巧用策略激兴趣，技术赋能促发展
——以育新小学智慧课堂为例
摘 要：针对在小学数学教学中如何合理运用人工智能数字化教学策略以最大化教学设备功效的问题，分析数字化教育的优缺点，探索多种小学数学数字化教学策略，结合实际教学案例和学生评价分析，阐述数字化教学策略的运用方式。
关键词：数字化教学；教学策略运用；学生评价分析
引 言
随着网络信息技术的发展，智能投影仪、电子白板、平板电脑、智能手机等数字化教学设备越来越多的进入到小学数学课堂，以辅助开展课堂教学活动。这些数字化教学设备依托高速互联网络，能够为课堂教学提供海量丰富媒体信息资源、高效便捷的交互方式、以及灵活多样的教学模式。然而，过度依赖数字化教学设备可能会出现学生注意力不集中、训练不充分、教学设计粗糙等问题。为此，如何合理运用数字化教学策略以最大化教学设备的功效，成为小学数学课堂教学中面临的重要挑战。
一、人工智能数字化教学优缺点分析
数字化教学是一把双刃剑，深入分析其优势和不足，才能对其合理运用以服务教学。
优势：（1）海量的教学资源。（2）便捷的交互反馈。（3）创新教学模式。结合信息化教学设备资源，衍生出在线课堂、慕课等多种线上教学模式和多媒体教学、翻转课堂、双师教学等多种混合教学模式。
不足：（1）学生注意力不集中。（2）学生逻辑思维、空间想象、长期记忆等能力训练不充分。（3）教学设计流于形式，缺乏内涵。实际上，数字化教学只是服务于教学设计的一种形式，仍然要服务于教学目标，切不可本末倒置。
二、小学数学人工智能数字化教学案例
1.教学案例设计
创作理念：巧用信息化手段，实现个性化创作
随着信息技术的发展，数字化教学设备进入到小学课堂，以辅助开展课堂教学活动。该课例利用信息技术手段，课前了解学生学情，根据个体学习差异，满足个性化学习需求，实现了多主体跨场域泛在式学习。
创作思路：以问题化学习为引导，提升数学核心素养
该课例坚持“问题化学习”的课堂理念，落实学科核心素养，遵循学生以形象思维向抽象思维为主的发展规律，基于学生的身心特点，创设积极主动的学习氛围，充分调动学生多感官体验。综合运用多种教学辅具，帮助学生逐步实现思维由具象到抽象的过渡，增强解决生活问题意识和能力，提升数学核心素养。
创作方法：借智慧平台工具，促探究性自主学习
该课例通过使用Alclass平板推送资源、高效分析学情、基于学情开展精准教学，充分发挥学生的主体作用和教师的引导作用，优化课堂，提升教学质量。
2.教学案例实施
课堂教学的实际组织过程，其课堂解构如下表所示。
表 1 “7的乘法口诀”课堂解构
序号 教学环节 教学策略 教学内容 时间长度
1 课程导入 充分使用线上平台，辅助知识预习 l 自制日历
l 对比观察 5
2 问题提出 巧用线上资源引入教学问题，
激发学生兴趣 l 情景导入
l 任务推送 5
3 问题解决 演练结合，
自发思考主动学习 l 填写表格
l 发现规律 12
4 归纳总结 演练结合，
实时反馈学习情况 l 整理表格
l 创编口诀 10
5 拓展提升 演练结合，
小组合作激发兴趣 l 巩固口诀
l 灵活运用 8
（1）课程导入
该环节展示学生课前应用平台支撑推送日历作品任务，制作的日历作品，丰富学生的实际生活体验。掌握每星期有7天，且按星期日、星期一、星期二……星期六排列。教学实施过程如下：
图 1学生日历全部作品
师：昨天让大家制作了日历，收集了你们的一些作品。我们一起看下这两幅日历，你有什么发现？
图 2学生日历代表作品
生1：一个星期有7天，日历是从星期日开始，然后星期一、星期二……这样排列的。
生2：左边日历的1号是星期三，右边日历的1号是星期日。
小结：①每星期有7天，是按星期日、星期一、星期二……星期六排列的。②每月1号对应星期几是不固定的。
（2）问题提出
该环节展示问题情境，确定每周六是几号，推送空白日历，为学生提供具体、可操作的任务。教学实施过程如下：
师：张老师每周六都游泳，这么多周六我想知道每周六是几号。这里有一张空白日历，请你来填，你有什么想问的吗？
生：1号从星期几开始？
师：从星期几开始都可以，你来设定。空白日历已推送到大家平板上，请你们帮老师填好星期六的日期，然后提交。
图 3空白日历
（3）问题解决
该环节展示学生自主思考填写的日历，在汇报周六是几号的过程中，学生发现规律：一个星期是一个7，7号；2个星期是2个7，14号；3个星期是3个7，21号；4个7是28号。进而思索5个7，6个7，7个7。教学实施过程如下：
（a） （b） （c）
图 4学生填写的日历作品
师：完成作品图3（a）时，你是怎么思考的？
生：一个一个的填，填完就可以看到星期六是几号。
师：完成作品图3（b）时，你是怎么思考的？
生：1号是星期日，第一个星期六是7号。第二个星期六加7是14号……
师：作品图3（c），只写了星期六的日期，你是怎么思考的？和大家说一说
生：一个星期是7天，第一个星期六填7号；两个星期14天，第二个星期六填14号；以此类推。
师：你们有什么新的发现？
生：我发现了规律，他们每次都加了7。一个星期是一个7，7号；2个星期是2个7，14号；3个星期是3个7，21号；那4个7是28号。
师：你们还想知道什么呢？
生：我还想知道5个7，6个7，7个7呢？
（4）归纳总结
该环节根据学生发现的规律，将星期个数与对应天数在表格中进行归纳整理，列表呈现连加结果，通过观察与操作，帮助学生理解乘法口诀的意义。再根据表格数据，总结创编7的乘法口诀，培养学生迁移类推能力。教学实施过程如下：
图 5整理表格
师：老师这里就有这样一张表格，你能试着填一填吗？请在平板上完成并提交。
及时收集分析学生练习的完成情况，并利用屏幕广播功能进行实时分析和展评。查看正确率，分析错题原因并纠错。
图 6创编口诀
师：根据完成的表格，你们能创编7的乘法口诀吗？小组讨论，汇报乘法口诀。
（5）拓展提升
该环节巩固学生创编的7的乘法口诀，进行数学游戏与拓展运用。整合生活中的相关资源，使学生感受数学知识与日常生活的联系。教学实施过程如下：
①数学游戏：“我来和7乘”
游戏规则：1）两人比赛；2）分别抽出扑克牌，快速说出7的乘法口诀，谁说的快，卡片归谁；3）计时2分钟。
②拓展运用：第一周周六是4号，你能快速说出第四周周六是几号吗？
图 7拓展运用口诀示例
3.创作亮点
为解决过度依赖信息化教学设备导致学生注意力不集中、训练不充分、教学设计粗糙等问题，以线上线下混合教学为牵引，课堂合理运用小学数学信息化教学策略。
策略1：充分使用线上平台，辅助知识预习
现代信息技术用于辅助学情分析，可丰富分析形式，提高分析效率，增强分析结果的可信度，以有效指导教学。具体来说，教师使用线上平台发布思维导图、知识提纲、微视频等学习资源；其次，学生可使用线上平台查看学习资源、提交并共享预习作品；最后，教师根据平台数据可及时掌握学生对单元知识的了解情况，包括学生经验、知识储备、学习能力等，进而针对性优化课例设计，做到内容具体且覆盖全面，将分析结果落到实处，提升教学质量。
策略2：巧用线上资源引入教学问题，激发学生兴趣
用于教学引入的信息化资源主要包括两大类。一类是以学生课前提交的预习作品为牵引，创设问题情境。学生提交的作品各不相同，从中选择争议性或代表性强的作品在教学引入阶段进行展示，能够激起学生的成就感和深入探究的欲望。另一类是以贴近现实生活的应用场景为牵引，选择形式鲜活、内容聚焦的视频资源作为教学引入，同样能够吸引学生注意力，快速聚焦课题内容的核心问题。
策略3：演练结合，及时巩固重难点
演就是视频演示、练就是用道具或纸笔自己动手操作。信息化教学可通过推送课堂研讨、统计表格、投票、截屏提问、随机问答、限时检测和反馈等多种方式实现重难点的落实。（1）在教学过程中，教师使用现代信息技术在智慧课堂教学平板上推送问题给学生，把学习的主动权交给学生，学生自发思考，自由提问，自主选择，提供了一个充满主动权的学习氛围，快速突破课程重难点。实时收集每位学生的作品，真正做到尊重学生的个体差异，因材施教。充分调动学生积极参与教学，养成自主性学习的习惯。（2）在归纳总结的过程中，发布检测任务，每个学生有可操作性的、具体的任务驱动，又能实时提交，使完成的任务可视化。教师使用统计软件进行数据分析，采用投屏反馈的方式可以及时了解和分析学生的完成情况，进行集体展评总结。（3）在小组合作巩固训练过程中，实时展示学生的演示过程，激发学生的兴趣。
4.教学反思
（1）优势：信息技术赋能课堂改革
本节课运用Alclass平板推送预习资源、学生自学、教师讲解、学生操作、师生总结、学生练习等方式，同时借助信息技术手段，推送课堂研讨、统计表格、投票、截屏提问、试题检测和反馈等。在学习成果的展示过程中，利用Alclass中的测试功能及时对课堂内容进行检测，运用课程管理系统设计在线教学活动。教师发布检测任务后学生能快速在课堂完成练习并及时反馈，教师采用投屏反馈的方式可以及时掌握和分析学生的掌握情况。利用信息技术采集和分析数据，发现学生错误情况1个7、2个7、3个7……; 跟踪学生学习进程，根据学生活动情况的实时反馈教师可以灵活调整指导方法，对重难点进行针对性的指导。自主建构对所学知识的理解和掌握，贯彻落实三位一体即“以学生的问题为起点，以学科的问题为基础，以教师的问题为引导”的教育理念。
（2）不足：数据分析助力学情诊断
教学模式的创新要因材施教，内容安排要根据学生已有知识经验、学习能力、学习兴趣等进行适宜调整。针对不同的学生，对于教学模式和教学策略的选择也应兼顾灵活性和差异性。
Alclass资源推送中，部分学生需要家长辅助指导，老师要准确了解学生自学的真实情况，并及时进行针对性的个别指导，以帮助学生掌握所学知识。基于真实学情，教师在教学过程中结合导学资源和教学辅具帮助学生理解并掌握导学内容，对于更高层级的思维发展和问题解决等方面的目标，个别学生未能很好地达成。
与时俱进、创新发展是教师专业成长的永恒主题，要始终学生核心素养的培养，勇做信息技术融合创新的实践者、探索者，用不变的教育初心、不竭的教育动力勤思考、多实践、善总结，开展丰富的教育研究，发展学生创新思维和综合素养，勇做信息技术深度融合教育教学的实践者、研究者、发展者、创新者。
三、小学数学人工智能数字化学生综合评价案例
1.测评目的：
借用好玩的游戏形式与课本内容相结合，使得学生的数学学习情境化，让学生在有趣又好玩的情境中，体验数学的乐趣，同时在无形之中培养和发展学生的空间想象、运算求解、数据处理、推理论证、抽象概括、应用意识等数学能力。
二年级下册数学考查：数的认识、口算百以内两位数加减两位数、除法含义、解决问题、认识角、认识质量单位克和千克、了解统计的意义、会探索给定图形或数的排列中的简单规律等。设计采用以下数字化游戏进行评价，激发学生兴趣，拓展学生思维。
2.测评内容
（1）计算迷宫
将计算与有趣的迷宫形式相结合，在体验迷宫趣味性的同时，提升学生的运算能力。游戏共3关，总限时150秒，全部通关完成可获得4颗星。主要考察表内乘除法以及100以内的加减法。行进过程中还需考虑线路的选择，计算完成后还需将所得结果与迷宫终点数字比大小。
（2）异形数独
在系统生成的棋盘中，根据内容，在方格中填上数字1-6。要求①每行每列都必须要有数字1-6；②6个不同颜色区域也都要有数字1-6。游戏分初级、中级、高级三个级别，总限时150秒，全部通关完成可获得4颗星。主要考察孩子们的推理论证、空间想象、数据处理等数学核心能力。
（3）七巧板
要求学生根据固定的7块组件，拼出屏幕中随机出现的图案。长按图形可平移拖动，单击图形可使其顺时针旋转45度。游戏共3关，总计150秒，在规定时间内提前30秒通关才可获得4颗星。主要考察孩子们的空间想象、逻辑思维和推理能力等数学核心素养。
（4）图形迷宫
从入口处出发，要求按规则顺序走到右下角出口处方格。游戏共3关，总计150秒，在规定时间内提前30秒通关，且悔棋次数少于或等于一次，才可获得4颗星。主要考察学生对图形方向的认知以及他们的空间观念和逻辑思维能力。
（5）重量游戏
系统随机生成3幅重量图，学生通过观察指针的指向，理解并正确选择准确的重量，完成解答。总计150秒，在规定时间内提前30秒答对所有题目可获得4颗星。主要考察学生对质量单位克和千克的认识。
3.评价反馈
优势：①采用学生最喜欢的游戏形式，让学生在有趣好玩的情境中完成测评，充分体验到数学的乐趣。②相比于以往的人工测试，题库的题目更多，测试时随机生成题目，同时也避免了不同老师进行测试时的主观差异，更加公平公正。③五个游戏全面考察了学生的空间想象、运算求解、数据处理、推理论证、抽象概括、应用意识等数学六个维度的能力，重视数学思维的培养。④测试完成之后自动形成检测报告，快捷方便，准确无误，避免了人工作业的繁杂劳动和失误。
不足：①对网络的要求高。测试中部分孩子因网络原因导致卡机，出现按键无反应，图形拖不动等情况而耽误了时间，导致测评成绩与实际水平有差异。②时间仓促，有些孩子因不太熟悉游戏规则或操作不熟练而导致测评成绩未达到期望值。③游戏测评侧重对学生思维的考核，重素养，轻应试。对本册教材内容的考核并不全面。（比如从内容上来讲，混合运算、有余数的除法、万以内数的认识这三个大单元的内容并没涉及到。从形式上来讲，计算只涉及到口算，没有列竖式计算和脱式计算等笔算内容。也没有解决问题这种最重要的题型。
在新课标下，学生真正的学习靠的是日常积累，是学习联系生活。而全部的考查，是通过基础知识、基本技能和基本方法去考查思维、能力、素养。在人工智能数字化转型下数学考试的趋势，不再是单纯的数学计算和应用，而一定会结合社会，结合生活。将数学真正应用到生活中，体现应用性、探究性和综合性，体现数学的应用价值。
