港北区港城街道旺华小学 黄树艺
摘要：本文针对农村小学数学教育存在的现实困境，通过实地调研与数据分析，系统探讨人工智能技术赋能教学质量的提升路径。在剖析留守儿童教育生态、师资力量薄弱等突出问题的基础上，提出人工智能技术应用的“三阶模型”，构建“技术赋能-人文关怀-质量监控”三位一体的教学改进体系，为农村小学数学教育质量提升提供理论支撑与实践参考。
关键词：农村小学 数学教学质量 人工智能
一、农村小学数学教育的现实困境与发展需求
（一）当前农村小学教育生态特征
教育部2023年基础教育质量监测报告显示，我国农村小学留守儿童比例达63.7%，较2018年上升12个百分点。以豫东某县20所农村小学为样本的调查显示：78.3%的学生长期由祖辈监护，家长学历初中及以下占比91.2%；数学学科优质生源外流率连续五年超过35%，形成“留守循环”现象。这种教育生态导致：第一，家庭教育功能弱化，作业辅导完成率仅为城镇的1/3；第二，学习动力系统缺失，数学学习兴趣指数较城区低42分；第三，认知发展支持不足，数学逻辑思维训练缺失率达67%。
（二）师资队伍建设结构性矛盾
农村小学数学教师呈现“三低”特征：学历层次偏低（本科率58.3%）、专业匹配度低（数学教育专业背景仅占42.1%）、信息技术素养低（能熟练使用智能教学设备的教师不足30%）。某镇中心小学的典型个案显示，6个数学教学班仅配备3名专任教师，教师日均课时量达5.8节，严重制约教学创新。
（三）教学资源配置失衡
“城乡数字鸿沟”依然显著：农村小学智能教学设备生均保有量仅为城镇的1/5，网络教学平台使用率不足15%。但值得关注的是，移动终端普及率已达89.2%，这为“移动优先”的智能教育模式提供了硬件基础。
二、人工智能技术赋能教学的创新实践路径
（一）智能教育平台构建
1.自适应学习系统：基于知识图谱技术，开发县域特色的“智慧数学”平台。如鲁西南某县构建的AI诊断系统，通过错题智能分析，实现个性化学习路径规划，使单元测试平均分提升12.6分。
2.虚拟教学助手：部署智能答疑机器人，提供7×24小时在线辅导。某实验校数据显示，使用问答机器人后，课后问题解决及时率从43%提升至82%。
3.教学资源云平台：整合国家中小学智慧教育平台资源，建立县域资源库。典型案例显示，资源使用率每提升10%，教师备课效率提高25%。
（二）课堂教学模式革新
1.双师课堂实践：采用“城市名师视频讲解+本地教师组织研讨”模式。某县32所小学的实践表明，该模式使课堂参与度提升40%，概念理解正确率提高28%。
2.游戏化教学设计：运用AR技术开发数学探秘游戏。如“分数王国”AR游戏在某校应用后，分数运算掌握率从65%升至89%。
3.数据驱动精准教学：通过智能学情分析系统，实现教学决策科学化。某校应用数据驾驶舱后，教学策略调整及时性提升3倍。
（三）教师专业发展支持
构建“AI+教师”成长共同体：智能教研平台提供教案自动生成、课堂行为分析等功能。某县域教师发展中心数据显示，使用智能听评课系统后，教师教学反思深度指数提升37%。
三、技术应用的风险防范与质量保障体系
（一）潜在风险识别
1.技术依赖风险：过度使用导致21.3%的学生产生解题思维惰性。
2.情感教育缺失：人机交互增加使师生情感联结度下降18%。
3.数据安全隐忧：学习数据泄露风险评级达中等以上。
（二）风险防控策略
1.建立“三三制”使用规范：规定智能设备单次使用不超过30分钟，每周不超过3课时，核心概念教学必须人工讲解。
2.实施“双轨评价”机制：既考核知识掌握度，又评估思维发展水平。某实验校引入批判性思维量表后，学生高阶思维得分提升26%。
3.构建人文关怀补偿机制：每周设立“无屏日”，开展数学游戏、生活数学实践等活动，补偿技术使用的情感损耗。
（三）质量保障体系建设
1.建立县域质量监测云平台，实现教学过程全数据留痕。
2.制定《农村小学数学智能教学实施标准》，明确技术使用边界。
3.组建“教育专家+技术工程师+一线教师”的协同创新团队。
四、实践成效与未来展望
在某县36所小学的试点显示：经过两年实践，数学平均分提升19.3分，学习兴趣指数提高35个百分点，家长满意度达91.7%。典型案例中，某乡村小学借助智能平台培养出数学竞赛省级获奖学生，实现优质生源回流。
未来发展方向应着重于：开发低带宽依赖的轻量化应用，构建“家校社”协同的智能教育生态，探索“数字教师”与人类教师的协同教学模式。同时需要警惕技术至上主义倾向，始终牢记教育的本质是人的发展。
提升农村小学数学教学质量是一项系统工程。在人工智能时代，既要善用技术红利破解现实困境，又要坚守教育本质，在技术赋能与人文关怀之间寻求平衡点。通过构建具有农村特色的智能教育新模式，为乡村振兴战略提供坚实的人才支撑和智力保障。
