引言：在21世纪的今天，人工智能（AI）和信息技术（IT）已经成为推动社会发展的关键力量。教育作为培养人才的重要途径，其与AI和IT的结合无疑将为教育领域带来革命性的变化。本文将从实际教学出发，探讨如何将AI和IT深度融合到学科教育中，以实现教育的创新和突破。

一、借助生活实例引入新课题

计算机算法在教育中的应用，是信息技术与学科教育融合的体现。通过计算机算法，学生能够直观地看到数学理论在实际问题中的应用，从而加深对数学概念的理解。例如，在计算圆周率的过程中，算法不仅帮助学生理解圆周率的定义，还能让他们体会到计算机在解决数学问题中的强大能力。

在教学中，教师可以设计一个项目，让学生用计算机计算圆周率。首先，教师需要向学生介绍圆周率的定义以及它在数学中的重要性。圆周率是一个无理数，表示圆的周长与直径的比值，通常用希腊字母π表示。然后，教师可以引导学生思考如何用计算机来近似计算π的值。蒙特卡洛方法通过随机投点来估计圆周率的值。具体来说，可以在一个边长为2的正方形内随机生成点，然后计算落在正方形内四分之一圆内的点的数量。通过这个比例，可以估计出π的值。教师可以指导学生编写一个简单的程序来实现这个过程。学生首先需要学习如何使用编程语言生成随机数，并在指定的范围内生成点的坐标。接着，学生需要编写代码来判断这些点是否落在四分之一圆内。这涉及计算点到圆心的距离，并与半径进行比较。最后，学生需要统计落在圆内的点的数量，并用这个数量来估计π的值。在这个过程中，学生不仅学习了编程的基本技能，还锻炼了他们的逻辑思维能力。通过多次运行程序并取平均值，学生可以得到越来越接近真实值的π的估计。

通过设计并实现一个简单的数值数据算法来计算圆周率，学生不仅能够理解圆周率的概念，还能够学习到编程的基本技能和逻辑思维。这种教学方法有效地将信息技术与数学教育相结合，提高了学生的学习兴趣和实践能力，同时也为学生提供了一个探索数学与计算机科学交叉领域的平台，有助于培养他们的创新思维和解决实际问题的能力。

二、借助智慧系统优化学习

智慧系统的核心在于通过数据分析、模式识别等技术，对学生的学习行为、学习成果进行实时监测和评估，从而为教师提供精准的教学决策支持，为学生提供个性化的学习资源和学习路径。这种系统的应用，使得教育过程更加符合学生的认知发展规律，促进了学生综合能力的提升。

以“走进公交IC卡收费系统——初识信息系统”为例，公交IC卡收费系统是一个典型的智慧系统，它通过集成电子支付、实时数据传输、智能分析等功能，实现了公共交通的智能化管理。在教育领域，这一系统可以被用作教学案例，帮助学生理解信息系统的工作原理和应用价值。在具体的教学过程中，教师首先向学生介绍公交IC卡收费系统的基本概念，包括其组成、功能以及在公共交通管理中的作用。随后，通过实际的公交IC卡收费系统操作演示，让学生直观地了解系统的运作流程。在此基础上，教师引导学生深入探讨系统背后的信息技术，如数据库管理、网络通信、智能算法等，使学生对信息系统有一个全面地认识。通过案例分析，学生不仅能够理解信息系统的基本原理和技术架构，还能够认识到信息技术在解决实际问题中的应用价值。例如，公交IC卡收费系统通过智能算法优化了车辆调度，提高了运营效率；通过数据分析，为交通规划提供了决策支持。这些内容的探讨，有助于学生建立起信息技术与实际应用之间的联系，激发他们对信息技术学科的兴趣。此外，智慧系统在教学中的应用，还体现在能够根据学生的学习情况，提供个性化的学习资源和学习建议。在公交IC卡收费系统的案例教学中，教师可以根据学生的学习进度和理解程度，调整教学内容和难度，确保每个学生都能获得适合自己的学习体验。通过智慧系统的优化，不仅提升了教学效率和学习体验，还促进了学生综合能力的提升。公交IC卡收费系统作为智慧系统在教育领域的一个应用案例，展示了信息技术在解决实际问题中的巨大潜力，也为学生提供了一个生动的学习平台，帮助他们更好地理解和掌握信息技术学科知识。

三、借助流程图分析深化感悟

人工智能与信息技术学科教育的深度融合，不仅能够提升学生的信息技术素养，还能够培养学生的创新思维和问题解决能力。在这一过程中，流程图作为一种直观的表达工具，能够帮助学生更好地理解和掌握算法及其基本控制结构。

流程图在教育中的应用，能够让学生在可视化的环境中理解和掌握复杂的概念，以洗衣机的洗衣流程为例，其流程图通常包含以下几个主要步骤：进水、洗涤、漂洗、脱水和结束。每个步骤都有其特定的控制逻辑，比如进水阶段需要控制水量，洗涤阶段需要控制洗涤时间、洗涤力度和洗涤方式，漂洗阶段则需要控制漂洗次数和水量，脱水阶段则需要控制脱水速度和时间，最后结束阶段则涉及洗衣机的自动停机和提示用户取衣。在教育中，通过将这一流程图与算法及其基本控制结构相结合，教师可以引导学生深入理解算法的逻辑性和顺序性。例如，在洗涤阶段，教师可以引导学生思考如何通过编程实现洗涤力度的自动调节，这涉及条件判断和循环控制结构。学生需要设计算法，判断衣物的材质和脏污程度，然后根据这些条件选择合适的洗涤力度和时间，这个过程需要使用到条件语句（if-else）和循环语句（for或while）。进一步地，教师可以引导学生思考如何优化洗衣流程，比如通过引入传感器检测衣物的湿度，自动调节漂洗次数和脱水时间，这涉及更高级的算法设计，如递归和搜索算法。学生需要考虑如何通过算法实现洗衣机的智能化，使其能够根据衣物的实际状态自动调整洗衣程序，以达到节能和高效洗衣的目的。人工智能与信息技术学科教育的深度融合，通过流程图的辅助，能够让学生在理解和掌握算法及其基本控制结构的同时，也能够提升他们的创新思维和问题解决能力。洗衣机的洗衣流程作为一个具体的案例，不仅展示了流程图在教育中的应用价值，也体现了信息技术与学科教育融合的实际效果。

结束语

人工智能与信息技术的深度融合为学科教育带来了新的发展机遇。通过将生活实例、智慧系统和流程图分析等方法融入教学，我们能够为学生提供一个更加丰富、高效和个性化的学习环境，未来期待更多的教育工作者能够积极探索和实践这一融合模式，共同推动教育的创新和发展。

参考文献

[1]　贾萌,石伟伟,鲁晓锋,等.新时代科技创新背景下的人工智能创新实践课程思政教学[J].计算机教育,2022(8):48-52.

[2]　张利波,罗婉庆.重视技术原理凸显科学价值—数字技术赋能信息科技原理教学的路径与策略[J].中小学数字化教学,2022(8):14-18.

[3]　吕新荣,江左文.产教深度融合的应用型人工智能专业实训课程开发[J].计算机时代,2022(8):126-128.

[4]　夏伟琴.基于网络合作学习视域的初中信息技术教学策略研究[J].新课程,2022(30):150-151.