AI 驱动小学数学校本实践：六年级‘智’绘停车场案例解析

生成式人工智能助力小学数学个性化教学

——基于六年级数学综合实践课“‘智’绘停车场：多边形面积的拓展”的探索

摘要：生成式人工智能凭借精准的资源供给、动态的学习支持及个性化的反馈机制，能够紧密贴合学生的认知特点与需求，是推动个性化教学落地、促进学生素养差异化发展的关键力量。本文以六年级数学综合实践课“‘智’绘停车场：多边形面积的拓展”为案例，依托“师—机—生”三元协同模式，从课前智能备课精准适配学情、课中三元协学促进思维进阶、课后智能拓学实现素养迁移三个维度展开实践，深入探讨生成式人工智能在个性化教学中的应用路径。

关键词：生成式人工智能，小学数学，三元协同，精准教学

《教育强国建设规划纲要（2024—2035 年）》明确指出，应将人工智能作为核心技术以推动教育高质量发展。小学数学教学是学生素养发展的关键载体，然而传统教学模式在资源配置的精准度、教学设计的创新性以及评价反馈的及时性等方面仍存在短板。黎加厚教授指出，生成式人工智能推动了学习方式的变革，合理运用其辅助教学，并结合学习者自身的独立思考、批判性思维与创造性思维，能实现学习的优化。［1］作为新质生产力的代表，生成式人工智能凭借其庞大的语料库及卓越的交互理解与对话能力，为教学革新带来了前所未有的机遇。［2］

生成式人工智能与教学的深度融合，能够重塑教学模式，推动学生从单纯的知识学习向核心素养发展进阶。智能工具促使教学模式由“师—生”二元结构向“师—机—生”三元结构转变。［3］以六年级数学综合实践课“‘智’绘停车场：多边形面积的拓展”为例，围绕停车场设计方案展开信息交流、方案设计及三维建模等活动，在解决真实问题的过程中，帮助学生积累活动经验，发展模型意识、创新意识等核心素养，生动展示了生成式人工智能赋能小学数学个性化教学的完整过程。本节课的教学模式如图 1 所示。

该模式以“师—机—生”三元协同为主线，构建数据驱动的课前、课中、课后闭环：课前，教师利用生成式人工智能进行学情分析与资源智能生成，学生完成知识诊断与问题定位；课中，教师实施精准引导与思维可视化，学生开展互动探究与模型建构；课后，教师进行多维评价与教学反思，学生完成自我反思与拓展模型，从而形成人机共生、能力进阶的高效课堂新生态。教学中，通过智能备课、三元协学与智能拓学三个关键环节，系统推进教学模式重构与学生个性化发展。

一、智能备课，赋能个性化教学

课前，教师借助智能工具，生成所需的教学资源和教学设计并加以优化，精准诊断学情。在本节课中，利用生成式人工智能搭建本课的智能体——“智”绘停车场，并推送适合不同程度学生的学习任务。智能备课有效解决了传统备课中搜集、整理教学资源耗时过长、教学设计创新点匮乏、学情了解不全面等问题。这一过程既释放了教师的专业潜能，促进了教学的高效开展，也激发了学生的学习热情，推动了学生的个性化学习。

（一）智能备课，助力教学设计

智能备课的流程体系为“需求输入—智能生成—人工优化”。如在“‘智’绘停车场：多边形面积的拓展”这节课中，教师先基于教学目标设计前测单，通过智慧教学平台发布任务并生成学情数据；随后基于学情数据，应用生成式人工智能生成“‘智’绘停车场：多边形面积的拓展”的教学流程，经人工细化优化后输入大模型，生成详细的教学设计；最后由教师再次修改、完善教学设计。

（二）智助预习，精准适配学情

学生利用生成式人工智能实现个性化预习。在生成式人工智能的支持下，学习内容的供给不再完全预设，而是可根据学习者、情境及特定功能需求即时生成。［4］生成的学习任务符合学生的认知规律，让学生学得更精准，真正实现个性化学习。

例如，在“‘智’绘停车场：多边形面积的拓展”课程中，生成式人工智能依据学情报告，为不同学习层次的学生推送个性化学习任务。针对基础薄弱的学生，推送互动问答以复习平行四边形面积公式，并完成如“已知底 6 米、高 2.5 米，计算车位面积”等基础练习；对于中等水平的学生，推送探究不同类型车位（垂直式和平行式）面积差异的任务；而对学有余力的学生，则推送根据学校门口空地尺寸设计合理停车场方案的任务。引导学生初步感受数学知识与解决实际问题的联系，充分做好课前探究性学习的准备，真正实现因材施教。

二、三元协学，重构教学新模式

三元协学是以教师、学生、人工智能为三元主体，通过明确的角色分工、数据驱动与反馈调节，使课堂教学形成互补与增效的协同，从而实现高