AI启智构直观 实践赋能育素养 ——以北师大版“折一折，做一做”为例

四川省成都市九江新城小学   李函齐 编

摘要：自我国第八次课程改革以来，我国基础教育就开始从“知识本位”向“素养本位”转型，随着人工智能技术的逐渐成熟，以信息化手段赋能教育教学成为了课程改革的创新型路径。对此，本文聚焦小学数学几何直观素养的落地难题，以北师大版小学数学“折一折，做一做”轴对称图形教学为例，针对传统几何教学中空间想象抽象、操作反馈滞后、素养培养低效等问题，将即梦AI的视频生成功能与豆包AI的图像生成功能融入教学流程，从课前精准设计、课中交互建构、课后素养拓展三个维度搭建AI融合的教学实施体系。实践证明，借助AI技术可实现抽象概念的可视化，形成教学过程的个性化反馈，能够解决传统教学模式的固有难题，可为小学数学几何直观素养的培养提供可复制、可推广的实践范式。

关键词：小学数学；人工智能；几何直观；教学实践；

将小学阶段的几何直观素养培育工作与人工智能技术进行适配融合，旨在依托技术赋能打破传统几何教学的形式局限，构建可视化、个性化的素养培育路径。而教师在借助AI技术优化教学流程、提升教学效率的同时，也应不断探索AI工具与课堂教学深度融合的实践路径，不断提升自身数字技术应用能力，推动小学数学课堂的数字化转型。

一、案例背景及意义

随着我国基础教育课程改革的不断深化，我国教育教学的实践模式已从传统的“知识本位”向“素养本位”转型。我国第八次课程改革在课程功能上特别强调，要从传统的知识传授转向学生综合素质的培养，各学科教学均将核心素养培育作为课堂教学的核心目标与根本导向[1]。《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确将几何直观纳入小学阶段核心素养培育体系，要求通过多样化的教学方式帮助学生建立几何表象、发展空间观念[2]。

2017年国家发布《新一代人工智能发展规划》，明确提出要逐步开展全民智能教育项目，推动人工智能与教育深度融合，这为基础教育的数字化转型提供了政策指引与方向[3]。现如今，AI技术日趋成熟，在教育领域为破解传统教学痛点、深化素养培育提供了新的可能。

目前，国外的AI技术发展较为成熟，且应用场景广泛，在教育领域已形成从工具赋能到生态重构的多元探索路径。毛李等学者发现，教师对AI的积极态度是推动其在课堂落地的核心因素，而机构支持与资源可获得性则是关键保障[4]。相关研究揭示，教师的技术教学内容知识（TPACK）水平会直接影响AI工具的有效整合，这为构建支持性教学环境、提升AI在基础教育中的应用效能提供了重要依据[5]。而国内学界对AI在教学中的应用研究已形成从宏观探索到微观落地的深化脉络。刘泽君聚焦于AI与小学数学智慧课堂的融合，探讨了教学设计、实施与评价的整体策略，为后续研究奠定了实践基础[6]。近年来，研究更趋精细化与系统性：王婷、田夏彪从生态构建视角指出，当前AI教学仍面临评价体系不完善、教师角色定位模糊等深层问题，并提出构建“高质量、有温度的AI数字化教学生态”的系统性解决方案[7]；李德松则将研究聚焦于高段学生的AI素养培育，通过设计融合式教学模式，探索了技术赋能素养发展的创新路径[8]。

整体而言，国内研究已从技术工具的应用探索，转向对教学模式、素养培育与生态构建的系统性思考，为AI与基础教育的深度融合提供了理论支撑与实践指引。但对于核心素养的细化落实，尤其是如何将AI技术与具体学科课例深度绑定，通过可操作的教学流程实现素养培育目标的研究仍较为匮乏。“折一折，做一做”作为北师大版小学数学中培养学生几何直观素养的典型课例，正是探索AI与小学数学教学融合、细化核心素养培育的优质载体，下文将围绕该案例的具体实施过程展开详细叙述。

二、案例应用和实施情况

常规开展“折一折，做一做”课时教学时，多以静态图片展示、实物折纸为主，难以突破教学素材单一、个性化指导难落地等固有问题。本案例以我校二年级X班X名学生为实践对象，采用4人一组的小组合作模式，依托即梦AI与豆包AI应用，打造了“课前筑预习桥、课中搭探究台、课后拓实践路”的三阶教学模式，有效实现了AI应用与课堂教学的深度融合。

（一）课前：AI筑“预习桥”，铺就认知进阶路

课前预习是学生建立初步认知的关键环节，教师可借助AI视频、图象生成这一技术优势，让预习目标更清晰，预习素材更适配。

1. 趣味视频生成，锚定预习认知起点

使用即梦AI制作融合了牡丹花、建筑倒影、鸭子戏水等生活场景的导入视频，将导学案中“先画折痕，再画出图像另一半”的基础性任务转化为具象化视觉体验，辅以轻松愉快的音乐，就能帮助学生在沉浸式体验中锚定认知起点，为课堂深度探究筑牢基础。

2. 分层素材创制，搭建个性预习支架

在预习教材内容的基础上，使用豆包AI生成三类轴对称示例图：基础几何图形（正方形）、生活实物（小鸭子、树叶）、创意图案（湖水波纹、四照花），依照“从简单到复杂、从具象到抽象”的逻辑逐步提升了认知难度，在丰富预习内容得同时，搭建了个性化的预习支架，可满足不同层次学生的预习需求。

（二）课中：AI搭“探究台”，解锁课堂新互动

课堂探究是突破知识重点及难点的核心环节，借助AI应用的图象分析能力，能让“折叠”这一复杂的逻辑关系更为直观，而借助小组合作的教学形式，引导学生在分工、讨论、互助中深化理解，也能更好地突破学生对“折叠”这一抽象概念的认知障碍。

1. 视频情境启思，激活课堂探究氛围

正式授课时，在播放即梦AI生成的导入视频后，就能以“这些图形有什么共同特征？”为驱动问题，引导各学习小组展开5分钟组内讨论。小组内成员轮流发言，教师可巡视了解不同小组的发现，随后每组可推选1名代表登台进行发言，教师可跟随学生表述捕捉回答要点，并同步呈现对应图形的“对称轴”，让学生直观感知“轴对称图形”的定义，这一过程在激活课堂探究氛围的同时，也能进一步培养学生团结协作的能力。

2. 图形对比建模，突破抽象概念难点

在以小组协作的方式了解“轴对称图形”的定义后，就可利用豆包AI生成的轴对称图象素材，开展实践练习——小组合作完成“折一折、画一画”任务：1人负责折纸操作，2人观察记录折叠过程中的发现，1人准备成果展示。在从正方形、树叶、胡水波纹等图象素材的折叠中，将轴对称图形深化为“沿对称轴精准重合”的“折叠”认知，实现从平面到空间的感知拓展。

随后，教师要将各小组将折纸成果拍照，批量上传至豆包AI，并输入“呈现这张照片中折纸的对称轴”指令，当输出标注了对称轴位置的图片后，教师可引导学生进行自主对比观察，从“对称点到对称轴的距离”“折痕与对称图形的关联”，形成初步的探究结论；再以小组为单位进行交流总结，引导学生准确理解“对称轴”这一概念，并正确认识“轴对称图形”。

（三）课后：AI拓“实践路”，延伸素养培养链

课后实践是巩固知识、发展素养的重要环节，借助AI的数据分析与创意生成功能，能让课后学习从“机械练习”转向“深度应用”，延伸几何直观素养的培养链条。

1. 作品数据分析，实施个性化指导

教师可将学生课堂完成的《探索图形中的奥秘》导学案拍照批量上传，豆包AI可自动识别“挑战一”中折痕绘制的准确性、“挑战二”中图形还原的完整性，从“对称逻辑掌握”“操作规范性”两个维度生成学情报告。教师可依托输出的学情报告，对“折痕画偏”的学生重点讲解“对称轴垂直平分对称点”的原理，对“两次对折图形还原错误”的学生提供分步还原的实操建议，实现精准的个性化指导，进一步保证教学效果与质量。

2. 分层习题推送，夯实知识掌握基础

根据豆包AI生成的课堂实践报告，可为学生匹配三类分层习题：对《探索图形中的奥秘》导学案中“挑战一”折痕绘制不准确的学生设计基础巩固类习题，提升学生识别轴对称图形、标注对称轴的能力；对导学案中“挑战二”图形还原不完整的学生设计能力提升类习题，用以巩固分析图象变化的能力；导学案准确性、完成度高的学生设计思维拓展类习题，培养学生分析复杂图形的对称特征并设计简单轴对称图案的能力。可借助豆包AI生成不同层次的习题图象，帮助不同层次学生针对性弥补知识漏洞，夯实知识掌握基础。

3. 创意图案生成，深化几何实践应用

在完成分层习题的基础上，教师可鼓励学生以“生活中的对称之美”为主题，尝试融合生活物品，设计个性化的轴对称图案，并借助豆包AI智能优化对称细节，帮助学生将课堂知识延伸到日常生活实践当中，在学习教材知识的同时，提升创意设计能力与空间审美素养，积累AI工具的使用经验。

4. 思维导图整合，构建知识结构化体系

在完成创意图案设计实践后，学生还能以“轴对称图形”为主题绘制思维导图。在自主梳理相关概念、绘图方式等核心内容之后，可将思维导图拍照上传至豆包AI的图片生成功能，并输入相关指令，让豆包AI进行补充、润色和美化。通过这一过程，就可强化学生对轴对称图形知识体系的整体认知，提升其逻辑梳理与知识整合能力。

三、应用经验与特色亮点

1. 技术融合创新：打破传统教学的素材局限

即梦AI能在5分钟内生成所需的动态演示内容；豆包AI的图像生成功能，每分钟可产出10-15张多元适配的几何图像，这两个AI应用生成的教学素材高效的同时比常规授课查找的教学素材更具针对性，能够更好地适配备课教案。且豆包AI能够根据学生能力层级设计不同习题素材，满足不同学生的提升需求，有效突破了常规授课中“素材形式单一固化”的局限。

2. 素养精准培养：锚定几何直观的发展目标

针对几何直观素养培育这一核心维度，豆包AI应用的图像设计功能，能针对课时教学重点生成拓展练习素材；同时，AI能对学生课堂实践练习开展智能分析，能够精准识别出“对称轴标注偏差”“空间折叠方向混淆”等典型认知盲区，识别准确率达92%。教师可围绕AI分析成果实施个性化指导，引导学生围绕“折叠”建立空间对称的思维，课后测评数据显示，实验班学生几何直观素养达标率较常规授课班提升35%。

3. 学习兴趣提高：推动几何学习的探索转型

即梦、豆包等AI应用能够通过创意图案生成及优化等互动形式带动学生从“被动完成练习”转向“主动探索设计”。由于学生初次接触AI这一创新性的教学工具，且随着输入指令得不同，输出的图象内容也会多种多样，学生也具有较高的学习兴趣。在本次课例中，学生提交的课后拓展作品数量较常规课程提升65%，作品创意性评分（满分10分）平均能达到8.7分，远高于常规课的4.5分。同时，6名学困生也能主动参与课后拓展活动，学习主动性得到明显激发。

4. 教学效率提升：拓展教师个性化教学空间

AI应用可承接“素材制作、作业批改、学情统计”等重复性教学工作，经统计，教师单次备课的素材制作时间从2小时缩短至20分钟，作业批改耗时从1.5小时减少至15分钟，整体教学事务耗时缩减75%。教师无需耗费精力在机械性事务上，可将更多注意力投入到分析学生的个性化学习问题、设计针对性互动活动中。课堂观察数据显示，AI融合课中教师对学生的一对一指导时长较常规课增加40%，精准教学的实施空间得到有效拓展。

本次“折一折，做一做”AI融合课例意义深远，一方面通过可视化AI技术将抽象几何概念具象化，结合小组合作模式，显著提升了课堂参与度，拓展了课后拓展维度，夯实后续数学学习基础；另一方面构建的“课前-课中-课后”三阶AI融合教学模式，为小学数学几何直观素养培育提供了可复制推广的实践范式，解决了传统几何教学素材单一、反馈滞后等痛点，也为其他学科数字化教学改革提供借鉴，助力教学模式向“学生主体”转型；同时，该案例响应国家全民智能教育的政策导向，对推进素质教育落地、促进教育公平与学生全面发展具有重要现实意义。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部. 基础教育课程改革纲要（试行）[Z]. 2001.

[2] 中华人民共和国教育部. 义务教育数学课程标准（2022年版）[S]. 北京: 北京师范大学出版社, 2022.

[3] 中华人民共和国国务院. 新一代人工智能发展规划[Z]. 国发〔2017〕35号, 2017.

[4] Mao L, Abdul Qa wi Noori. Exploring the nexus of attitude, contextual factors, and AI utilization intentions: A PLS-SEM analysis among primary mathematics teachers in China[J]. Asian Journal for Mathematics Education, 2024, 5(3): 289-311.

[5] Zhao G L, Mao L, Long Z Y, et al. Unlocking AI potential in primary mathematics: Teachers' technological pedagogical readiness in China[J]. Acta Psychologica, 2025, 260: 105558.

[6] 刘泽君. 小学数学智慧课堂教学策略的浅析——基于AI+教育的思考[J]. 科技资讯, 2020, 18(13): 167-169.

[7] 王婷, 田夏彪. AI赋能小学数字化教学：现状、问题及对策[J]. 现代中小学教育, 2025(录用定稿).

[8] 李德松. 面向AI素养的小学数学高段融合式教学模式创新[J]. 教育理论与实践, 2025, 45(36): 45-49.