摘要

伴隨著新課程改革的推行，小學數學教學面臨著更多更全面的要求。作為小學數學教學組織開展過程當中的關鍵性內容，圖形與幾何領域中的知識具有較強的抽象性，一定程度上提升了學生的理解學習難度。探究性學習能夠使學生圍繞項目自主積極地進行學習和實踐，提升圖形與幾何的教學效果。將AI技術與探究性學習結合，可以進一步為教學實效性賦能。基于此，文章立足于小學數學教學需求，針對AI技術賦能圖形與幾何探究性學習的策略進行探討研究，旨在為該領域的知識教學提供新的研究視角與方法論支持。

關鍵詞：AI技術；圖形與幾何；探究性學習

引言

隨著教育技術的飛速發展，人工智能（AI）技術作為一種前沿的教學工具，正逐步走進小學數學課堂。與傳統教學方式相比，AI技術能夠模擬人的思考、邏輯推理等智能過程，有效豐富了小學數學的教學素材和教學模式，取得較為顯著的教學效果。然而小學數學教學內容較多，不同內容與AI技術的適配性存在差異。圖形與幾何抽象性較強，探究性學習已成為該部分重要的教學方式。如何針對圖形與幾何內容的特點，有效利用AI技術，賦能探究性學習，成為當前教育工作者需要重點關注和著力解決的問題。

一、設置前置任務，打下認知基礎

圖形與幾何探究性學習兼具綜合性與抽象性，學習難度較高。為使有效的課堂教學時間得到充分利用，教師可以利用AI技術對教材、學情進行分析，設置有效的前置任務，為學生打下認知基礎，提升課堂教學的針對性、目標性。

首先，教師需制定明確、可操作的教學目標。AI技術賦能下，教師可將教學內容輸入AI，并結合學生學段發出提取教學重點、設置教學目標的任務，充分發揮AI技術大數據優勢，獲得更具針對性教學目標。以三年級下冊“長方形的面積”為例，學生已經認識了長方形、正方形、面積等概念，并掌握了面積單位，該部分內容屬于基于正向認知規律的自然發展。教師可提取“掌握長方形和正方形的面積計算方法”的教學目標，設置如下前置任務：

任務一——觀察與估算。發現生活中的長方形物品，估算這些物品的面積，運用合適的單位表示。

任務二——動手實踐。在AI生成的虛擬情境中，使用提供的尺子、標準面積方格紙等工具，對提供的不同尺寸長方形面積進行計算。

任務三——探索與發現。在AI虛擬情境中，運用標準方格紙制作符合指令面積的長方形，思考面積與長、寬之間的關系，記錄自己的體會。

這樣的前置任務形式多樣，有效連接了新知識和學生已有的認知，充分調動起了學生的探索意愿，為課堂上的探究性學習打下了堅實的基礎。同時，在前置任務中學生形成了初步的幾何直觀和推理意識，自主學習能力和自主探究的探索精神得到了有效的培養和提升。

二、搭建任務支架，引導思維深入

課堂探究是探究式學習的核心構成環節。AI技術賦能下，教師可充分發揮AI技術的直觀性、多元性優勢，結合圖形與幾何教學內容，對任務進行拆分，為學生搭建任務支架，使學生在層層相接的任務中實現思維的深入。

以“圓的認識”為例，該部分是學生初次接觸的曲線圖形，與長方形、正方形等直線圖形相比抽象性更強。教師可運用AI技術對教學內容進行分析，提取由直觀到抽象的知識設置規律，搭建任務支架。首先，教師可為學生提供如硬幣、圓盤、圓形餅干模具等生活中常見的、面積不一的圓形物品，將學生隨機分組，引導其通過觸摸，發現圓的共性。這樣的任務新穎有趣，可以有效吸引學生的興趣，學生在觸摸、分享中不斷交換意見。一段時間后，教師提出：它們為什么都是圓形的？的開放性問題，鼓勵學生說出自己對“圓”的認知。這一過程中，教師可使用DeepSeek等生成式AI工具，結合學生回答進行創作，使學生在直觀生成中驗證自己的猜想，深化學生的思維。經過思維碰撞和直觀展示，學生能夠逐漸發現圓的“中心點”這一共性。教師借機利用DeepSeek展示圓的形成過程，提出：從這個中心點到圓的邊緣任意一點的距離有什么特點嗎？使學生直觀理解圓的定義，即平面上所有與給定點（圓心）距離相等的點的集合。演示結束后，教師提出新的問題：是什么影響著圓的位置和大小呢？搭建新的任務支架，鼓勵學生上臺自主操作。在拉伸、旋轉中，學生發現圓心的位置的變化、半徑的變化等均會影響圓的位置、大小，對圓心與半徑概念形成了直觀認識。這時教師再次引導學生總結圓的概念，學生能夠得出 “圍繞一個定點并以一定長度為距離旋轉一周所形成的封閉曲線叫作圓”結論。教師再次延伸，利用DeepSeek生成一個一半在橫向面、一半在縱向面的圖形，使學生在第三次總結中得出 “在同一個平面內”的前提條件。

三、延展項目任務，調動高階思維

以 “平面圖形的周長和面積”為例，當學生在任務探究中，掌握了平面圖形的周長、面積計算后，教授可從空間想象的角度出發，運用DeepSeek為學生生成 “逆向”學習材料。教師生成滿鋪的邊長1 cm方格紙，設置任務：如果一個圖形的三邊長度分別為4 cm、6 cm、8 cm，請你在方格紙中畫出這個圖形，計算它的面積。這樣的延伸性任務抽象性更強，學生在AI技術的支持下，能夠自由勾畫探究，得出了高為6 cm，上底和下底分別為4 cm、8 cm的梯形等基礎圖形。教師可進一步引導，鼓勵學生探索其他可能符合描述的梯形，調動學生等積變換知識積累，使其在操作探究中意識到梯形的特點。在此基礎上，教師可適宜搭建支架，展示組合圖形，鼓勵學生繼續利用AI進行更深層次的探索，充分運用自身所學，進行不斷創新。

總結

綜上所述，AI技術賦能圖形與幾何探究性學習，能夠有效豐富學習素材，拓展學習方式，實現了教學課堂的個性化、精準化、高效化轉變，具有重要應用價值。小學數學教師需要主動行動，從實際出發，結合長期以來的實踐反饋，針對圖形與幾何部分內容和探究性學習要點，采取設置前置任務，打下認知基礎、搭建任務支架，引導思維深入、延展項目任務，調動高階思維等策略，不斷改進優化教學模式，以充分發揮AI技術的效果，促進學生能力和素養的發展。

參考文獻

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