一、教案设计
（一）教学基本信息
学科：小学数学
年级：四年级上册
课时：1课时（40分钟）
核心技术：数字人助教、AI场景生成
（二）教学目标：
1. 认识平行四边形，掌握“两组对边分别平行且相等”“对角相等”“易变形”的特征，能识别平行四边形并画出高。
2. 通过AR互动、数字人引导，经历“观察—猜想—验证—应用”的探究过程，发展空间观念。
3. 感受数学与生活的联系，激发对AR+数学的探究兴趣。
（三）教学重难点：
重点：平行四边形的特征认知与识别
难点：理解高与底的垂直关系，掌握画高方法
（四）教学准备
硬件：多媒体教室、三角尺、方格纸
软件：数字人助教系统（预设“数学小博士”形象）、AR图形生成工具
素材：生活中平行四边形实物图片、动态特征演示课件
（五）教学过程
1. 情境导入：AR+数字人唤醒兴趣（5分钟）
数字人“数学小博士”同步出现在屏幕与AR场景中，向学生问好：“同学们，我带来了一位‘生活中的图形朋友’，它藏在校园和家里，快用AR眼镜找找吧！”
学生通过平板启动AR功能，镜头扫描教室场景后，屏幕上自动识别并标注出伸缩门、课桌椅框架、窗户护栏等隐藏的平行四边形，数字人实时讲解：“这些能伸缩、易变形的图形，就是我们今天的主角——平行四边形！”
设计意图：用AR实景识别打破课堂边界，数字人互动增强代入感，快速聚焦学习主题。
2. 新知探究：数字人引导+AR验证（15分钟）
环节1：特征猜想（3分钟）
数字人展示AR生成的平行四边形三维模型，提问：“观察这个图形，它的边和角有什么特点？大胆猜猜看！” 学生自由发言，数字人实时记录猜想（如“对边可能平行”“对角可能相等”）。
环节2：动手验证（7分钟）
学生用平板操控AR模型，拖动顶点观察边的关系，数字人同步提示：“用直尺量一量对边长度，用三角尺验证对边是否平行”；
点击AR模型的“对角测量”功能，自动显示对角度数，验证“对角相等”的猜想；
数字人演示AR动态实验：拉动平行四边形顶点，展示“易变形”特性，对比长方形框架，强调“长方形是特殊的平行四边形”。
环节3：认识底和高（5分钟）
数字人通过AR生成“从平行四边形一条边到对边的垂线”动画，标注底和高的定义：“从一条边的任意一点向对边画垂线，这点和垂足之间的线段就是高，这条对边就是底”；
学生在平板上跟随数字人示范，用AR工具在方格纸上画高，系统实时反馈画得是否垂直。
3. 巩固应用：分层练习+AI反馈（15分钟）
基础题（全员必做）：AR图形识别，学生用平板扫描屏幕上的混合图形，快速圈出平行四边形，数字人即时统计正确率并讲解易错图形。
提高题（小组合作）：AR情境任务，数字人出示“制作平行四边形框架”AR模拟题，学生通过调整小棒长度、角度，完成符合特征的框架搭建，系统自动判断是否达标。
拓展题（自主挑战）：生活应用，AR展示伸缩门工作场景，数字人提问：“为什么伸缩门要用平行四边形结构？如果换成三角形会怎样？” 学生用AR工具模拟两种结构的变形效果，得出结论。
4. 课堂小结：数字人梳理+知识可视化（5分钟）
数字人引导学生回顾：“今天我们认识了平行四边形的哪些特征？怎么画高？”
AR生成知识思维导图，动态展示“平行四边形—特征—高与底—生活应用”的逻辑关系，学生拍照保存。
二、配套习题
（一）基础题（对应知识点：特征识别）
1. 选择题：两组对边分别平行的四边形是（ ）（答案：B）
A. 梯形 B. 平行四边形 C. 三角形
2. 填空题：平行四边形的对边（ ）且（ ），对角（ ），内角和是（ ）度（答案：平行、相等、相等、360）
3. 判断题：
平行四边形有无数条高（ ）（答案：√）
四条边确定后，平行四边形的形状就固定了（ ）（答案：×）
（二）提高题（对应知识点：高的绘制与应用）
1. 操作题：在AR方格纸上画一个底为4厘米、高为3厘米的平行四边形，并标注底和高。
2. 计算题：一个平行四边形的周长是38厘米，其中一条边长10厘米，求与它相邻的边长（答案：9厘米）。
（三）拓展题（对应知识点：特性应用）
1. 生活探究：用AR工具拍摄家里的平行四边形物体，说明它利用了平行四边形的什么特性（如伸缩衣架利用易变形性）。
2. 思维题：用AR模拟把一个平行四边形拉成长方形，周长和面积会发生什么变化？为什么？
三、评价方案
（一）评价维度与标准
评价维度 评价标准 权重
知识掌握 能准确识别平行四边形，熟记特征，正确画高 40%
操作能力 熟练使用AR工具验证特征、完成画图和模拟实验 30%
合作探究 小组活动中积极发言，能与同伴协作完成AR任务 15%
创新思维 能结合AR场景提出关于平行四边形的新问题或新发现 15%
（二）评价方式
1. 即时性评价：数字人通过AI系统实时反馈习题正确率、AR操作规范性，对表现优秀的学生发放“数学小达人”电子勋章。
2. 过程性评价：教师通过平板后台查看学生AR任务完成轨迹、小组讨论记录，记录探究过程中的亮点与不足。
3. 总结性评价：结合课堂练习、AR作品（画图、生活拍摄）进行综合评分，分为“优秀、良好、达标、待提升”四个等级。
（三）个性化反馈
对知识薄弱的学生：数字人生成专属AR辅导视频，重点讲解易错点（如高的绘制）；
对能力突出的学生：推送AR拓展任务（如探究平行四边形与菱形的关系），鼓励深入探究。
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