小学数学大单元教学与人工智能融合的策略
摘要
关键词
小学数学;大单元教学;人工智能;融合策略
正文
《义务教育数学课程标准(2022年版)》倡导探索大单元教学、开展跨学科学习,强调促进信息技术与数学教学融合。大单元教学以“大概念”整合知识点,注重培养学生整体思维与问题解决能力,是落实核心素养的关键。但传统教学下,教师难精准把握学情,大单元教学易“统一化”“表面化”。人工智能凭借数据采集分析等功能,能提供“精准化”“个性化”支持,如智能学情分析助调整目标,资源平台整合适配资源,辅导工具提供个性化学习支持。研究二者融合策略,顺应趋势且能破解实践难题。一、小学数学大单元教学与人工智能融合的现存问题
(一)教师对融合的认知与能力不足
部分小学数学教师对大单元教学的内涵理解不深入,将“大单元”简单等同于“知识点的堆砌”,缺乏对单元整体逻辑的设计能力。同时,教师的信息技术应用能力薄弱,仅能使用PPT、在线作业等基础功能,无法将人工智能技术与大单元教学的目标、内容、评价深度结合,导致技术沦为“形式工具”,未能发挥其“精准支持”的作用。
(二)人工智能教学资源适配性差
当前市面上小学数学人工智能资源多围绕“碎片化知识点”,如口算、公式背诵等,缺乏与大单元教学匹配的“整体性资源”。以“图形的测量”大单元为例,现有资源多聚焦单一知识点,缺少对大概念的整合,难以满足“知识迁移”“综合应用”需求。而且部分资源难度与小学生认知水平不符,过简或过难,都不利于学习。
(三)学情分析缺乏精准性与动态性
大单元教学要求教师精准把握学生“已知”与“未知”来设计差异化活动。传统教学靠课堂提问、作业批改了解学情,效率低且难覆盖认知差异。部分学校引入人工智能学情分析工具,但多数只能分析“知识掌握情况”,无法深入“思维过程”;且多为“静态分析”,无法实时跟踪大单元学习中学生的认知变化,致使教学调整滞后。
(四)评价反馈体系不完善
大单元教学重视“过程性”与“综合性”评价,关注学生多方面能力。然而当下人工智能评价工具多侧重“知识结果”评价,如自动批改客观题,缺少对“过程性表现”的评价功能,像小组合作贡献、问题解决思路等。而且评价结果反馈形式单一,多以分数或等级呈现,无法为师生提供具体改进建议,“诊断与改进”作用难以充分发挥。
二、小学数学大单元教学与人工智能融合的具体策略
(一)依托人工智能重构大单元教学目标
教学目标是大单元教学的“指南针”,需精准结合核心素养、学科知识及学生学情定位,人工智能借助“数据整合分析”能为其重构提供支撑。
在核心素养与知识目标匹配上,利用人工智能课程标准解读工具,可将数学核心素养细化为具体能力指标,并与大单元知识内容匹配。如在“百分数的应用”大单元中,该工具能自动关联“数据分析观念”核心素养,生成“能通过百分数分析实际问题数量关系”“能依据数据做简单判断”等具体目标。
在基于学情的目标分层方面,通过智能学情诊断系统,在大单元教学前测试学生“知识起点”与“能力水平”,生成学情报告并分层,教师据此调整目标,达成精准教学。
(二)借助人工智能整合大单元教学资源
大单元教学对教学资源有“整体性、关联性、多样化”要求,人工智能可借“资源聚合与适配”构建大单元资源库。
资源聚合上,利用人工智能资源检索与整合平台,输入大单元主题,如“圆柱与圆锥”,平台能从多渠道自动聚合微课视频、探究任务单、虚拟实验等资源,并按“单元导入—新知探究—巩固应用—总结提升”环节分类整理,形成完整单元资源链。
资源适配方面,借助智能资源适配算法,结合学生年级、认知水平、学习风格,为不同学生推荐适配资源。像给“视觉型”学生推荐圆柱展开动画,为“动手型”学生推荐虚拟拼接实验,兼顾大单元教学整体需求与学生个性化学习特点。
(三)利用人工智能实现学情动态分析
精准、动态的学情分析是大单元教学“因材施教”的核心,人工智能以“多维度数据采集与实时分析”构建学情分析模型。
数据采集上,大单元教学中,智能课堂互动系统采集答题速度、正确率等“课堂参与数据”;智能作业系统获取错题类型、解题时间等“作业数据”;智能小组合作平台记录发言次数、贡献度等“合作数据”。还借助语音与图像识别技术,捕捉口头解题思路、画图分析过程等“思维过程数据”,实现全面采集。
实时动态分析时,模型即时处理数据生成“动态学情仪表盘”,教师借此掌握学生情况,灵活调整教学,实现“以学定教”。
(四)通过人工智能完善评价反馈体系
大单元教学评价需兼顾“过程”“结果”“知识”“能力”,人工智能可通过“多维度评价与个性化反馈”构建完善体系。
在多维度评价上,人工智能评价系统将知识结果与过程表现评价相结合。知识结果方面,能自动批改客观题、语义分析主观题;过程表现方面,利用视频分析小组合作参与度与沟通能力,借助思维可视化工具分析知识整合能力,生成全面报告。
个性化反馈中,系统为教师提供教学改进建议,为学生规划学习改进路径,推送针对性练习资源,形成闭环。小学数学大单元教学与人工智能融合是必然,能破解诸多教学问题,实现精准教学与个性化学习。不过融合需多方保障,未来还要探索“智能+”新形态,提升教学质量,助力学生全面发展。
参考文献
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