融合AI精准测量：构建小学三年级“毫米”概念的新路径 ——《毫米的认识》人工智能教学案例

一、案例背景

毫米是学生接触的较小长度单位，传统教学中易陷入“单位换算死记硬背”的误区。本案例借助AI智能测量、AR虚拟ruler等技术，让学生在“真实测量—AI验证—虚拟实践”中建立毫米的直观表象，突破“毫米与厘米关系”的理解难点，培养量感与科技素养。

二、教学目标（TUKE格式）

1. 迁移目标（T）：能运用AI测量工具准确读取毫米刻度，解决生活中“测量精密零件”“记录降雨量”等毫米级精度的问题。

2. 理解目标（U）：通过AI动态演示，理解“毫米是比厘米更小的单位，1厘米=10毫米”的进率关系，掌握毫米在实际测量中的应用价值。

3. 知能目标（K）：知道毫米的符号（mm），会使用直尺测量物体长度（精确到毫米），能进行毫米与厘米的换算。

4. 情感目标（E）：在AI互动中体验科技测量的精准性，激发对“微观测量”的兴趣，培养严谨细致的科学态度。

三、教学重点与难点

 重点：建立1毫米的表象，掌握毫米与厘米的换算关系。

   难点：理解毫米在实际测量中的必要性，准确读取毫米刻度。

四、AI工具准备

1. AI智能测量仪：通过手机摄像头实时显示物体长度（毫米级精度），自动标记厘米与毫米刻度线。

2. AR虚拟 ruler：在平板上投射虚拟直尺，学生可移动尺子测量虚拟或现实物体，AI实时反馈测量结果。

3. 毫米闯关游戏：通过AI算法生成个性化练习，根据学生错误自动调整难度（如混淆毫米与厘米刻度）。

五、教学过程

（一）情境导入：AI医生的求助（5分钟）

1. 播放动画：AI医生在给微型机器人检查身体，发现零件螺丝长度需要精确到毫米，但传统直尺无法看清刻度，请求帮助。

2. 提问：“为什么普通直尺量不出毫米？毫米是什么样的单位？”引发学生思考“更小单位”的必要性。

3. 揭示课题：今天我们化身“AI测量师”，帮助医生解决毫米测量难题。

（二）新知探究：AI拆解毫米奥秘（15分钟）

1. 认识毫米（5分钟）

观察AI课件：动态放大直尺1厘米刻度，展示其中10个小格，每个小格为1毫米。AI语音讲解：“毫米是比厘米更小的单位，1厘米=10毫米。”

   实物感知：用AI测量仪拍摄硬币厚度（约2毫米）、身份证厚度（约1毫米），学生用手触摸感受1毫米的实际大小。

2. 毫米与厘米换算（5分钟）

互动挑战：在AR虚拟 ruler上拖动显示3厘米5毫米，AI提示：“3厘米=？毫米”，学生通过点击数字按钮换算，AI实时判断对错（错误时用红色闪烁提示）。

总结规律：1厘米=10毫米，3厘米=30毫米，3厘米5毫米=35毫米。

3. 毫米的应用（5分钟）

展示生活场景：AI图片库呈现降雨量测量、精密零件加工、眼镜镜片厚度等毫米应用案例，引导学生发现“毫米让测量更精确”。

（三）实践操作：AI测量师大比拼（20分钟）

1. 基础测量（10分钟）

小组任务：用AI智能测量仪测量课本厚度、铅笔笔尖直径等物体，记录毫米读数。AI自动生成“测量报告”，标注误差超过0.5毫米的结果（如提示：“测量时请保持手机与物体垂直”）。

换算练习：将测量结果换算成厘米毫米（如15毫米=1厘米5毫米），上传至班级AI平台自动批改。

2. 虚拟闯关（10分钟）

毫米大闯关游戏：在平板上操控AI小助手，通过毫米级精度测量“太空舱零件”“微型花朵”等虚拟物体，正确完成测量即可解锁新关卡。AI根据学生答题速度和正确率生成个性化学习路径。

（四）巩固拓展：AI助力生活实践（10分钟）

1. 家庭任务：拍摄家中需毫米测量的物体（如钥匙齿深度、手机厚度），用AI工具测量并制作“毫米发现手册”。

2. 思维延伸：讨论“如果没有毫米单位，生活中会遇到哪些问题？”（如无法精准配眼镜、汽车零件无法组装等）。

（五）课堂总结：AI医生的感谢信（5分钟）

 AI医生通过动画展示：“感谢小测量师们！有了毫米知识，微型机器人的手术成功啦！”

学生总结：“毫米是______的单位，1厘米=______毫米，生活中______需要毫米测量。”

六、教学反思

1. 技术赋能效果：

AR虚拟 ruler解决了“实物直尺刻度太小难观察”的问题，AI实时反馈让学生快速修正测量姿势。

毫米闯关游戏将枯燥的单位换算转化为趣味挑战，后测数据显示92%学生能准确完成毫米与厘米换算。

2. 改进方向：

部分学生过度依赖AI自动换算，需增加“闭眼估测毫米—AI验证”环节，强化单位表象。

拓展“毫米与分米、米”的换算关系，通过AI知识图谱帮助学生构建长度单位体系。

七、案例特色

本案例创新构建“真实测量—虚拟实践—生活应用”的三维学习路径：AI工具将抽象的毫米具象化为可触摸、可互动的数字体验，AR技术打破现实与虚拟的边界，使毫米学习从“纸上谈兵”变为“指尖探索”，真正实现“量感培养可视化，科技素养生根发芽”。

编辑|田一洵

校对|周静