，提高學(xué)生的數(shù)字感知力。為此，教師可以把人工智能與口算教學(xué)深度融合，通過人工智能將口算教學(xué)方式變得新穎化，口算技能培養(yǎng)趣味化，口算練習(xí)作業(yè)動態(tài)化，以融合人工智能優(yōu)勢的口算教學(xué)吸引學(xué)生，提高學(xué)生專注力與學(xué)習(xí)力。

例如，在100以內(nèi)加減法教學(xué)中，教師應(yīng)用人工智能將教學(xué)方式變得更加新穎化。教師應(yīng)用人工智能開展口算教學(xué)時，可以退居“二線”，由人工智能完成口算教學(xué)，學(xué)生通過人工智能展示的動畫，更加清晰直觀地看到各種口算方法的運用，從而加深記憶，在運用時更靈活，更具實用性。應(yīng)用人工智能將口算技能培養(yǎng)趣味化。與過去口算技能練習(xí)相比，人工智能將枯燥的、單一的口算練習(xí)趣味化，豐富化，學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受到新奇與快樂，口算也變得簡單易學(xué)，課堂學(xué)習(xí)氛圍濃厚，教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量顯著提高。應(yīng)用人工智能將口算練習(xí)動態(tài)化。人工智能的優(yōu)點之一是可以進行人機互動，學(xué)生通過人機互動模式進行口算練習(xí)，學(xué)生每口算完一道題目，就會知道自己是否正確，當(dāng)正確時，會給出鼓勵繼續(xù)下一道題目的練習(xí)；當(dāng)錯誤時，會指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)正確且快捷的口算方法，如湊十法等。

七、人工智能與教學(xué)評價相融合

在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教學(xué)評價的重要性不言而喻，其可以幫助教師更好地進行教學(xué)的改革與優(yōu)化，給學(xué)生更為合理的教學(xué)評價。但傳統(tǒng)教學(xué)評價多由教師獨自完成，這就導(dǎo)致教學(xué)評價缺乏完整性，無法充分發(fā)揮輔助優(yōu)勢?；诖?，在人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)深度融合的前提下，利用人工智能進行教學(xué)評價，收集學(xué)生及家長對教學(xué)的建議，為教師進行教學(xué)改革與優(yōu)化提供更多有用的資料。

例如，在面積的教學(xué)結(jié)束后，教師想要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，對自己的教學(xué)活動進行評價，找出教學(xué)中還存在哪些不足之處，進而進行針對性的補充與優(yōu)化。此時，教師通過人工智能向?qū)W生家長發(fā)送問卷調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括學(xué)生在家庭中完成作業(yè)的態(tài)度，放學(xué)后及周末的學(xué)習(xí)安排，以及學(xué)生家長對小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)有哪些建議，等等。同時，為進一步了解學(xué)生“面積”這部分知識的掌握程度，教師可以通過人工智能為學(xué)生準備一些測試題目，并在題目完成后半部分增加問卷調(diào)查，內(nèi)容包括學(xué)生對知識的理解程度，有什么學(xué)習(xí)疑惑，想要提高哪些方面，比如口算方法、筆算方法、應(yīng)用題解答方法，等等。學(xué)生面對人工智能評價時，身心更加放松，更愿意暢所欲言，不用擔(dān)心面對教師時會產(chǎn)生的緊張情緒，影響評價的客觀性、全面性等。最后，教師將學(xué)生評價、家長評價及教師做出的教學(xué)評價進行分析總結(jié)，找出不足，不斷優(yōu)化完善，提升教學(xué)質(zhì)量，促進學(xué)生學(xué)習(xí)成績的穩(wěn)步提高。

八、人工智能與線上教學(xué)相融合

線上教學(xué)是線下教學(xué)的有效補充，可以幫助基礎(chǔ)薄弱、課堂學(xué)習(xí)吃力的學(xué)生更好地理解知識，扎實學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，幫助想要獲得進一步提高的學(xué)生拓展學(xué)習(xí)范圍。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，學(xué)生所學(xué)知識僅能通過教師講解獲得，因?qū)W生存在一定的個體差異，在課堂學(xué)習(xí)中會出現(xiàn)一部分學(xué)生聽懂了，一部分學(xué)生沒有聽懂的情況，而人工智能可以很好地解決這一難題。人工智能可以將抽象化的數(shù)學(xué)知識變得形象具體，使得處于形象思維思考問題的學(xué)生可以利用形象思維思考數(shù)學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果，獲得學(xué)習(xí)自信，逐漸跟上教師的教學(xué)節(jié)奏。

例如，在數(shù)學(xué)廣角——雞兔同籠教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對“雞兔同籠”的簡便計算方法不理解，不明白為什么要假設(shè)籠子中的都是雞，然后算出來多出的腳就是兔子的。雖然教師在黑板上已經(jīng)細致講解了，例子學(xué)生也聽懂了，但當(dāng)換了一道數(shù)學(xué)題目后，學(xué)生還是不會做。根本原因就是學(xué)生并未明白其中隱含的數(shù)學(xué)原理，沒有形成“雞兔同籠”解題思維?？山處煙o法再將同樣的教學(xué)課程重復(fù)多次講解，因為這不僅會拉慢教學(xué)進度，還無法真正意義上解決教學(xué)問題。此時，教師通過人工智能開展線上教學(xué)，課堂上沒有聽懂學(xué)明白的學(xué)生可以通過線上學(xué)習(xí)理解和掌握“雞兔同籠”解題思路，而在課堂上聽懂的學(xué)生同樣可以在線上學(xué)習(xí)中通過觀看形象化的教學(xué)課程加深知識的理解程度，不斷提高學(xué)習(xí)能力。人工智能與線上教學(xué)的深度融合，為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)打開了新的教學(xué)思路，教師可以將課程錄制成微課，制作成視頻課件發(fā)給學(xué)生觀看，督促學(xué)生做好課前預(yù)習(xí)準備，以更好地提高課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量與效率。

總而言之，人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)的深度融合任重道遠，但應(yīng)先有分析，后有研究，先有方案，后有計劃，聯(lián)系實際，總結(jié)規(guī)劃，將小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)涉及的各個環(huán)節(jié)都充分考慮到，研究從課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后輔導(dǎo)、復(fù)習(xí)鞏固、自主學(xué)習(xí)、口算教學(xué)、教學(xué)評價及線上教學(xué)多個層面落實人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)的深度融合策略，以達到全面升級和優(yōu)化教學(xué)活動，提高小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)水平等目的。

作者單位   甘肅省天水市麥積區(qū)花牛中心學(xué)校

責(zé)任編輯：張言