一、选题依据

（一）核心概念界定

2.小学数学核心概念：小学数学核心概念是统领小学四大数学领域的基础关键概念，包含数与运算、图形特征、度量公式、统计概念等核心内容，具备抽象性、系统性、关联性特点，是学生搭建知识体系、发展数学思维、培育核心素养的核心基础，也是小学数学教学的重难点。

3.可视化教学：立足小学生具象认知特点，将抽象数学概念、知识逻辑与思维过程，转化为图形、动画、动态模型等直观载体，化解概念晦涩、逻辑难懂、思维隐性的问题，助力学生完成具象感知到抽象概括的认知提升。

4.教学路径：指本课题构建的系统化落地范式，涵盖课前筹备、课中实施、课后拓展、学情评价全流程，包含教学流程、资源设计、实施策略与评价机制，是适配数智场景、贴合小学生认知规律的可推广教学体系。

（二）国内外相关研究学术史梳理及研究动态

1.国外研究现状：国外可视化教学研究起步较早，形成了较为成熟的理论与实践体系。美国教育心理学家布鲁纳率先提出“直观性教学理论”，强调具象化呈现对概念学习的重要性，为学科可视化教学奠定理论基础。斯坦福大学学者帕波特提出建构主义可视化学习理论，认为动态可视化工具能够助力学生主动建构知识体系，提升概念理解深度。新加坡学者李锦辉在小学数学数字化教学研究中提出，依托动态建模工具可有效破解几何概念、数量关系等抽象知识的教学难题，显著提升学生空间思维与逻辑推理能力。近年来，国外研究聚焦数智技术赋能教学，美国学者史密斯开展AI可视化教学实验研究，证实智能动态演示、个性化可视化资源推送能够有效降低小学生数学概念学习的认知负荷。整体来看，国外研究侧重技术工具的研发与应用，但针对小学数学核心概念的专项可视化教学路径研究较少，缺乏贴合小学学段学情、适配常态化课堂的落地体系。

2.国内研究现状：国内小学数学可视化教学研究近年来蓬勃发展，贴合新课标改革要求形成丰富成果。华东师范大学张奠宙教授提出，小学数学教学需立足儿童认知特点，弱化机械记忆，强化直观感知与思维建构，明确了可视化教学的核心价值。南京师范大学吴永军教授聚焦思维可视化教学，提出思维导图、动态图示等可视化手段在数学概念教学中的应用策略，为课堂实践提供理论支撑。一线教学研究中，秦春花、聂代清聚焦数智赋能小学数学教学，证实动态建模、智能交互可实现抽象概念的具象化转化；钟燕燕结合小学课堂实践，总结出可视化教学的小组合作、动手实操、问题引导等实施方法；王春华则研究了信息技术支撑下的可视化自主学习模式，提出分层资源推送的教学策略。

当前国内研究存在明显短板：一是多数研究聚焦单一可视化工具或单一知识点教学，缺乏对小学数学全学段核心概念的系统性梳理；二是多数研究停留在传统信息化教学层面，对大数据、AI智能分析等数智融合新技术的应用研究不够深入；三是尚未形成标准化、可复制、全流程的数智可视化教学路径，实践碎片化、零散化问题突出，难以实现常态化推广应用。

（三）学术价值与应用价值

1.学术价值：本课题弥补了当前数智技术与小学数学核心概念可视化教学深度融合的研究空白，突破传统可视化教学碎片化、工具化的研究局限，构建系统化的教学理论框架与实施体系。通过梳理数智融合场景下小学数学核心概念的可视化教学逻辑，丰富小学数学数字化教学、概念教学的理论研究成果，为后续学科数智化教学、可视化课堂建构研究提供新的研究视角与理论参考。同时，本课题结合一线教学实践优化教学路径，完善小学数学核心素养培育的落地机制，推动小学数学教学理论与教育数字化转型理论的融合发展。

2.应用价值：在教学实践层面，本课题形成的标准化教学路径，能够为一线小学数学教师提供可直接落地的教学方案，解决教师抽象概念教学方法单一、可视化应用流于形式、数智技术不会用、用不好的教学困境，降低教学难度，提升课堂教学效率。在学生发展层面，通过数智可视化教学，助力学生直观理解抽象数学概念，理清知识逻辑，构建完整知识体系，培养空间观念、逻辑推理、数学抽象等核心素养，破解小学生数学概念理解模糊、知识碎片化、思维固化的学习问题。在教育发展层面，贴合教育数字化转型政策要求，推动数智技术与小学数学课堂的深度融合，助力小学数学课堂教学模式革新，为中小学学科数智化教学常态化、规范化实施提供实践范例。

二、研究基础

三、研究内容

（一）研究对象

本课题研究对象分为两大维度：一是教学客体，即小学1-6年级数学四大领域的核心概念，重点筛选分数、小数、运算定律、图形周长与面积、体积、统计概率等抽象性强、学生易错、教学难度大的核心概念，进行针对性可视化教学设计研究；二是教学主体，即小学一线数学教师、1-6年级小学生，重点研究数智融合可视化教学模式对教师教学能力、课堂教学质量的提升作用，以及对学生概念理解、数学思维、核心素养培育的促进作用。

（二）总体框架

本课题遵循“理论梳理—现状调研—路径构建—实践验证—优化推广”的总体研究框架，层层推进、系统开展研究。第一步，梳理数智融合、小学数学核心概念、可视化教学相关理论，界定核心概念，梳理国内外研究成果，奠定研究理论基础；第二步，通过问卷、课堂观察、访谈等方式，调研当前小学数学核心概念可视化教学、数智技术应用的现状，梳理存在的问题与成因；第三步，结合理论与调研结果，构建适配不同学段、不同类型核心概念的数智可视化教学路径；第四步，选取试点班级开展课堂实践，通过教学实验、案例分析验证路径的可行性与有效性；第五步，总结实践成果，优化完善教学路径，形成标准化实施体系、教学资源库与研究报告，完成成果推广。

（三）研究重点

1.小学数学核心概念分类梳理与数智可视化适配体系构建。结合小学学段认知梯度，将小学数学核心概念分为数量关系类、图形几何类、统计规律类三大类别，针对不同类别概念的抽象特点，匹配对应的数智可视化技术与呈现方式，明确各类概念的可视化教学侧重点。

2.数智融合视域下小学数学核心概念可视化教学路径构建。聚焦课前、课中、课后、评价四大环节，搭建包含资源智能筹备、动态可视化授课、个性化巩固拓展、大数据精准评价的全流程教学路径，形成标准化、可落地的教学实施流程。