贵港市港南区瓦塘镇六里小学 黄爱洁

　　摘要：几何直观是小学数学核心素养的重要组成部分。本文依托AI图像识别技术的实时感知、动态转化优势，构建“感知—转化—建模—应用”四阶段几何直观教学模式，通过对照实验验证其在提升学生几何概念理解、空间想象能力及学习兴趣上的显著效果，为小学数学教学改革提供技术融合路径。

　　关键词：AI图像识别技术 小学数学 几何直观 教学模式 效果分析

　　一、引言

　　《义务教育数学课程标准（2022年版）》明确要求发展学生几何直观素养，但传统教学中，教师依赖黑板绘图、实物演示，学生被动观察，难以关联抽象概念与现实场景，且教师无法实时掌握学生感知进度，教学效率低下。AI图像识别技术可捕捉现实几何元素，实时转化为数字化图形并动态演变，搭建“现实场景—数字图形—逻辑关系”桥梁。本文据此探索AI技术与几何教学的融合路径，构建可操作教学模式并验证效果。

　　二、传统小学数学几何直观教学的局限性

　　（一）教学场景与现实脱节

　　几何图形多以课本插图、黑板绘图呈现，与学生日常接触的玩具、家具等几何元素割裂。如教学“长方形特征”时，仅展示标准图纸，学生难以将书桌、课本与长方形关联，认知停留在抽象符号层面。

　　（二）学生参与度与个性化指导不足

　　课堂以教师演示、学生观察为主，学生缺乏动手机会。如验证“三角形内角和”时，学生只能跟随测量预设图形，无法自主选择；教师难以实时掌握学生理解情况，如部分学生误判钝角三角形，无法及时提供个性化指导，忽视个体差异。

　　三、基于AI图像识别技术的教学模式构建

　　（一）模式构建原则

　　1.现实关联原则：以AI技术连接课堂与生活几何元素，让学生通过“识别—转化—分析”理解概念。

　　2.学生主体原则：提供动手操作机会，如自主拍摄图形、参与动态演变，凸显学生主体地位。

　　3.实时反馈原则：AI实时生成学习数据，为教师个性化指导提供依据。

　　（二）模式框架与实施流程

　　构建“感知—转化—建模—应用”四阶段模式，具体流程如下：

　　1.感知阶段：AI识别现实图形，建立关联

　　教师在教室布置三角尺、圆形时钟等几何元素，学生用搭载AI软件的平板自主拍摄。AI实时识别图形，标注名称（如长方形）与特征（如4条边，对边相等），如拍摄课本时，AI显示“长方形对边长度20厘米”，帮助学生建立“现实—图形”关联。

　　2.转化阶段：AI动态转化图形，理解规律

　　学生通过AI对识别图形进行动态操作，如教学“平行四边形与长方形关系”时，拖动长方形拉伸为平行四边形，AI实时显示边长、内角变化（如内角从90°变为60°），生成对比图标注异同，直观呈现图形演变规律。

　　3.建模阶段：AI辅助建模，构建逻辑体系

　　教师设计建模任务，学生用AI完成。如教学“长方体体积”时，拍摄文具盒后，AI生成长方体数字化模型，学生拆分模型观察1立方厘米小正方体组成，AI统计数量（如24个），引导推导“体积=长×宽×高”，将抽象概念转化为可观察模型。

　　4.应用阶段：AI实时反馈，强化应用能力

　　教师布置现实任务，如“测量圆桌周长”，学生拍摄后，AI自动计算（如周长=3.14×1.2米=3.77米），若手动计算错误，AI提示“检查直径测量”。同时，AI将全班完成情况（正确率、错误类型）反馈教师，便于集中讲解或个性化指导。

　　四、教学模式的效果分析

　　（一）实验设计

　　选取四年级2个平行班（各45人），实验班用AI教学模式，对照班用传统模式，实验周期8周（内容为平行四边形与梯形、长方体与正方体）。实验前测试验证两班几何素养无显著差异，实验后从知识掌握、能力提升、学习兴趣评估效果。

　　（二）实验结果与分析

　　1.知识掌握：实验班几何概念测试平均分89.2分高于对照班76.5分，“图形特征判断”“公式推导”正确率92.3%高于对照班78.1%，说明AI技术深化了知识理解。

　　2.能力提升：“空间想象测试”（如判断正方体展开图）实验班平均分85.7分高于对照班68.3分；“现实问题解决”（如计算不规则物体体积）实验班完成率88.9%高于对照班62.2%，体现AI对空间想象与应用能力的提升作用。

　　3.学习兴趣：问卷调查显示，实验班“喜欢几何课”占比91.1%高于对照班64.4%，“主动探索现实图形”占比86.7%高于对照班57.8%，说明AI技术激发了学习主动性。

　　五、结论

　　本研究构建的四阶段教学模式，解决了传统教学“场景脱节、参与度低、指导不足”的问题，有效提升学生几何素养。未来可结合AR技术拓展“虚拟—现实”融合场景，开发多学段AI教学资源，形成系统化教学体系，为小学数学核心素养落地提供更全面支持。