《人工智能(AI)与小学信息技术课程融合教育教学的实践研究》结题报告.docxVIP

人工智能(AI)与小学信息技术课程融合教育教学的实践研究 教育部在 2000 年 11 月颁发的《中小学信息技术课程指导纲要（施行）》，提出了课程任务和教学目标：“培养学生信息技术的兴趣，了解和掌握信息技术基本知识和技能，了解信息技术的发展及其对人类日常生活和科学技术的深刻影响。通过信息技术课程使学生具有获取信息、传输信息、和应用信息的能力，教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会问题，负责任地使用信息技术；培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终生学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。”该文件的突出特点是提出了培养学生良好的信息素养和“负责任地使用信息技术”的要求。 据此，培养学生的信息素养已成为信息时代学生教育的重要内容。小学生的信息素养，简单地说就是指小学生获取、分析、处理信息的能力。由于信息技术教育贴近现实，有着其他课程无可比拟的可操作性、实用性、时效性，所以在素质教育中有着重要的地位和作用。信息技术课程就是学生掌握信息工具和获得信息技术知识最主要、最简捷的途径。 小学阶段信息技术课程的核心目标是培养学生的信息素养，即教会学生使用信息，了解关于信息技术的最基本知识，掌握收集信息、处理信息及运用信息的基本方法。而人工智能代表着信息技术的前沿，它是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，它涉及到数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等诸多学科。人工智能主要研究如何用计算机模拟人脑所从事的推理、证明、识别、理解、学习、思考以及规划等思维活动，来解决需要人类专家才能处理的复杂问题。与一般的信息处理技术相比，人工智能技术在求解策略和处理手段上都有其独特的风格。一方面，人工智能研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发展在一定程度上决定着计算机技术的发展方向。另一方面，信息技术的广泛应用也对人工智能技术的发展提出了急切的需求。 目前，人工智能中的自然语言理解、模式识别、机器学习、数据挖掘、智能检索、机器人技术、人工神经网络等都走在了信息技术的前沿，有许多研究成果已经进入人们的生活和工作中，并对人类的发展产生了重要影响。因此，人工智能技术在中小学的信息素养培养中占有不可或缺的作用。? 1、人工智能技术在中小学信息教育中的作用和现状? 1.1智能搜索引擎 : 随着互联网以及网络用户队伍的不断壮大，信息检索成为人们利用 Internet 的重要途径。目前一些著名的搜索引擎有： GOOGLE 、 YAHOO 等，他们各有特色，但仍存在不足之处，如检索到的无关信息过多以及检索结果排序较混乱。智能化信息检索是信息检索的新分支，它是人工智能和信息检索的交叉学科。它在对内容的分析理解、内容表达、知识学习等基础上实现检索的智能化，这样可以节省学习者在检索中花费的时间，帮助学习者提高检索效率。? 1.2智能 CAI: 目前，计算机辅助教学 (CAI) 越来越受到教育界的重视，已成为教学改革的一种重要手段。但大多数的 CAI课件只是机械地按照教学设计者事先设计好的教学模式和内容向学生传授知识，并没有体现出个性化学习，无法做到因材施教。智能 CAI是以人工智能技术为核心，使 CAI系统能够根据学生的学习情况等因素分析学生的特征，合理安排教学内容、变化教学方法去满足个体化教学的需要，能够丰富教学信息和内容，显著提高教学效果。? 1.3智能教学系统 ITS: 智能教学系统 (Intelligent Tutoring System ， ITS) 是涉及人工智能、计算机科学、认知科学、教育学、心理学和行为科学的综合性课题，其研究的最终目标是由计算机扮演起人类教育的主要责任，即赋予计算机系统以智能，由计算机系统在一定程度上代替人类教师实现最佳教学。 ITS主要有四个功能模块：专家模块、学生模块、教师模块、人机接口模块。? 1.4智能机器人走进中小学课堂 :2020 年 11 月 25 日，在西安市高新区教育局的支持下，首批人工智能创客实验室在我校落地。至此，我校拥有了价值 15 万元的教学用机器人； 2021 年中国科学院西安光学精密机械研究所人工智能与脑科学科普团队走进我校，开展了为期半年的人工智能进课堂教学交流活动， 2021年3月新学期起，人工智能课程也正式全面在我校开展，纳入我校常规教学。 2 、人工智能教育对学生信息素养的作用? 作为信息技术一个不可缺少的重要组成部分，人工智能的基本内容在中小学信息技术课程中是不能不专门提及的。中小学阶段开设人工智能课程可以在以下几个方面对学生的信息素养培养产生积极作用：? 2.1了解学习和人类智能的本质 : 探索学习和智能的本质是人工智能的重要研究内容之一。从人类认知学角度讲，人类的思维过程是相关知识之间的互连。人们在接受新知识