人工智能支持下的小学数学建模活动设计与实施

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近年来,数学建模在中学、大学和研究生教育中被广泛应用,以培养学生在真实情境中运用数学解决问题的能力.然而在小学阶段,尽管学生的知识和技能尚不足以应对高度复杂的建模任务,但他们同样可以参与许多从真实情境出发,经过数学抽象,最终解决问题的数学实践活动.这些活动在目标和过程上,与数学建模有着内在一致性,对学生的数学核心素养—一会用数学的眼光观察现实世界,会用数学的思维思考现实世界,会用数学的语言表达现实世界[1],起到了重要的促进作用.
迅速发展的人工智能(以下简称AI技术能够“改进教学方式,促进学生学习方式转变”2],为小学数学建模带来了新的机遇与挑战.一方面,AI可以为学生提供多维度支持,降低任务门槛,拓宽探索空间;另一方面,教师需要在设计与实施中合理引导,确保AI的介入能够有效辅助而非取代学生的独立思考.本文基于小学数学建模的特征,提出活动流程设计、选题设计与AI支持策略,并结合实践案例进行阐述
1小学数学建模活动流程设计
小学数学建模是在符合小学生认知特点的前提下,引导学生在真实情境中,用数学的眼光发现并提出问题,用数学的思维分析并解决问题,用数学的语言表达研究成果的过程.它不仅是数学知识与方法的综合运用,更是落实数学核心素养的有效途径.
在小学数学建模过程中,通常将建模活动概括为“发现问题一提出问题一分析问题一解决问题”四个核心环节.这一框架能够整体反映学生从接触情境到解决问题的思维路径,但其中的“解决问题”环节过于笼统,可将其细化为“设计方案一求解与验证一表达与交流一反思与优化"四个子环节.由此形成了涵盖七个环节的完整流程(见表1),使建模过程颗粒度更细、任务边界更清晰,也为教师循序引导学生逐步推进建模活动提供了可行路径。(剩余2540字)