ARTICLE · 1235507
【小学数学AI赋能论文】AI赋能小学数学实操课堂落实核心素养培育——以“曹冲称象”教学实践为例
AI赋能小学数学实操课堂落实核心素养培育
——以“曹冲称象”教学实践为例
【摘要】在教育数字化转型背景下，《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确要求强化信息技术与数学教学深度融合，聚焦核心素养培育。“等量的等量相等”作为小学三年级数学核心思想方法，其抽象性强，与学生具象思维特点存在矛盾，是一线教学难点。本文结合“曹冲称象”一课完整学习活动设计，立足一线教学实际，依托课堂现有的多媒体交互设备、学科虚拟仿真平台等数字化工具，在课堂导入、原理探究、情境模拟、拓展提升等环节开展实操应用，分析其破解教学难点、激发学生参与、落实核心素养的实际作用。
【关键词】数字化工具赋能；小学数学；等量的等量相等；核心素养；一线教学
《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确将“等量的等量相等”列为小学第二学段数学基本事实，把“曹冲称象”的故事与“尝试利用等量的等量相等进行推理”联系在一起，凸显其在数学教学中的核心地位，同时强调要强化信息技术与数学教学的深度融合，助力核心素养培育[1]。演绎推理的教学方法首次进入小学，贯穿了整个义务教育阶段，这是新课标在课程内容方面的一个新变化。“等量的等量相等”是欧几里得公理体系的第一个公理，虽然小学阶段以归纳推理为主，演绎推理的机会并不多，但此次“课程标准”作为加强小学生推理意识的一个初步尝试，将其作为小学生接受演绎推理的发端。因其抽象难懂，而三年级学生以具象思维为主，传统实物演示、板书讲解模式，易导致学生“听得懂、不会用”“会操作、不会说理”的困境。故以真实的情境呈现，尝试着用“传递性”基本事实对现实问题做出推理解释，希望以此促进学生推理意识的形成。
我们以“曹冲称象”典故为载体，依托学校现有多媒体交互硬件、数学学科虚拟仿真平台，将数字化工具融入课堂各环节，通过戏剧引入、虚拟仿真实操等活动，将抽象原理转化为具象场景，破解教学难点。
一、交互智能设备辅助戏剧引入
导入环节的核心是激活学情、激发兴趣、引出探究主题。结合学习活动设计，我们借助希沃交互智能投屏设备优化情境呈现，提升课堂效率。教师引导学生回顾“曹冲称象”课文后，组织观看自编课本剧。在此期间，教师利用投屏设备实时抓拍课本剧关键场景画面，投屏展示并圈画标注核心情节，同时在交互白板上推送两个核心问题，引导学生带着问题观看，聚焦称象核心操作。如教师引导学生观看课本剧“曹冲称象”，紧接着提问：大臣们提出了哪些称象方法？为什么不可行？曹冲是怎么称象的？他的方法分几步？此环节依托课堂常态化交互硬件完成，操作简便，有效调动了学生积极性，实现“情境激趣-聚焦重点”的目标，为后续探究做好铺垫。
二、学科虚拟仿真平台助力原理探究
理解“等量的等量相等”是本节课核心重点。结合学习活动设计，我们使用小学数学学科虚拟仿真平台（睿智云）中的虚拟天平模块，将抽象等量关系转化为具象实操场景。教师通过仿真平台推送两组天平平衡场景，学生通过平板自主操作，添加、替换物品，直观感知“天平平衡即质量相等”；平台给出适度的操作提示，学生自主推理得出“1个西瓜=3个菠萝=5个苹果”的结论。学生可反复操作验证，深化对“等量”的理解，自主发现“等量的等量相等”这一核心原理。
随后，教师布置小组任务，引导学生利用希沃白板课堂创作功能，小组合作创编、分享生活中体现这一原理的小故事，并用简单式子表示规律；学生实时上传作品并展示，教师结合学生作答现场点评，提示学生完善表达。此环节彻底改变传统教学模式，让学生在实操中探究规律，突破教学重点，培养逻辑推理与表达能力。
三、学科虚拟仿真平台赋能情境模拟
“情境模拟，揭示曹冲称象科学原理”是本节课难点，核心是让学生运用“等量的等量相等”原理解释称象方法，理解“大象质量=石头总质量”，掌握“总量=各分量之和”的补充结论。结合学习活动设计，我们继续依托小学数学学科虚拟仿真平台（睿智云）的曹冲称象仿真交互模块，让学生分组分工实操，复刻曹冲称象全过程。钱建军研究指出，从儿童认知特点出发，曹冲称象的教学核心是引导学生理解“等量的等量相等”，而具象化的实操活动是实现这一目标的关键。
