AI在小学数学低年级空间思维能力培养中的运用

袁克彦

【摘要】AI技术，是指人工智能技术的缩写，它是研究和开发用于模拟、延伸与扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。随着教育的改革，AI技术开始逐渐渗透到教育环节，帮助学生学习知识、拓展技能，实现了教育行业和人工智能的双向发展。因此，作为数学教师，我们也要分析如何将人工智能融入数学教学中，以提升学生的空间思维能力。

【关键词】AI技术;小学数学;课堂教学

引言：各个学校的教师纷纷依据互联网进行教学创新和改革，学校也借助互联网技术，进行了教学的深化和改革。对于数学教学而言，教师依据信息技术进行了全角度、全方位的课堂优化，为数学教学质量的提升带来了很大帮助。其中，AI技术，是一项非常突出的部分，将AI技术运用到数学教学中，是数学学科发展的一个必然性。因此，本文分析了AIl技术融入小学数学课堂的策略，以此来提升学生的空间思维能力。

一、AI助教，构建空间框架

当前的人工智能教学，仍然存在很多不同方面的问题，很多数学教师没有对人工智能做充分的调查和分析，对它的功能、作用、优点、运用途径等没有进行全方位的分析和思考，在课堂上，往往只是简单地用AI技术进行资料的展示，没有充分实现AI技术的运用价值。因此，数学教师应认真分析传统的课堂教学形式，并探索AI技术对传统课堂造成的影响，重新改变自己的教育理念、教学模式、教学目标，以实现课堂的翻转和改革，让AI全面渗透到数学课堂中，进而提升数学教学的水平。在具体的实际教学中，教师可以通过转变的角色、调整教学的策略和形式、优化学习的方式等打破传统教学模式，突破学生的思维局限性，构建更高效的课堂，为学生的思维发展助力。

教师可以转变教学的角色，并借助AI助教，发挥学生的主体作用，让学生成为课堂的主人，同时教师应成为学生学习的辅助者。例如，在教授“认识图形”时，教师便借助AI技术，让AI助教充当课堂的小老师，充分激发了学生的学习兴趣。AI助教根据学生之前的课堂、居家表现对班级的学生进行分组，每个小组5名成员，且每个小组的成员在学习能力、成绩、性格、爱好等各个方面能够形成良好的互补。之后，教师为每位学生配备一台教学平板，让学生在AI助教的辅导下进行认识图形的探究。AI助教会分别展示不同的物体及各种各样的组合形状，并对每个物体和组合形状进行介绍、分解、立体展示。学生通过AI助教的讲解，了解了每个图形的特点、性质，充分发挥了AI技术的作用。一年级学生第一次接触空间与图形领域的知识，这个时候，教师通过AI助教进行全方位的讲解，能使学生有效地感知、体验空间与图形，在认知空間过程中正确地构建知识框架，为学生种下一颗探索空图形领域的种子。教师要学会转变自己的角色，成为课堂的辅助者，同时观察每个小组的学习情况，并对没有及时跟上的小组进行引导。

二、AI情境，充实空间想象

情境教学法，指的是在教学的过程中，教师借助一些方法和手段，再现一些知识点对应的情境和画面，让学生进入情境里开展学习，拉近与知识的距离，从而帮助学生更加便捷地理解和掌握知识，提升学习效率和质量。AI具有将虚拟的情境进行立体化再现的功能，能够使一些抽象的、复杂的概念直观化和具体化，这样学生便能够清晰地看到具体的空间逻辑、空间形态，从而提升其空间逻辑思维能力。例如，在教学“观察物体”时，教师便借助AI技术的功能，将立体图形进行还原，让学生通过眼睛去全方位地感受这些物体的形状、特征。在教学之前，教师为学生布置了任务，让学生以分组的形式进行学习，之后，教师为不同的小组准备几个不同的立体图形，让学生进行自主分工，并对观察的情况进行记录，包括从正面、侧面、上面等多个角度观察出来的形状。教师通过这样借助AI技术进行情境再现，让学生们更加真实、亲切地感受到数学知识，培养了学生的空间逻辑思维，有效地促进了数学学习质量的提升。

三、AI数据分析，拓展空间思维

计算、数据处理，是数学学科的一项重要内容，它贯穿于整个小学时期的数学学习过程，是学生必须掌握的技能。因此，教师在运用AI技术进行数学教学时，要发挥出AI技术的计算能力、数据处理能力，并借助AI技术来处理数学课本里的一些知识和数据，以此来帮助学生检验自己的数据分析正确率，逐渐提升学生的数据分析能力。例如，在教学“位置与方向”时，教师可以结合AI技术进行数据的处理，帮助学生更好地分析不同位置和方向的特点，从而加深学生对位置和方向的记忆和认知，提高学生学习的效率。同时，教师可以让学生将自己完成的作业和AI得出的答案进行对比，分析自己出现错误的原因，通过这样的思维碰撞，拓展学生的空间思维。借助AI技术，学生也能认识到自己的不足，并及时进行弥补，不断地完善自己的空间思维、逻辑思维，实现数学学科学除运用AI进行课堂数据分析外，教师还可以借助AI技术对学生的学习情况进行分析，如输入学生的成绩、能力等数据信息，让AI技术对学生的数据信息进行分析，并按照不同的等级进行划分，将同一个等级的学生分成一个小组。教师可以根据分组的情况，进行分层教学，在日后的课堂学习环节中，让学生进行分层练习、分层探究、分层实践，这样能够让学生得到更有效的训练，从而逐渐拓展他们的空间思维。

结论：综上所述，AI技术是当前教育发展的方向，作为数学教师，我们要结合学生的实际情况及数学学科的特点，设计良好的教学策略，让AI技术和数学学科现完美的融合，从而有效地促进数学学科发展，进而提升学生的数学空间思维和逻辑思维能力。

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