借AI之翼,破界构建小学数学高质量课堂的实践探索

借AI之翼，破界构建小学数学高质量课堂的实践探索

摘要：AI赋能破界的小学数学高质量课堂“由境生问、由问启思”，可生成真问题，驱动深思考和催生强素养。基于此，本文以苏教版五年级下册第二单元《折线统计图》为例，探讨了如何借助AI智能技术破界构建小学数学高质量课堂，分别从情境创设、问题驱动、思维显现三个方面提出具体的建议。

关键词：AI技术；破界；小学数学；高质量课堂

引言

《义务教育数学课程标准（2022年版）》强调，要“注重情境设计与问题提出对学生主动参与教学活动的促进作用”，因此教师需引导学生在真实情境中发现问题、提出问题、分析问题并解决问题，将探究经验的积累作为课堂教学的主线^[1]。也就是要“以情境催生问题、以问题驱动思考、以思考落地素养”。然而，一些数学课堂情境、问题、思维“难破界”，存在情境单一、问题固化、思维隐身的情况。人工智能的应用可解决上述问题，为破解构建高质量数学课堂带来价值。

AI赋能破界构建高质量课堂的设计逻辑阐述

AI赋能的“情境·问题·思维”高质量课堂构建是以情境为起点、问题为载体、思考为目标的数学教学课堂。课堂中，教师能借助AI工具创设多元、动态的生活化情境激活学生思维，使其自然发现真问题，并通过智能提问循序渐进，驱动学生深入思考，最终学生回顾思维、解决问题，获得能力提升及素养成长^[2]。

图1 AI赋能破界构建高质量课堂建构的设计逻辑

（一）破情境之界，生成真问题

传统数学课堂的情境创设多以插图或教师口述为主，呈现方式单一、枯燥。因此学生只有被动获得问题，难有代入感和主动性。AI融入数学课堂能化抽象为具体、化静态为动态、化学术为生活，让数学与真实世界对接，使学生“不出课堂”却“融入生活”，自觉地发现问题和主动地想要解决问题，实现激活经验，唤醒问题。

（二）破问题之界，驱动深思考

情境萌发的问题具有发散性。传统数学课堂教师为规避这一发散性多以统一提问为主，但难以兼顾不同学生的思维节奏^[3]。AI应用下教师可关注学情，实现科学性诊断、分层式设问、针对性追问，让不同认知及能力水平的学生尽情发散思维，在自己的最近发展区内启动并持续深入思考，实现深度理解，分层思考。

（三）破思维之界，催生强素养

发展素养是问题与思考的最终落脚点。但从问题到素养中学生的思维是隐形的，因此教师只能见其结果，不知其如何思考才到达问题解决的彼岸，因此难以分析或指导。AI赋能下，学生的思考过程可以更清晰，教师可知学生在何处停止思考，在何处反复思考，又或者在何处豁然开朗。这不仅优化教师评价，也助力同伴互评、自我反思，延伸学生思考过程从“问题”走向“反思”，实现内化素养，外显思维。

AI赋能破界构建高质量课堂的路径探索

本文以小学数学苏教版五年级下册第二单元的部分内容为例进行探索，设计并构建了AI赋能下的“情境·问题·思维”小学数学高质量课堂构建路径：

图2 AI赋能破界构建高质量课堂的路径

（一）AI创设情境，让问题于感知中发芽

将AI智能工具引入情境创设过程可“化静为动”“无中生有”“随需而取”“一呼百应”，不仅能让学生在趣味互动的过程中回顾已有知识与经验，还能提高教师备课效率，为后续深度教学带来基础^[4]。

1.借助动画，唤醒认知

在《折线统计图》课堂中，教师可借助AI设计学生感兴趣或熟悉的场景作为切入点。比如学生感兴趣动画，可以用AI生成数字人导入；比如学生想要了解的气温数据，可以用AI合成校园内不同的天气场景；比如学生关注身高数据，可用AI生成与数据对应的身高“小人”，甚至“换脸”与班级学生对应动画形象。在本例中，教师可设计“跟着折线图去旅行”的主题情境。一是课前通过问卷星统计学生最想去旅行的地方形成条形统计图，让学生观察统计图说说哪个地方想去的人数量最多，最后引入主题——新疆。二是借助即梦AI生成新疆美景小视频并配音数字人：同学们，你想来大美新疆吗？你知道什么时候来最好吗？这里有一些关于新疆的数据可以帮到你。以上做法让学生很快步入主题，既激活他们旧知，又引入主题，激发学习兴趣。

2.智能提问，触发猜想

通过情境导入，学生联想到自己以前旅行的经历，比如没有攻略或纯文字攻略不靠谱的情况。因此教师可设计豆包智能体使其只给提示不给结果。课堂上学生可先观察关于新疆衣、食、住、行的四张折线统计图然后提出AI“气温的线这么陡，晚上还要穿棉袄吗”“7月份饭店的线一下子就上去了，怎么回事”等问题。这样的做法让学生自己先看然后问AI然后猜想，从而激活学生思维，促进他们探究。

3.聚焦冲突，生成问题

课堂上，教师可借助国家中小学智慧教育平台投票搜集的功能搜集学生猜想，然后将学生的猜想结论导出投屏。基于此，学生对于有不同观点的结论，就可形成新的问题。另外，教师还可让数字人引入之前看到过的一份纯文字“新疆旅行攻略”投给学生并引导：根据这些折线图，你觉得这份攻略正确吗？在这样的不同观点、不同结论对比下，学生会主动分析统计图并生成可以解决的问题如“去新疆真的只用带短袖吗”“酒店真的随叫随到吗”等，最终为下一步深度思考铺垫。

（二）AI驱动问题，让思维在碰撞中进阶

问题生成后，教师可对班级中不同基础的学生进行分层、分组，使其在一定发展区完成解决问题的任务。同时教师还可引入AI数字人、DeepSeek等用于针对性回答学生问题以及制作带描点、连线、标数的折线图等，以此达到智能引导、动态分析的效果。

1.诊学定问，分层推送

在进入探究环节之前，教师首先需要了解学生对统计图的已有认知水平。因此教师可借助问卷星AI分析功能向学生平板推送读数值、看陡缓、说原因的前测题，然后使AI自动批改并生成学情报告，从读图、析图、选图方面具体分层。分层后进行异质分组，教师可从已知的真问题中为各组各层分配任务。探究中，教师需提前设置不使AI给定答案，而是以提示词方式发挥智能导向作用，让学生在不同起点的探究任务中真正动手动脑，找到适合自己思考的切入点。

2.探中追问，实时反思

图4DeepSeek生成HTML动态折线图

学生分组展开探究，教师巡堂观察，可适当追问并提示用AI找原因。例如在探究新疆某地区的气温时，“衣组”A层的学生先得出“有9天温差超过10℃”的结果时就认为“只带短袖就可以”不准确，而B层学生是列算式用最高温减最低温算出每天温差来得出“只带短袖就可以”不准确。由此可见，不少学生只会读数据、比大小，对折线统计图反应“速度变化”的特点不清楚。因此教师可追问：你们算出了哪两天温差最大，但温差大和温度变化快是一回事吗？于是教师可借助DeepSeek生成HTML动态折线图，一边拖动折线各点一边解释什么情况是温差什么情况是温度变化快。以上做法让学生在深入思考和具体观测中理解折线统计图陡缓变化的分析价值，使其思维由浅层读图走向深层析图，实现了深度学习。

3.聚议深问，分析总结

各组任务完成后，教师可组织总结会，利用希沃白板投屏展示学生结论：①“带短袖就行”是不对的，可用“洋葱式穿衣法”，因为新疆昼夜温差大；②手抓饭的暑期热度上升最快，比较推荐；③“随到随订”也不太多，暑假是旅游高峰期，建议提前两周订房；④周末新疆的车流量很多，建议周中出行。结合结论，教师可借助AI设计并出示4幅动态折线统计图深度提问，比如哪组的结论最让你意外？有没有互相矛盾的地方？各组都用折线图分析数据得出结论，但结论的可靠性取决于什么？数据越多攻略就越靠谱吗？通过这样的深度思考，学生可以总结折线统计图数据分析的“三步法”：看趋势、算快慢、找原因，培养学生数据分析意识。

（三）AI显现思维，让素养自评价中落地

评价、反思、展示是学生学习任务完成后思维外显的重要平台，能让学生回顾整个思考过程来完善认知、巩固新知、深化思维AI应用，教师导图式、对比式、表格式等显现学生思维，增进素养落地。

1.还原思维，呈现路径

任务结束后，教师可提问：你最开始怎么想的？中间什么让你改变了想法？现在你的结论是什么？学生回答时，教师可结合讯飞语记等进行录音转文字，然后将其回答输入DeepSeek，指令为：请将以下学生发言整理成思维变化对照表，含最初想法、转折点、最终结论。然后，教师可将学生思维过程用导图方式呈现并分享给学生，引导学生在“凭感觉、看数据、下结论”的过程呈现中认同数学价值、总结思考经验。

2.对比品析，典型归类

在任务完成环节，学生和教师共同总结了“三步法”，那么这套方法可以迁移吗？因此教师可引入课后例题或典型例题，请学生上台用三步法阐释。课后作业方面，教师可布置“制作本市旅行攻略”的任务启发学生对比迁移。总结完成后，教师可借助讯飞语记、DeepSeek和爱图表等的AI工具发挥问题聚合提炼作用，实时收集学生提问并生成词云，快速锁定共性疑惑，让课堂反思回顾更聚焦。

3.三维评价，再构认知

课堂结束前，教师可从自评、互评、师评三个角度展开评价来增强学生数据意识和反思能力。比如自评方面可引学生反思：①我能否从折线图中看出整体趋势？②我能否算出变化速度、判断折线陡缓？③我能否结合背景信息解释数据变化的原因？互评方面可从“他的结论有没有趋势分析？有没有速度计算？有没有原因解释”等方面展开。师评方面则可借助问卷星AI、DeepSeek等形成学习简报。以上做法既有多主体评价的全面性又有人工智能评价的准确性、公平性，提高了教师评析效率，能推进学生数据意识的形成和思维能力的有效成长。

AI赋能破界构建高质量小学数学课堂的成效与反思