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摘要

伴随着新课程改革的推行，小学数学教学面临着更多更全面的要求。作为小学数学教学组织开展过程当中的关键性内容，图形与几何领域中的知识具有较强的抽象性，一定程度上提升了学生的理解学习难度。探究性学习能够使学生围绕项目自主积极地进行学习和实践，提升图形与几何的教学效果。将AI技术与探究性学习结合，可以进一步为教学实效性赋能。基于此，文章立足于小学数学教学需求，针对AI技术赋能图形与几何探究性学习的策略进行探讨研究，旨在为该领域的知识教学提供新的研究视角与方法论支持。

关键词：AI技术；图形与几何；探究性学习

引言

随着教育技术的飞速发展，人工智能（AI）技术作为一种前沿的教学工具，正逐步走进小学数学课堂。与传统教学方式相比，AI技术能够模拟人的思考、逻辑推理等智能过程，有效丰富了小学数学的教学素材和教学模式，取得较为显著的教学效果。然而小学数学教学内容较多，不同内容与AI技术的适配性存在差异。图形与几何抽象性较强，探究性学习已成为该部分重要的教学方式。如何针对图形与几何内容的特点，有效利用AI技术，赋能探究性学习，成为当前教育工作者需要重点关注和着力解决的问题。

一、设置前置任务，打下认知基础

图形与几何探究性学习兼具综合性与抽象性，学习难度较高。为使有效的课堂教学时间得到充分利用，教师可以利用AI技术对教材、学情进行分析，设置有效的前置任务，为学生打下认知基础，提升课堂教学的针对性、目标性。

首先，教师需制定明确、可操作的教学目标。AI技术赋能下，教师可将教学内容输入AI，并结合学生学段发出提取教学重点、设置教学目标的任务，充分发挥AI技术大数据优势，获得更具针对性教学目标。以三年级下册“长方形的面积”为例，学生已经认识了长方形、正方形、面积等概念，并掌握了面积单位，该部分内容属于基于正向认知规律的自然发展。教师可提取“掌握长方形和正方形的面积计算方法”的教学目标，设置如下前置任务：

任务一——观察与估算。发现生活中的长方形物品，估算这些物品的面积，运用合适的单位表示。

任务二——动手实践。在AI生成的虚拟情境中，使用提供的尺子、标准面积方格纸等工具，对提供的不同尺寸长方形面积进行计算。

任务三——探索与发现。在AI虚拟情境中，运用标准方格纸制作符合指令面积的长方形，思考面积与长、宽之间的关系，记录自己的体会。

这样的前置任务形式多样，有效连接了新知识和学生已有的认知，充分调动起了学生的探索意愿，为课堂上的探究性学习打下了坚实的基础。同时，在前置任务中学生形成了初步的几何直观和推理意识，自主学习能力和自主探究的探索精神得到了有效的培养和提升。

二、搭建任务支架，引导思维深入

课堂探究是探究式学习的核心构成环节。AI技术赋能下，教师可充分发挥AI技术的直观性、多元性优势，结合图形与几何教学内容，对任务进行拆分，为学生搭建任务支架，使学生在层层相接的任务中实现思维的深入。

以“圆的认识”为例，该部分是学生初次接触的曲线图形，与长方形、正方形等直线图形相比抽象性更强。教师可运用AI技术对教学内容进行分析，提取由直观到抽象的知识设置规律，搭建任务支架。首先，教师可为学生提供如硬币、圆盘、圆形饼干模具等生活中常见的、面积不一的圆形物品，将学生随机分组，引导其通过触摸，发现圆的共性。这样的任务新颖有趣，可以有效吸引学生的兴趣，学生在触摸、分享中不断交换意见。一段时间后，教师提出：它们为什么都是圆形的？的开放性问题，鼓励学生说出自己对“圆”的认知。这一过程中，教师可使用DeepSeek等生成式AI工具，结合学生回答进行创作，使学生在直观生成中验证自己的猜想，深化学生的思维。经过思维碰撞和直观展示，学生能够逐渐发现圆的“中心点”这一共性。教师借机利用DeepSeek展示圆的形成过程，提出：从这个中心点到圆的边缘任意一点的距离有什么特点吗？使学生直观理解圆的定义，即平面上所有与给定点（圆心）距离相等的点的集合。演示结束后，教师提出新的问题：是什么影响着圆的位置和大小呢？搭建新的任务支架，鼓励学生上台自主操作。在拉伸、旋转中，学生发现圆心的位置的变化、半径的变化等均会影响圆的位置、大小，对圆心与半径概念形成了直观认识。这时教师再次引导学生总结圆的概念，学生能够得出 “围绕一个定点并以一定长度为距离旋转一周所形成的封闭曲线叫作圆”结论。教师再次延伸，利用DeepSeek生成一个一半在横向面、一半在纵向面的图形，使学生在第三次总结中得出 “在同一个平面内”的前提条件。

三、延展项目任务，调动高阶思维

以 “平面图形的周长和面积”为例，当学生在任务探究中，掌握了平面图形的周长、面积计算后，教授可从空间想象的角度出发，运用DeepSeek为学生生成 “逆向”学习材料。教师生成满铺的边长1 cm方格纸，设置任务：如果一个图形的三边长度分别为4 cm、6 cm、8 cm，请你在方格纸中画出这个图形，计算它的面积。这样的延伸性任务抽象性更强，学生在AI技术的支持下，能够自由勾画探究，得出了高为6 cm，上底和下底分别为4 cm、8 cm的梯形等基础图形。教师可进一步引导，鼓励学生探索其他可能符合描述的梯形，调动学生等积变换知识积累，使其在操作探究中意识到梯形的特点。在此基础上，教师可适宜搭建支架，展示组合图形，鼓励学生继续利用AI进行更深层次的探索，充分运用自身所学，进行不断创新。

总结

综上所述，AI技术赋能图形与几何探究性学习，能够有效丰富学习素材，拓展学习方式，实现了教学课堂的个性化、精准化、高效化转变，具有重要应用价值。小学数学教师需要主动行动，从实际出发，结合长期以来的实践反馈，针对图形与几何部分内容和探究性学习要点，采取设置前置任务，打下认知基础、搭建任务支架，引导思维深入、延展项目任务，调动高阶思维等策略，不断改进优化教学模式，以充分发挥AI技术的效果，促进学生能力和素养的发展。

参考文献

[1]王玲. 抓图形本质 重知识联通 促整体建构——小学数学“图形与几何”领域核心问题的理解与教学建构 [J]. 名师在线(中英文), 2025, 11 (25): 1-3.

[2]余可欣. 转化思想应用于小学“图形与几何”教学的行动研究[D]. 大理大学, 2025.

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