The purpose of this study is to investigate the applications and possibilities of major programs that provide services using artificial intelligence in mathematics education. For this study, related papers, reports, and materials were collected and analyzed, focusing on materials mostly published within the last five years. The researcher searched the keywords of "artificial intelligence", "artificial intelligence", "AI" and "mathematics education" independently or in combination. As a result of the study, artificial intelligence for mathematics education was mostly supporting learners' personalized mathematics learning, defining it as an auxiliary role to support human mathematics teachers, and upgrading the technology of not only cognitive aspects but also affective aspects. As suggestions, the researcher argued that followings are necessary: Research for the establishment of an elaborate artificial intelligence mathematical system, discovery of artificial intelligence technology for appropriate use to support mathematics education, development of high quality of mathematics contents for artificial intelligence, and the establishment and operation of a cloud-based comprehensive system for mathematics education. The researcher proposed that continuous research to effectively help students study mathematics using artificial intelligence including students' emotional or empathetic abilities, and collaborative learning, which is only possible in offline environments. Also, the researcher suggested that more sophisticated materials should be developed for designing mathematics teaching and learning by using artificial intelligence.
This study aims to analyze the characteristics of students' understanding of artificial intelligence and mathematical concepts by developing and applying an artificial intelligence education program for mathematics convergence using robots. To this end, we analyzed the content standards of elementary artificial intelligence education to extract conceptual elements of artificial intelligence and identified mathematics achievement standards that can effectively integrate them. In particular, a five-session (15 classes in total) program was developed by selecting the units 'angle' and 'quadrilateral' suitable for utilizing the robot's movement and reorganizing the lesson to integrate the mathematics achievement standard with the artificial intelligence content elements. As a result of applying this to 22 fourth grade elementary school students over five months and analyzing the students' understanding revealed by topic of artificial intelligence content, the artificial intelligence education program for mathematics convergence using robots was helpful in students' understanding artificial intelligence principles and mathematical concepts. In addition, the use of robots was confirmed to improve students' understanding of artificial intelligence and mathematics as well as their participation in class by making them visually check a series of performing procedures.
Recently, we are working to utilize it in various fields with the expectation of the potential of artificial intelligence. There is also interest in applying to the field of education. In the field of education, machine learning and deep learning, which are used in artificial intelligence technology, are deeply interested in how to learn on their own. We are interested in how artificial intelligence and artificial intelligence technologies can be used in education and we have an interest in how artificial intelligence can be applied to mathematics education. The purpose of this study is to investigate the direction of mathematics education as the change of education paradigm and the development of artificial intelligence according to the development of information and communication technology. Furthermore, we examined how artificial intelligence can be applied to mathematics education.
Artificial intelligence technology, which represents the era of the 4th Industrial Revolution, is now deeply involved in our lives, and future education places great emphasis on building students' capabilities for the principles and uses of artificial intelligence. Therefore, the purpose of this study is to develop the contents of AI related education in mathematics, which the relationship is closely connected to each other. To this end, I propose establishing two novel AI-related contents in mathematics education. One subject is related to learning the principle of machine learning based on mathematics foundation. In addition, I draw the core math contents dealt in following subject called 'Basic Mathematics for AI and Data Science.'
The purpose of this study is to explore the teaching and learning method using artificial intelligence (AI) in the mathematics classroom. To this end, to predict the direction of mathematics education using AI in the mathematics classroom, this study investigates the fields where AI is applied to education, and discuss issues to consider when introducing AI through scenario development using AI in middle school statistics. This study is meaningful in that it specifically considered how artificial intelligence can be grafted into the mathematics classroom through the development of scenarios that integrate and apply artificial intelligence that has been developed and used segmentally in the current middle school statistics. Afterwards, based on the contents of this study, implications for using AI in the math classroom were derived.
Kwon, Oh Nam;Lee, Kyungwon;Oh, Se Jun;Park, Jung Sook
Communications of Mathematical Education
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v.35
no.4
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pp.445-473
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2021
The purpose of this study is to derive implications for the design of the next curriculum by analyzing the textbooks designed as a new subject in the 2015 revised curriculum. In the mathematics curriculum documents of , 'related learning elements' are presented instead of 'learning elements'. 'Related learning elements' are defined as mathematical concepts or principles that can be used in the context of artificial intelligence, but there are no specific restrictions on the amount and scope of dealing with 'related learning elements'. Accordingly, the aspects of 'related learning elements' reflected in the textbooks were analyzed focusing on the textbook format, the amount and scope of contents, and the ways of using technological tools. There were differences in the format of describing 'related learning elements' in the textbook by textbook and the amount and scope of handling mathematics concepts. Although similar technological tools were dealt with in each textbook so that 'related learning elements' could be used in the context of artificial intelligence, the focus was on computations and interpretation of results. In order to fully reflect the intention of the curriculum in textbooks, a systematic discussion on 'related learning elements' will be necessary. Additionally, in order for students to experience the use of mathematics in artificial intelligence, substantialized activities that can set and solve problems using technological tools should be included in textbooks.
Mathematics and philosophy are considered as ways to get knowledges and cognitions of truths. They are human thoughts and epistemes. Thinking is in fact carried out in a systematic way, which consists of sort of syntax and semantics of thinking, called logic. We observe the logic from mathematical and philosophical perspectives with layman's language. We conclude that mathematics, philosophy and logic are the abilities necessary for the human beings of the 21st century, the age of artificial intelligence.
In mathematics, the concept of convolution is widely used. The convolution operation is required for understanding computer vision and deep learning in artificial intelligence. Therefore, it is vital for this concept to be explained in college mathematics education. In this paper, we present our new teaching and learning materials on convolution available for engineering mathematics. We provide the knowledge and applications on convolution with Python-based code, and introduce Convolutional Neural Network (CNN) used for image classification as an example. These materials can be utilized in class for the teaching of convolution and help students have a good understanding of the related knowledge in artificial intelligence.
Today's healthcare, intelligent robots, smart home systems, and car sharing are already innovating with cutting-edge information and communication technologies such as Artificial Intelligence (AI), the Internet of Things, the Internet of Intelligent Things, and Big data. It is deeply affecting our lives. In the factory, robots have been working for humans more than several decades (FA, OA), AI doctors are also working in hospitals (Dr. Watson), AI speakers (Giga Genie) and AI assistants (Siri, Bixby, Google Assistant) are working to improve Natural Language Process. Now, in order to understand AI, knowledge of mathematics becomes essential, not a choice. Thus, mathematicians have been given a role in explaining such mathematics that make these things possible behind AI. Therefore, the authors wrote a textbook 'Basic Mathematics for Artificial Intelligence' by arranging the mathematics concepts and tools needed to understand AI and machine learning in one or two semesters, and organized lectures for undergraduate and graduate students of various majors to explore careers in artificial intelligence. In this paper, we share our experience of conducting this class with the full contents in http://matrix.skku.ac.kr/math4ai/.
As various changes in education in general and learning environment in particular have promoted different needs and expectations for learning at both personal and social levels, the roles that schools and school teachers typically have with respect to their students are being challenged. Especially with the recent, rapid progress of the artificial intelligence(AI) field, AI could serve beyond the way in which it has been used. Based on a review of some of the related literature and the current development of AI, a view on utilizing AI to be a collaborative, complementary partner with an human mathematics teacher in the classroom in order to support both students and teachers will be discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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