用数学的眼光解决生活中的真实问题

【摘 要】本案例探索了智能技术融入小学数学项目学习的实践策略：构建智能交互平台，助力学生个性化学习；构建虚实融合场景，实现设计方案的模拟应用；构建智能共享空间，实现资源共享共用；构建智能协同系统，促进学生深度学习。依托智能平台提升项目学习质量，促进核心素养培育落地生根。

【关键词】智能平台；项目式学习；素养导向

【中图分类号】G434 【文献标志码】A

【论文编号】1671-7384（2024）08-074-02

项目实施背景

为更好地落实《义务教育课程标准（2022年版）》的课程理念，促进学生逐步形成适应终身发展需要的核心素养，团队教师以项目式学习为突破口聚焦真问题，带领学生真实践、真思考，促进学生做中学、用中学、创中学，培养学生综合运用所学知识和方法解决实际问题的能力。采用项目式学习推进日常教学将成为核心素养落地的一个有力抓手，但项目学习耗时长，涉及的领域广，关联的学科多，对教师和学生的要求相对较高。本案例尝试借助人工智能平台解决小学生在项目过程中的难点问题，以期助力小学生高质量完成项目，提升小学数学项目式学习的效果。

项目学习应用案例

1.项目主题概述

“家庭装修我参与”项目基于生活中的实际问题——家庭装修，引导学生从粉刷墙面和铺设地砖任务入手，应用长方形、正方形周长与面积的相关知识解决家庭装修中的实际问题，解决真实情境中的真实问题，培养学生的问题解决能力。在教师的引导下，学生自由结合成项目小组，讨论并自主确定活动目标、活动内容和研究方法，依托智能平台围绕“家庭装修”积极开展调查研究。在此基础上，学生积极尝试并采用实地测量、模拟制作、上网搜集资料等多种研究方法，设计研究方案，呈现研究成果并进行推广应用。

2.项目案例实施片断

（1）粉刷墙面任务

小组讨论制定计划，卧室四壁和房顶刷白色涂料。让学生思考：整个卧室需要粉刷几个面？哪几个面？学生通过讨论得出：只需粉刷四壁和顶面这五个面。

小组探究：需要测量哪些数据？学生带着问题实施项目，进入房间测量所需数据并在智能平台上输入数据，计算需要粉刷的面积。

有的小组测量每一面墙的长和宽，有的小组只测量房间的长、宽、高，各组测量进度及数据标注在智能平台的立体空间中。学生借助智能平台实现立体空间和平面图形之间的不断转换。智能平台上的数据随着项目进展时时更新显示，各组相互借鉴交流。

小组分工查询需要哪些程序，购买什么材料。小组分工合作，有的查询涂料的种类、价格、质量，有的制作效果图，有的核算价钱。小组成员高效率参与项目实施。小组合作制作效果图，学生借助智能平台，输入数据，选择位置，绘制房间效果图。在虚拟立体空间场景中，学生找到了对应的边和对应的面，感悟到了相对的边与面相等。得出只要测量出房间的长、宽、高就可以计算出整个房间的面积。技术助力很好地培养了学生的空间观念。

设计意图：粉刷墙面主题任务分为三个子任务，一是测量数据并正确标注；二是绘制房间平面示意图；三是设计房间立体效果图。三个子任务的完成主要依托睿知云智能平台的智能技术，助力学生高质量完成任务。平台内搭建了智能分析助教功能，利用人工智能技术实现对课堂上学生反馈的动态分析，并将状态和趋势反馈给教师，协助教师对项目进展情况做出判断。

（2）铺设地砖任务

学生上网查询地砖规格及单价，借助互联网查询地砖规格，如，客厅地砖尺寸、卫生间地砖尺寸、厨房地砖尺寸等相关信息。学生根据测量数据进行设计计算。思考35平方米的地面铺设哪种规格的地砖最合适、需要铺多少块砖，不能准备太多以免浪费等问题。学生依据房间面积、长、宽等数据，结合所选地砖规格进行计算。先独立计算，再回到场景中输入数据叠加计算。智能平台、虚拟现实等技术营造了一种融合现实物理空间与虚拟数字空间的崭新空间。学生进行精准计算。具体核算出如果不能全铺设整块jyRhVO7jYRUIG4iLjAs9lskQ40iRIzCKrNs56ghfBqs=的，需要切割多少个半块地砖。

设计意图：平台呈现若干种铺设方案，通过观看实际效果图，小组共同决定采用哪种铺设方案。学生输入房间地面长、宽数据，并更换地砖规格，场景呈现不同铺设效果图。智能平台集成和综合各类信息技术，形成了技术赋能下丰富的场景集合，即虚实融合场景，在这种融合场景下，学生可以融合时间、空间、情感、行为等，实现无缝衔接、时空融合与交替，进行全新的融合学习，如图1所示。

全班交流。传统汇报形式融入真实场景，有思考、有设计、有检验。学生集合各种设计方案与智能技术进行多种方案组合搭配，显示每一种搭配设计效果。学生沉浸在技术赋能的场景中，感受真实的铺设效果。系统自动匹配不同材质地砖，显示单价及总价格。学生根据预算和效果综合考虑。

设计意图：智能平台助力铺设地砖项目任务实施，一是智能平台上及时更新地砖尺寸、价格等信息；二是模拟真实场景铺设地砖效果图；三是呈现前面粉刷与地砖铺设融和一体效果图；四是构建智能共享空间，实现资源共享共用；构建智能协同系统，促进学生深度学习。平台通过导入互动反馈技术，实现了基于平板电脑等移动终端设备实现课堂或远程交互式学习的功能，也为学生学情动态采集和归档提供了便利。平台拥有一套独立算法的几何图形演算模型，用于模拟平面几何中切割、变形、移动产生的图形变化效果。学生由场景“外”到场景“内”，互联网成为学生虚与实融合的学习环境，学生随时可“居”在其中。智能平台利用多种技术构造虚拟数字环境，学生主动或无意识地融入场景，形成融合身份、时间和空间的一种新学习图景。

实施成效

1.智能平台助力学生解决项目式学习中的难点问题

智能技术有效融于项目式学习，交互式智能平台助力学生解决了粉刷墙面和铺地砖中的难点问题。尤其是成果的模拟，学生在项目实施设计与成果验证环节费时费力，缺乏信息技术支撑，而智能技术创建了一个真实的装修场景，学生沉浸在完全虚拟的房间但又有很真实的场景体验。现阶段，虽然智能技术辅助的作用还有局限性，但仍然对学生有很大的帮助。强大的技术构建了真实的操作场景，学生在真实的虚拟情境中，按照自己的思路进行个性化的学习，高效、便捷，提升了项目学习的效益。

2.在真实情境中培养学生问题解决能力

项目式学习强调学习者在真实情境中发现问题、分析问题、解决问题。在这个过程中，涉及到学习者的思维方式、知识的获得方式、问题的处理能力等多种素养，项目式学习的学习目标旨在培养学习者的综合素养。“家庭装修我参与”项目案例，让学生在应用数学及跨学科知识解决真实问题过程中，实现了在实践中运用知识、盘活知识，在解决实际问题的过程中，进行再探索、再创造、再提高。

编 辑：卢秋红