高一年級信息技術學科教學設計人工智能初步一、學習目標【必備知識】1.知道人工智能的概念、人工智能的研究范疇.2.記憶人工智能的發展階段，能正確描述.3.了解人工智能的應用領域，能簡單概括.4.了解機器學習，能簡單描述其原理和分類.【關鍵能力】辯證地看待人工智能?！緦W科素養】科學思維：在分析人工智能的作用和影響時，培養辯證看待問題的能力?？茖W態度與責任：通過了解人工智能，培養學生辯證看問題的思維以及提高自身能力以應對人工智能快速發展的意識，強調學生應該具備的信息社會責任。二、教學重難點【教學重點】人工智能的概念以及應用領域。機器學習的原理和分類?！窘虒W難點】機器學習的原理和分類。高頻考點：人工智能的應用領域。四、整體設計思路生活中有很多人工智能的應用案例，通過身邊的人工智能案例為導入，讓學生感受人工智能。再通過提問怎么確定一個機器是否智能引入“人工智能之父”、“計算機科學之父”——圖靈。后續結合圖片及視頻資料依次展開對人工智能的概念、應用領域、作用和影響以及機器學習的原理和分類的講述。引導學生辯證地看待人工智能。課程最后通過“文心一言”寫詩和繪畫讓學生感受AI的魅力。五、教學過程教學環節內容教師活動學生活動設計意圖（理論依據）導課人工智能的英文是？縮寫？ArtificialIntelligenceAI你所接觸到的生活中的人工智能有哪些？出示問題：你所接觸到的生活中的人工智能有哪些？語音助手無人駕駛人臉識別指紋識別智能智能家居智能音響、門鎖OCR識別技術Chatgpt學生回答問題通過學生熟知的生活中的人工智能案例導入本節課學習怎樣判斷一臺機器是否智能？圖靈測試一、圖靈：艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring）被譽為“計算機科學之父和人工智能之父”二戰期間，圖靈曾協助英國軍方破解德國的著名密碼系統Enigma，為盟軍取得二戰的勝利做出了重要貢獻。提前結束了戰爭，挽救了幾千萬人的生命。圖靈測試為表彰圖靈在計算機領域的卓越貢獻，人們設立了計算機界的最高獎——圖靈獎。該獎項相當于計算機科學界的諾貝爾獎。人工智能：定義：人工智能是利用計算機或者計算機控制的機器，模擬、延續和擴展人的智能，感知環境、獲取知識并使用知識獲得最佳結果的理論、方法、技術及應用系統。人工智能和人類智能區別：兩者的進化途徑和本質屬性不同物質承擔者不同在智能活動中的地位不同人工智能沒有人類的意識所特有的能動的創造能力人工智能沒有社會屬性二者的思維程序不同，思維深度不同人工智能的研究范疇：機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理、專家系統、機器學習，計算機視覺等。機器學習：定義：研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結構，從而不斷改善自身的性能危險之處：學習算法本身具有不斷改善自身性能的能力，從而使機器的能力變得越來越強，甚至算法設計者都不能預測其能力達到何種程度。機器學習要解決的問題分為：分類（識別）回歸（預測）機器學習根據已有數據的不同可以分為：監督學習無監督學習人工智能的發展階段：思考三個機器人誰更高級人工智能發展的三個階段：運算智能感知智能認知智能（由低級到高級）人工智能的應用領域：自動駕駛智能家居醫療健康農業金融教育安防人工智能的作用和影響：積極：提高生產效率、節約成本、促進經濟增長超強計算能力、更快、更精準解放人類的程序化、重復性、危險性勞動全面提升人們的生活品質消極：大量就業崗位消失，增加就業壓力人工智能產品的風險不能準確預估數據、隱私泄露問題加劇社會貧富分化責任與問責、倫理道德問題算法偏見、決策透明性課程實踐通過使用“文心一言”進行繪畫、詩歌創作、代碼編寫以AI生成的語音結束，象征AI對人類的發問引入圖靈及圖靈測試引導學生掌握圖靈和他的主要貢獻解釋人工智能的概念：模仿人類智能分別對人工智能和人類智能區別中的每條進行詳細講解：HI:社會進化、物理化學進化的結果；AI:是科學和技術進化的產物HI:大腦；AI:集成電路、電子管、晶體管等電子元件AI:旨在執行人類智能的任務，是模擬和創造出來的智能目前HI高于AIHI:人類可以進行抽象思維，對自己的思維和行為進行自我認識和調整；面對不完整的信息時可以根據本能、直覺、意識做出決定AI沒有文化背景、歷史背景，不能產生自我意識和情感，因此沒有社會屬性AI的思維基于數據、HI思維基于神經元對人工智能的研究范疇的每一部分進行舉例【可提問學生】：機器人：酒店送餐機器人、商場樓層引導機器人語言識別：智慧家居、語音助手圖像識別：OCR識別、拍照搜題自然語言處理：醫療文本分析、翻譯、文檔糾錯機器學習：人機對戰、虛擬角色、垃圾郵件過濾計算機視覺：無人駕駛、工業質量控制解釋機器學習的定義和可能構成威脅的原因解釋分類問題和回歸問題提問學生：三個機器人哪個更高級？運算智能>感知智能>認知智能（由低級到高級）

運算智能是感知智能和認知智能的基礎運算智能是指計算機進行快速計算和存儲信息的能力應用領域：金融領域預測股票、市場走勢、識別潛在欺詐行為；工業領域：運算智能可以用于優化生產流程、提高生產效率。感知智能是計算機通過各種傳感器獲取信息的能力，包括視覺、聽覺、觸覺等感知能力應用領域：人臉識別、語音識別、無人駕駛認知智能是指機器對知識不斷理解與學習，能夠理解和思考應用領域：智能問答系統、醫療輔助診斷、政務領域（目前的認知智能層面上已有突破，但還難以完全達到人類的認知智能水平）展示視頻及圖片資料舉例介紹人工智能的每個應用領域：自動駕駛6個階段智慧家居醫療健康：微型機器人實現藥物精準輸送、微創手術與治療金融教育安防農業：監測植物生長狀態、提供精準農田管理建議、識別害蟲提問學生如何看待人工智能對我們的影響【辯論賽形式】打開“文心一言”網頁，提問學生進行創作播放該幻燈片，提出問題學生思考回答問題學生思考，理解記憶閱讀教材，理解概念認真聽講嘗試理解人工智能與人類智能的區別回答每個人工智能研究領域的具體實例認真聽講，嘗試理解機器學習、分類與回歸、監督學習與無監督學習思考并回答問題觀看視頻及圖片資料思考并展開辯論使用文心一言進行文學創作思考問題并作答介紹圖靈的主要貢獻和地位引導學生理解人工智能的概念引導學生正確認識人工智能和人類智能加深學生對人工智能現狀的了解引導學生理解機器學習、分類與回歸、監督學習與無監督學習引導學生自行感受人工智能發展階段中哪個更高級，進而記憶人工智能發展的三個階段引導學生感受人工智能如何滲透到我們的日常生活中引導學生辯證地看待人工智能，培養學生全面思考問題的意識引導學生使用AI工具解決簡單問題，讓AI為我們所用引導學生思考人類和人工智能的關系，設置懸念展示介紹自己使用文心一言的創作成果組織學生展示成果兩名學生回答問題感受人工智能的魅力評價文心一言使用中存在的問題（算法偏見）1.引導學生進行歸納2.教師綜合評價補充不足之處培養學生的綜合評價能力、歸納總結能力課堂檢測快問快答提問本節課的知識點：根據已有數據的不同，機器學習可以分為？監督學習和無監督學習機器學習中要解決的問題可以分為？分類（識別）回歸（預測）人工智能三個發展階段？運算智能;感知智能;認知智能人工智能的主要應用領域？無人駕駛、教育、醫療、金融......根據學生展示，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。學生分析評價1.對本節課的教學效果進行檢測2.幫助學生鞏固所學內容課堂小結人工智能：定義、應用領域、發展階段、影響機器學習：定義、分類教師引導學生總結知識方法技能梳理自己本節所學知識、方法、技能進行交流根據學生表述，查漏補缺，并有針對性地進行講解補充。作業布置課后作業寫一篇關于人工智能的調查報告，