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发布:2025-04-07约6.19千字共8页下载文档
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新课程改革背景下人工智能技术在中小学信息科技教学中的应用研究

摘要:面对新课程改革,为进一步推动中小学信息科技学科教学质量的提升,应积极探索人工智能技术在教学中的应用。首先,分析应用人工智能技术推动中小学信息科技学科教学的动因。其次,采用案例法,从学习方式、教学手段、教学内容和教学评价四个方面分析人工智能技术的实践应用。最后,对应用人工智能技术促进信息科技学科教学改革提出建议。在中小学信息科技学科教学中运用人工智能技术,能有效应对教学条件发展不均衡、课程内容设置差异大、教师对人工智能技术认识不足、学生个性化和差异化学习需求无法满足等问题,对促进中小学信息科技学科教学改革具有重要意义。

关键词:新课程改革;人工智能技术;中小学;信息科技;核心素养

0引言

2022年4月,教育部发布《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》,将中小学信息课程名称定名为“信息科技”,并加入与人工智能(AI)技术相关的课程内容,包括“人工智能与智慧社会”“互联智能设计”等[1]。将人工智能相关技术充分应用到信息科技学科教学实践,对丰富教学内容、拓展教学思路、满足学生教学需求、提升教育质量等具有重要作用。目前,将人工智能技术融入教育教学实践已成为研究领域关注的焦点。随着人工智能技术在教学领域的应用不断拓展和深化,对人工智能教育应用[2]的研究逐渐展开,为人工智能技术在中小学信息科技学科教学中的应用研究提供了理论基础。

那么,运用人工智能技术推动中小学信息科技学科教学的动因有哪些?人工智能技术的应用会给信息科技学科教学改革注入哪些新活力?本文将围绕这些问题进行探讨,并给出应用人工智能技术促进信息科技学科教学改革的建议,希望对一线教师教学提供一定的实践指导作用。

1应用人工智能技术推动中小学信息科技

学科教学的动因

应用人工智能技术推动中小学信息科技学科教学是互联网环境下教学转型的新样态。基于人工智能技术的教学可以为学生提供个性化的学习机会,重视学生的个性差异,提高学生对信息科技学科的学习兴趣。从学校、教师和学生三个方面,分析将人工智能技术融入信息科技学科教学存在的问题,结合现状归纳教学问题产生的原因,总结应用人工智能技术推动信息科技学科教学的必要性。

1.1将人工智能技术融入信息科技学科教学存在的问题

1.1.1学校层面

1)教学条件发展不均衡。人工智能技术应用于中小学信息科技学科教学需要良好的教学设备支持。然而,部分学校,尤其是偏远地区的学校,受经济条件和教学环境限制,在教学中应用人工智能技术存在一定的障碍。同时,教学基础设施不完善,如缺少人工智能技术支持的指纹识别、语音识别、文字识别、VR视频等技术,学生因缺乏亲身体验,无法留下深刻印象,无法真切感受人工智能已经融入生活的各个方面。

2)课程内容设置差异大。不同学校对于人工智能课程的内容(如图像识别、语音合成、语音识别、人工智能编程等重点内容)设置存在较大差异,导致学校全面开展应用人工智能技术的学科教学比较困难。

3)人工智能技术教学平台不成熟。很多学校虽然尝试开设人工智能课程,借助人工智能技术实现智能化教学,提高学生的学习效率和兴趣,但是很难找到专供学生体验、适合中小学的人工智能技术教学平台。

1.1.2教师层面

1)教学观念转变不及时。在传统教学模式中,教师教学的主要任务是教授学生知识,教会学生一些计算机基本技能[3]。目前,在新课程改革背景下,一些教师仍然沿用传统的教学观念和教学方法,对新颁布的《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》理解不准确,学生主体地位很难体现,导致学生学习缺乏积极性和主动性。这种被动学习导致学生学习质量和效率不佳,影响教学质量和效率的提高。总之,传统的教学理念已经不能满足新课程改革背景下学生个性化学习的需求。

2)专业理论和教学培训不足。由于教学过程缺乏案例研究,教师在备课时没有足够的案例参考,只能依靠自己探索,导致教学难度较大。部分教师难以精准掌握人工智能技术教学的理论知识,无法引领学生科学、深入探究相关内容。同时,中小学信息科技教师大多缺乏人工智能技术的相关培训,对人工智能技术的了解较为片面,无法很好地将人工智能技术应用于学科教学,导致教学内容不明确,阻碍人工智能技术在学科教学中的应用。

3)对人工智能技术的了解不深入。由于人工智能是一个新兴行业和领域,很多中小学教师对人工智能技术的了解不深,对前沿应用缺乏实践经验,导致人工智能技术教学在信息科技学科中的开展不顺利。

1.1.3学生层面

一方面,中小学生在课堂行为上往往展现出较强的表现欲望,同时在自我控制能力方面相对较弱,容易在课堂上交头接耳、做小动作等,影响学习效果。另一方面,学生兴趣爱好、学习习惯、自身能力各不相同,学习接受程度也有所不同。根据面向核心素养的教学设计理论,对中小学生一般特征进行分

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