核心素养导向下初中信息技术教学中融入人工智能教育的研究

1 初中信息技术教育融入人工智能教育的必要性

首先，在当今及未来社会，人工智能已经渗透到社会的各个方面，大到国之重器的研究与变革，小到日常生活的各种小机器人的出现，都无不标志着人工智能时代的来临。

其次，《新一代人工智能发展规划》将加强教育和人才培养确立为国家战略方针，重点提出在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步提高编程能力的教育，建设人工智能专业学科，培养中小学学生的信息技术素养和人工智能运用能力。在基础教育中小学贯彻落实该文件精神，是国家的大政方针和时代需求。

再次，《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》正式将信息科技教育提升到了培养数字时代公民核心素养的战略高度，并明确将人工智能教育作为其核心组成部分。新标准强调科学原理与技术实践并重，关注计算思维的培养，旨在让学生理解数字世界的底层逻辑，而不仅仅是成为被动的使用者，而是一门“科学学科”。当今的信息技术学科倡导“做中学”、“用中学”、“创中学”，通过真实项目、案例、情境，让学生综合运用所学知识解决实际问题。信息技术学科在小学阶段侧重体验与感知，例如体验语音识别、人脸识别、智能翻译等应用，感受 AI 的奇妙。初中阶段侧重原理探究与初步应用。要求了解机器学习的基本过程（数据、训练、预测），并能使用简单的AI 模块或平台（如图形化编程中的 AI 扩展、在线 AI 训练平台）解决简单问题如，设计一个智能分类器。

最后，在初中信息技术学科教育中融入人工智能教育也是现实需求，传统的信息技术学科更侧重软件操作、工具使用技能，比如Office、打字等技术，被视为一种工具学科。传统的教育模式已经不适应当今社会的发展要求了，其具有很大的现实局限性。所以，国家对未来的人才培养提出了新要求，要求当代中学生必须了解人工智能的基本原理和研究理论，以及一些基础的人工智能技术，包括编程、简易机器人技术，并在此基础上，能够有灵活运用，将学到的人工智能技术运用到创新型发明创造上。

总之，人工智能教育融入信息技术学科教学的实践具有现实需求、适应时代发展和国家战略需求的必要性，培养中小学生的信息技术素养，实行人工智能教育是必须的也是很重要的，初中阶段的AI 教育是原理探究与初步应用，重在体验和思维培养，提高学生对科技创新的兴趣。

2 初中信息技术教学有效融入人工智能教育的实践

在探讨初中信息技术教学有效融入人工智能教育的问题上，有一个核心问题，即如何以核心素养为导向，而非单纯技术传授，在初中信息技术课中有效融入 AI 教育。其具有重要的理论意义和实践意义，丰富核心素养理论在学科教学中的应用，探索AI 教育与信息技术课程融合的理论模型。为一线教师提供可操作的教学框架、策略与案例，推动教学改革，提升学生面向未来的综合素养。

下面我以爱国主义为主题，将初中信息技术教学融入人工智能的教学实践案例——AI 赋能爱国情：设计“渠县特产守护人”智能识别系统。

首先，教师要带领学生了解图像识别技术的基本原理和应用，学会使用在线机器学习平台（如 Teachable Machine）训练一个简单的图像分类模型，并将训练好的模型集成到简单的编程环境（如 App Inventor或 Python Flask 简易 Web 应用）中，创建可交互的程序。

教学过程展示情境导入：

播放视频：展示长城、故宫、敦煌壁画、皮影戏、地方古建筑等文化遗产，以及它们因岁月、灾害或人为因素面临的挑战。“同学们，我们的家乡有哪些值得骄傲的文化瑰宝？（如：渠县黄花菜、三汇果醋、渠县呷酒、渠县汉阙、渠县三汇彩亭会、渠县刘氏竹编、巴文化遗存等）我们如何用所学的信息技术，特别是人工智能，来更好地守护、传播它们？”请同学们选择一个家乡文化符号，制作一个“渠县特产守护人”智能识别系统。用户拍照或上传图片，程序就能自动识别并介绍它。

按照课前做的数据筹备工作，得到以下数据：

高质量（清晰、正对主体、角度多样、背景简单）的遗产文化讲解数据；通过互联网搜索、自行拍摄等方式，为每个类别收集至少 50-100 张的图片；按照提前完成的数据收集与整理工作，建立不同标签的文件夹。

3 利 用 Teachable Machine 平 台 模 型 进 行 训 练 与 调 试， 赋 予AI“慧眼”。

第一步是教师演示使用Teachable Machine平台创建图像分类项目，为每个内容创建新项目，注意不能遗漏，数据尽可能详实；第二步为每个类别上传准备好的图片；第三步是图片上传完成后，点击“训练模型”，等待平台自动完成训练；第四步是使用实时摄像头或上传测试图片进行模型效果验证，验证成功后即可投入使用。以上四步操作得当，通过不断“优化数据 ⇒ 重新训练 ⇒ 测试”的迭代过程，提升模型准确率，一个完整的“渠县特产守护人”智能识别系统模型就设计完成了。

4 模型设计完成后，进行应用集成与成果展示，让成果“活”起来。

将模型在 Teachable Machine 中训练好之后，就可以将模型导出来了，通常可以生成为共享链接或 TensorFlow.js 模型文件。接下来，教师将方法教给学生。第一种是使用 App Inventor 的 Web 组件，加载Teachable Machine 提供的共享链接，快速构建一个手机 APP。这个方法的好处是低代码，降低了写作难度，适合一般中小学生，也不需要教师过多参与，难度偏低。第二种是教师提前准备好一个简单的 Web 页面模板，各组将自己的模型链接嵌入模板中，形成一个专属的识别网页。这个方法需要教师主导，难度偏高，比较适合有一定基础的中小学学生。

最后一步就是进行功能拓展与美化，学生可以根据自己的爱好和需求，为识别结果添加文字介绍，比如：该文化符号的历史、寓意、故事等，要求学生查阅资料，凝练文化内涵。

结论

在核心素养导向下，将人工智能教育融入初中信息技术教学，是教育适应数字智能时代的必然选择，也是推动课程深化改革、落实新时代立德树人新要求的根本任务的重要举措。它要求教育者超越工具主义的技能训练，转向对学生综合素养和健全人格的培养。还有融入爱国主义教育的理念，科技是为了造福祖国和人民，信息技术与人工智能坚决不能用于危害国家和人民的安全与利益，在学生心理筑起一道安全的思想堡垒，这是信息技术教育为国家育才的重要使命。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部 . 义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社,2022.

[2] 国务院 . 新一代人工智能发展规划 [Z].2017.

[3] 祝智庭 , 魏非 . 面向人工智能的教育变革：技术潜能与生态构建 [J]. 电化教育研究 , 2018.

作者简介：陈溯（1981- ）, 男，汉族，四川达州人，中学一级教师，大学本科学历，单位：渠县第二中学，研究方向: 信息技术教育