论文题目：初中人工智能“语音识别”课程设计研究 ——以《智能导游》一课为例
摘要：人工智能时代正逐步加速的到来,对我们的生产、生活、学习等各个方面都产生了强烈的冲击,放眼于全球,美、英、法、日、德等发达国家都特别重视对人工智能相关专业人才的培养,以确保自己的国家能够在全球激烈的科技竞争中具备优势并占据主导地位。我国也提出要培养人工智能高端人才,为我国转型成为科技强国做准备。青年一代既是国家经济社会发展的领导者和主力军,也是人才培养的基础,因此基础教育阶段人工智能教育的普及和课程的开设至关重要。近几年来,为了促进中小学人工智能教育的发展,我国教育部陆续颁布多项文件,各项文件一致强调在中小学普及人工智能教育的紧迫性和必要性。现阶段,我国中小学现行的信息技术课程标准中也都增加了与人工智能相关的模块来指导相关课程的开发和实践。在国家政策的号召和引领下,各地学校和教育机构纷纷展开人工智能课程的实践和教材的开发,中小学人工智能教育开始在各地迅速发展起来。目前,我国中小学人工智能教育虽然取得了不少成就,但因总体上还处在实践摸索阶段,所以我们更要关注暴露出的一些问题,例如:课程内容有待合理组织和完善、课程目标定位出现偏差、课程评价方式缺乏多元化设计、教学方式应改革创新等。总的来说,我国中小学人工智能课程的开设仍然存在着诸多困难,在课程构建与实践应用等各个方面都缺少可借鉴的经验,人工智能课程应该教什么?如何教,以及如何测?这些难点问题还有待于解决。本论文采用文献调查、问卷以及实验研究法,研究内容主要有以下几点:一、初中阶段人工智能教育现状调查与现存问题分析。笔者首先从课程标准、课程实施现状、研究趋势及研究热点、现有教材四个方面对中小学人工智能教育现状进行分析,然后基于现状分析总结概括出我国初中阶段人工智能教育现存问题。二、基于美国AI4K12教育行动提出的人工智能五大核心概念,设计初中阶段人工智能课程知识分布与学习目标,在初中人工智能课程建设方面提出了新的策略。美国AI4K12教育行动提出将K12阶段需要学习的人工智能知识划分为五个主题:感知、表示与推理、机器学习、人机交互、社会影响。该行动中有关教学内容和分级学习目标设计对于我国中小学人工智能课程教育的发展具有很好的借鉴和促进作用,笔者基于AI4K12提出的人工智能五大核心概念,以《智能导游》课程为例,设计基于五大概念下的课程五大概念知识分布与学习目标,将课程的课程内容分为感知、表示与推理、机器学习、人机交互、社会影响五大核心内容,对每个概念下的知识点以及教学目标进行归纳总结。三、初中人工智能教学评价内容和评价方式的选择与设计,根据不同的知识类型选择合适的评价方式。本研究将教学评价分为概念理解、实践应用、观念意识三方面的内容,针对不同类型的知识内容,设计不同的评价方式。其中对于概念理解类知识可采用选择题、填空题、判断题等多种题型结合的测试题目,实践应用类可采用分析题、纠错题、连线题等题型结合的测试题目并结合提交项目作品、小组展示等形式,观念意识类可采用问卷、量表、辩论赛等形式进行评价。笔者在案例设计中的评价部分以多种题型相结合的方法进行设计,在课程实践后对学生测试卷的成绩进行分析,结果表明,此种设计能准确分析学生在人工智能概念理解、编程实践以及学习态度以及价值观等方面的水平。四、设计基于PBL教学法的初中人工智能课程教学模式,基于该模式进行初中人工智能课程案例设计,并进行课堂实践来检测PBL教学法运用于初中人工智能课程的有效性。笔者基于初中人工智能在教学方式的现状及问题,结合相关研究提出基于PBL教学法的初中人工智能教学方式,设计初中人工智能课程教学模式,基于教学模式进行案例设计并进行教学实践来检验该教学模式的有效性。
关键词：初中;人工智能;人工智能教育;课程设计;语音识别
学科专业：教育技术学
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外中小学人工智能教育研究现状
1.2.1 国外中小学人工智能教育研究现状
1.2.2 国内中小学人工智能教育研究现状
1.3 初中人工智能教育现存问题
1.3.1 课程内容有待合理组织和完善
1.3.2 课程目标定位出现偏差
1.3.3 课程评价方式缺乏多元化设计
1.3.4 教学方式应改革创新
1.4 研究内容与研究思路
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究思路
1.5 研究方法
1.6 研究创新点
2 概念界定与理论基础
2.1 相关概念界定
2.1.1 人工智能
2.1.2 人工智能教育
2.1.3 语音识别
2.2 理论基础
2.2.1 建构主义学习理论
2.2.2 发现学习理论
2.2.3 PBL
3 初中人工智能课程五大概念知识内容解析
3.1 AI4K12对我国初中人工智能课程构建的启示
3.1.1 丰富完善人工智能课程内容
3.1.2 注重学生人工智能思维方式的培养
3.1.3 加强教学策略的研究与实践
3.2 五大概念内涵解读
3.2.1 感知
3.2.2 表示与推理
3.2.3 机器学习
3.2.4 人机交互
3.2.5 社会影响
3.3 提炼五大概念下对应的知识点
4 教学案例设计与实施效果分析—以《智能导游》一课为例
4.1 教学案例设计
4.1.1 教学内容分析
4.1.2 五大概念教学目标设计
4.1.3 基于PBL的教学模式设计
4.1.4 教学实施过程
4.1.5 教学评价设计
4.1.6 教学实施
4.2 实验结果分析与讨论
4.2.1 情感态度分析
4.2.2 课堂学习满意度分析
4.2.3 学生单元测试卷成绩分析
4.2.4 语音识别课程教学目标实现效果分析
4.3 研究总结
4.3.1 五大概念下的课程设计具有可行性
4.3.2 实践验证了教学模式设计的有效性
4.3.3 多元化的教学评价设计有助于教学检测和改进
4.4 初中人工智能课程教学改进策略
4.4.1 加强学生实践锻炼,培养学生动手能力和创新能力
4.4.2 加强学生计算思维、社会责任等软品质培育
4.4.3 优化改进教学模式,提高课程教学效果
5 总结与展望
5.1 总结
5.2 研究展望
参考文献
致谢