近年来,人工智能技术迅速进入教育领域。自动批改、在线讲题与解题平台,使学生能够快速获得标准答案与完整解析。在这一背景下,小学数学课堂面临一个现实问题:当计算与讲解可以由技术完成时,教师的价值体现在哪里? 从表面上看,人工智能提升了学习效率,但如果课堂仅停留在“结果正确”“步骤完整”的层面,学生可能获得的是工具使用能力,而非真正的数学理解能力。数学不仅仅是计算规则,更是一种理性精神与结构秩序。若忽视其内在逻辑,仅以算法训练替代思维体验,课堂将逐渐失去温度与深度。 《义务教育数学课程标准(2022年版)》提出学生应“感悟数学的审美价值”。在人工智能高度发展的背景下,教师更应引导学生发现数学之美,在理解与体验中实现学习提升。 数学之美并非附着于知识之外,而是内在于结构与思维之中。 首先是简洁之美。数学语言具有高度概括性,一个公式往往能够概括复杂关系。例如,圆周长公式C=2πr将现实中无数不同大小的圆统一纳入一个结构之中,展现出表达的极度简洁与高度统一,使学生体验“由繁入简”的思维过程。 其次是统一之美。加减法的逆运算关系、面积公式之间的推导联系、分数与除法之间的本质统一,都体现出数学知识系统的整体性。当学生发现“这些知识是相通的”,便会产生理解的愉悦。 再次是对称之美。图形的轴对称、旋转、平移等内容,为学生提供了直观的审美体验。例如在学习轴对称图形时,教师通过折叠验证对称性,让学生不仅理解概念,也直观感受到形式的和谐。 最后是思维之美。当学生通过推理解决问题、通过尝试发现规律、通过交流完善表达时,他们所体验到的是思维过程的成就感与秩序感。这种“由疑到解”的体验,是数学课堂中最具价值的精神收获。 但在实际教学中,这些体验常被弱化:课堂更关注正确率与速度,推导过程被压缩,知识呈现碎片化,学生依赖技术获取答案,思维体验不足。 那么,在课堂上教师如何让数学之美重新发生,有以下几个方面。 一是深挖教材,让知识“生成”。在教学“圆的周长”时,我没有直接呈现公式,而是引导学生通过测量与比较发现“周长与直径”的关系。当学生逐渐得出“约为3倍多一点”时,再引入C=πd。 在这一过程中,公式不是被告知,而是被发现。学生体验到从具体到抽象的思维过程,感受到数学表达的简洁之美。同时,在复习中我引导学生发现分数、除法与比之间的联系,使知识“连起来”,帮助学生理解结构的统一性,而非孤立记忆。 二是借助表达,让思维“说出来”。在高年级实践中,我尝试引入“数学日记”,引导学生记录学习中的发现与理解。一名学生在学习等式性质后写道:“等式就像天平,两边要一样重。”这一表达体现出从记忆规则到理解结构的转变。 通过书写与分享,学生在语言中梳理思路,在交流中深化理解。数学不再只是计算过程,而成为可以表达的思维活动。与人工智能提供的标准答案相比,这种基于个人理解的表达更能体现思维之美。 三是合理运用技术,让结构“看得见”。在教学图形变换时,我利用动态软件展示平移与旋转,使学生直观观察“位置变化、性质不变”的关系。例如在平移教学中,我让学生关注:图形位置改变了,但形状与大小是否发生了变化?在动态演示中,学生清晰地看到“位置改变、性质不变”。这种视觉呈现强化了对概念本质的理解。 在面积推导中,我通过动画演示将圆等分后拼接成近似长方形的过程。与直接给出公式不同,动画清晰呈现了“圆—扇形—近似长方形”的转化路径,使学生理解公式来源。 技术在此并非替代思考,而是帮助学生更清晰地理解结构关系,使数学之美在变化中呈现。 在实践中我们可以看到,人工智能能够提升效率,但无法替代教师的核心作用。 学生在学习中经历困惑与顿悟,需要教师的回应与支持。当学生因为发现规律而兴奋时,教师的回应与肯定会强化这种积极体验。数学之美在情感共鸣中被放大。 教师通过提问或追问“为什么可以这样做”“还有其他方法吗”这些开放性问题,推动学生从表层理解走向深层思考,引导学生不断修正与完善思路。 数学之美需要在课堂被有意识呈现。当教师提醒学生“观察这种变化是否有规律”“注意这种结构是否统一”时,学生开始学会欣赏数学。审美意识不是自然产生的,而是在引导中逐渐形成的。 人工智能改变了学习方式,却无法替代理解与体验。数学之美存在于结构与思维之中,也存在于学生的探索与表达过程中。在AI时代,数学教师的价值不在于重复讲解,而在于引导学生看见数学之美,体验思维过程。 (作者单位系北京市崇文小学)
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