探讨人工智能助力自制教具强化高年级学生数学建模素养

☉李 婷

教具的重要性在数学课堂中展现得淋漓尽致，对于高年级的学生来说，除了要掌握更加复杂的数学知识，也需要了解教学辅助工具的适用方法与制作方法，这样才能更深刻地理解数学知识，才能掌握学习数学的方法。教师通过人工智能的帮助与学生共同完成自制教具，不仅能激发学生的学习兴趣，还能培养学生的思维与动手能力，对于提高学生数学建模素养有着极大的帮助作用。

一、人工智能助力自制教具强化高年级学生数学建模素养的意义

（一）激发学生兴趣，引导学生学习

数学知识复杂多变，教师使用正确的方式进行教学能有效激发学生学习兴趣，促进学生自觉自主地学习，并在数学学习中找到乐趣。在人工智能越来越普及的今天，教师可以利用人工智能带领学生自制数学教具，这样不仅能让教具的作用凸显出来，也能让学生对数学学习产生更多的兴趣，数学课堂的教学效果也会在一定程度上得到提升。

（二）学生积极参与，构建活力课堂

自制教具不光是教师的工作，教师可以引导学生一起完成教具的制作，这样才能让学生有积极参与感，构建高效活力的数学课堂。教师在进行数学教学时，会为学生构建相应的教学场景，通过这样的方式引导学生沉浸到数学知识的海洋当中，自制教具有助于教师完成教学情境构建，让教师可以顺利完成教学任务、达成教学目标，也可以让学生从更多不同的角度理解数学，积极投入到数学教学活动之中。

（三）借助自制教具，培养创新能力

创新能力是现代社会发展需要的主要能力之一，数学教师在进行教学的过程中，可以通过自制教具培养学生的创新能力，让学生具备创新数学思维，把学生培养成综合能力过硬的优质数学人才。学生是教学的主体，教师应当充分发挥自己教学引导者的作用，利用人工智能自制教具，帮助学生学习更多数学知识，掌握更多数学知识的应用方法。通过自制教具，能够将抽象的数学知识具象化地呈现在学生面前，加强学生的理性思维，让学生学会运用自己的逻辑思维解决数学问题，这对培养学生数学创新能力有着极大的帮助作用。

二、人工智能助力自制教具强化高年级学生数学建模素养应坚持的原则

（一）坚持直观性原则

数学教学应当首先培养学生的逻辑思维，这有助于学生理解抽象难懂的内容，自制教具能够开发学生的思维，教师应当坚持直观性原则，以教材内容为支撑，然后利用自制教具帮助学生对数学知识有更加深刻的理解。学生在学习数学的过程中会遇到许多的问题，教师应当在人工智能帮助下完成自制教具的开发，并在课堂上合理利用教具，以此来提升数学教学的整体效果［1］。

（二）保证教育性原则

教具开发的主要目的是满足数学教学的需求，教师在自制教具的过程中要保证教具的教育性原则。数学知识中有许多的重点与难点，需要借助教具的帮助完成学习，人工智能助力下完成的自制教具能够突破教学的重难点，让学生的学习过程更加轻松。教师可以在教学中培养学生的思维与动手能力，让学生通过教具的制作理解数学知识的结构，更加快速地加深对数学知识的记忆，这样不仅提升了教学的质量，也让学生对数学学习产生了更多的兴趣。

（三）保持创新性原则

教师作为教育的引导者，需要完成教学创新，要适应当前的教学发展节奏，用全新的教学理念完成教学指导工作，教师在自制教具的过程中要始终保持创新性原则，对教学资源与教具进行合理利用，让教具可以在数学教学中凸显作用。人工智能不仅是时代发展的产物，也是促进教学效率的主要手段，教师利用人工智能完成自制教具，不仅能更高效地提升教学的质量，也能引导学生更快速地掌握数学学习方法，并在数学学习中找到乐趣。教师可以带领学生制作一些具有趣味性的教具，通过这样的方式吸引学生的注意力，让学生对数学学习产生浓厚的兴趣，学生能够使用趣味性教具解决数学难题，这样不仅活跃了课堂的氛围，也让数学教学更加高效［2］。

三、人工智能助力自制教具强化高年级学生数学建模素养的有效策略

（一）进行课堂导入，激活学习兴趣

1．生活材料自制教具

对于学生而言，数学学习能力的产生更多来自对数学知识的学习兴趣，数学知识当中有许多的内容都能激发出学生的学习兴趣，教师要做的就是从这些内容中找到吸引学生的兴趣点，利用自制教具能凸显出数学的魅力，从而让学生可以更投入地进行数学知识学习。教师要引导学生寻找生活中的各种材料，通过这些材料制作出趣味性教具，这样不仅能让学生有较深刻的实践操作体验，也能让学生对数学产生好奇，能始终保持对知识学习的热情。教具与教学的内容需要高度契合，许多生活中的材料都能成为自制教具的素材［3］。教师要引导学生观察生活中的细节，把能用到的材料收集起来，这样既能完成教具的制作，又能达到环保的目的。在制作教具的过程中，学生不仅能提高动手能力，还能增强创造能力，不同的材料组合方式可以制作出不同的教具，这些教具能提高教学的效果，也能让学生的数学建模能力得到增强。

2．师生合作制作教具

在过去传统的数学教学中，教师使用到的教学工具比较单一，无法满足数学教学的实际需求，也不能保证教学的进度，就算用到自制教具也大多是教师独自完成制作，学生不了解制作的过程，也不能准确认识教具的用途。为了提升高年级学生的数学建模素养，教师应当带领学生一起完成教具的制作，让学生参与到自制教具的过程中，这样学生不仅能提升动手能力，还有利于培养学生的逻辑思维，也让学生通过教具更深刻地理解数学知识，能够深入进行数学知识学习。教师可以先制作一部分基础教具，让学生在此基础上最终完成教具的制作，教师要给学生讲解教具的用途与制作方法，让学生用自己的理解试着制作完成，这样的过程能让学生更加专注，能在学生心里形成完整的构架，让学生了解数学知识的内涵。高年级的学生已经具备了一定的理解能力与动手能力，教师只要适当引导就能开发学生的思维，让学生可以在传统教具的基础上完成创新，从而提高学生的建模素养，让学生可以在数学学习中更加轻松，也能更全面掌握数学知识与学习技巧，这对数学高效课堂的构建有积极的推动作用［3］。

（二）借助自制教具，突破教学难点

1．及时发现教学难点

数学知识当中有许多的重点与难点，一旦学生无法突破重难点，对之后的数学知识学习就会造成极其严重的影响，甚至会让学生产生挫败感，从而失去对数学知识的学习兴趣。教师可以借助自制教具的过程突破教学中的难点，让学生在制作教具时能更深刻理解数学知识的构成，这样学生才能顺利掌握重难点知识，才能进行之后的深入学习。教具的制作要有足够的想象力，要能把抽象的知识具象化呈现出来，教师要引导学生掌握制作细节，了解数学知识的内容，这样才能完成重难点学习任务，提高学习的质量与效率。

2．主动培养科学素养

利用教具完成数学课堂教学目标，可以成功培养学生的科学素养。数学是非常重要的基础学科，学生需要掌握更多的数学知识，才能在之后的学习与生活中提高个人能力。教师带领学生利用人工智能完成教具制作，不仅是对学生动手与创造能力的培养提升，也是强化学生逻辑思维、提升课堂教学质量的有效方式。学生的科学素养得到提升，才能更好地完成接下来的数学知识学习任务。

（三）利用教具探索新知，培养学习能力

1．加深数学概念理解

在对自制教具进行探索的时候，能帮助学生更好地感知数学概念，理解数学知识的形成过程。教师带领学生制作教具不仅能提高学生的数学知识应用能力，还能锻炼学生的思维，让学生学会使用正确的数学知识解决生活与学习中遇到的问题。教师除了要带领学生完成教具的制作，还应当创新教学的方法，尽量多地使用自制教具，加深学生对数学知识的理解，让学生有更加直观的学习体验。教师在课堂上利用人工智能完成教具的制作与演示，可以帮助学生加深学习印象。教师要为学生营造良好的教学氛围，让学生在教学情境中学会合理使用教具完成学习目标，这样才能发挥出教具的作用，也能凸显智能教育的效果。

2．培养合作探索精神

教具的制作可以是由个人来完成的，但也可以通过合作完成。教师可以在带领学生自制教具的时候给学生划分小组，让小组成员之间相互配合，完成教具的制作。首先教师要先观察了解每个学生的实际能力，然后按照学生的能力进行任务分配，学生在小组中能发挥个人的作用，这不仅提高了学生的学习自信，也让学生有更多的学习参与感，使得他们在制作的过程中感受到团队精神，提升团队合作意识。学生在小组中要找到自己的定位，教师可以安排小组中能力较强的学生担任小组长，学生也都各有自己需要负责的部分，这样才能更加集中注意力在教具的制作上，教师还可以让小组之间进行比拼，并对最终的成果采用多元化的评价方式，这样不仅让学生能够具有竞争意识，也能鼓励学生的行为，让学生可以获得满足感与认同感，从而更加积极自主地投入到数学学习当中。数学教具的制作过程是对数学知识与概念的探索过程，教师在人工智能的帮助下开展自制教具活动能让学生更深刻地感知数学，对数学学习产生更多的兴趣。

（四）利用人工智能，强化教学效果

1．教具提升教学能力

随着现代信息技术的不断发展，教具的制作也从过去的纯手工变成了现在的人工智能辅助。高年级数学教师可以在自制教具的过程中培养学生的探究意识，提高学生的实践动手能力，提升学生的建模素养，让数学教学更有意义。教师借助先进的教具能够在创新教学模式下提高数学教学的质量与效率，同时也能提高自身的教学能力。因此，在数学教学的过程中，教师可以通过人工智能完成教具制作，提高自身的教学能力，教师也要不断学习新的知识与教学方法，在课堂上对学生进行观察，然后使用不同的教具制作方式激发学生的兴趣，活跃课堂的氛围，让学生可以在这样的教学中感受到学习数学的乐趣。教学氛围与环境对于提升教学效果是非常重要的，通过现代人工智能化的教学技术应用，教具的使用也有了更多的可能性，这样既增强了教学的整体效果，也提高了学生对所学知识的理解［4］。

2．教具提升教学效率

教具作为有效的辅助教学工具，已经成为数学教学中必不可少的重要工具，教师是教具的主要使用者，所以教师要熟知教具的使用方法与制作过程，现代化的智能教具不仅要有精确的制作方法，还要有更广的适用范围。教具与教材的配合是提升数学教学质量的关键，合理地使用教具能切实提升教学效率，也能为学生提供更多的教学服务，让教师可以更快速高效地完成数学教学任务。教师要考虑到学生的具体学习情况，按照学生的学习习惯进行教具制作，这样能成功吸引学生的注意力，也能让学生对教具的制作与数学知识的学习产生更多的兴趣与热情。在进行教具制作之前，教师要先了解学生的兴趣点，结合教材中的内容创新教具的制作方法，让学生可以更直观地了解教具的辅助教学作用，对于比较复杂的教具，教师可以利用人工智能给学生进行分解演示，让学生能更加专注到学习当中，也让教学的效果得到明显的提升。

总而言之，人工智能助力下完成的自制教具能够提高数学课堂的教学质量，还能提升高年级学生的数学建模素养，让数学课堂更加高效，也让学生能够更多地了解数学知识，产生对数学的学习兴趣，全面促进学生的整体发展。