教科版高中信息技术(2019)必修一教案 5.2探秘人工智能 教案
人工智能教案
人工智能教案《人工智能教案》一、教学目标让学生了解人工智能的基本概念和发展历程。
帮助学生掌握人工智能的主要技术和应用领域。
培养学生的创新思维和实践能力，提高学生对人工智能的兴趣和热情。
二、教学重难点教学重点：人工智能的基本概念、主要技术和应用领域。
教学难点：如何让学生理解人工智能的复杂技术和应用，以及如何培养学生的创新思维和实践能力。
三、教学方法讲授法：通过讲解和演示，向学生传授人工智能的知识和技能。
案例分析法：通过分析实际案例，帮助学生理解人工智能的应用和效果。
实践教学法：通过实践操作和项目实践，让学生亲身体验人工智能的开发和应用。
小组讨论法：组织学生进行小组讨论，促进学生之间的交流和合作，培养学生的团队精神和创新思维。
四、教学过程导入新课 （1）通过播放一段关于人工智能的视频或展示一些人工智能的应用案例，引起学生的兴趣和关注。
（2）提问学生对人工智能的了解和认识，引导学生思考人工智能的发展和应用。
讲授新课 （1）人工智能的基本概念 ①介绍人工智能的定义和发展历程。
②讲解人工智能的主要研究领域和应用场景。
（2）人工智能的主要技术 ①机器学习：介绍机器学习的基本概念和方法，如监督学习、无监督学习、强化学习等。
②深度学习：讲解深度学习的基本原理和应用，如卷积神经网络、循环神经网络等。
③自然语言处理：介绍自然语言处理的基本任务和方法，如文本分类、情感分析、机器翻译等。
④计算机视觉：讲解计算机视觉的基本任务和方法，如图像分类、目标检测、图像生成等。
（3）人工智能的应用领域 ①智能语音助手：介绍智能语音助手的基本功能和应用场景，如语音识别、语音合成、智能对话等。
②智能推荐系统：讲解智能推荐系统的基本原理和应用场景，如电商推荐、音乐推荐、视频推荐等。
③自动驾驶：介绍自动驾驶的基本1. 2. 3. 1. 2. 1. 2. 3. 4. 1. 2.概念和发展现状，如自动驾驶的级别、技术架构、应用场景等。
认识人工智能优秀教学案例高中信息技术教科版必修1数据与计算
4.反思与评价的教学环节：引导学生进行自我反思和小组互评，评估自己在学习过程中的理解程度和能力提高。通过反思与评价，学生能够更加深入地理解人工智能的知识和应用，发现自己的不足之处，并进行改进。
3.讲授人工智能在各个领域的应用，如医疗、教育、交通等，并分析其对人类生活的影响。让学生了解人工智能的实际应用场景。
4.介绍人工智能带来的伦理和道德问题，如隐私保护、数据安全等。引导学生关注人工智能的负面影响，并培养其人文素养。
（三）学生小组讨论
1.组织学生进行小组讨论，让学生深入了解人工智能在各个领域的应用及其对人类生活的影响。引导学生关注小组讨论中出现的问题，并积极寻找解决方案。
3.引导学生关注小组讨论和项目实践中出现的问题，培养其解决问题和决策能力。
（四）反思与评价
1.引导学生进行自我反思，评估自己在学习过程中的理解程度和能力提高，培养其自我认知和自我调整能力。
2.组织学生进行小组互评和他评，鼓励他们给予他人建设性反馈，培养其评价和沟通能力。
3.教师对学生的学习过程和结果进行评价，关注其在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的全面发展。
五、案例亮点
1.生活情境的引入：通过展示日常生活中的人工智能应用场景，如智能音响、智能手机、智能家居等，引发学生对人工智能的兴趣和认知。这种生活情境的引入使得学生能够更加直观地理解人工智能的概念和应用，提高了学生的学习兴趣和积极性。
2.问题导向的教学策略：设计了一系列具有挑战性和实际意义的问题，激发学生的思考和探究欲望。通过解决问题，学生能够深入理解人工智能的基本概念、发展历程和应用领域，提高了学生的思维能力和问题解决能力。
《5.2探秘人工智能》作业设计方案-高中信息技术教科版19必修1
《探秘人工智能》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本课程的目标是让学生初步了解人工智能的基本概念、原理和应用领域，通过第一课时的学习，学生应能：1. 掌握人工智能的基本定义和特点；2. 了解人工智能的发展历程和主要技术；3. 认识人工智能在生活中的应用实例。
二、作业内容本课时的作业内容主要包括以下几个方面：1. 预习任务：学生需提前阅读关于人工智能的资料，包括但不限于发展历程、技术分类、应用领域等，并记录下自己的疑问和感想。
2. 视频学习：观看关于人工智能的短视频，时长约20分钟，内容涵盖人工智能的基本概念和技术原理。
3. 思考题：思考以下问题并提交答案：你认为人工智能在未来会有哪些新的突破？它的快速发展对社会有什么影响？你能否举出生活中的一些应用实例？4. 制作PPT：结合所学的知识和生活中的例子，制作一个简单的PPT，用于下一课时的分享交流。
要求至少包括五个页面，分别展示对人工智能的定义、技术、应用和发展趋势的理解。
三、作业要求作业要求如下：1. 学生需独立完成作业，并认真阅读相关学习资料；2. 观看视频时需记录关键信息，并积极思考问题；3. 思考题答案需条理清晰，观点明确；4. PPT制作要规范，页面布局合理，内容简洁明了，图文并茂；5. 作业需按时提交至指定平台或邮箱。
四、作业评价本课时的作业评价将依据以下标准进行：1. 学生完成作业的认真程度；2. 对学习内容的理解程度和笔记质量；3. 思考题答案的深度和逻辑性；4. PPT的制作质量与呈现效果；5. 按时提交作业的情况。
评价将采取自评、互评和教师评价相结合的方式进行。
评价结果将作为学生学习进步的重要依据。
五、作业反馈1. 学生提交的作业会由教师进行逐一检查和点评，对存在的问题给予指导和建议；2. 教师会根据学生提交的PPT和思考题答案进行课堂讨论和交流，帮助学生深入理解人工智能的相关知识；3. 课后教师将总结学生的作业情况，针对共性问题进行讲解和辅导；4. 对于表现优秀的学生和小组，教师将给予表扬和鼓励，并作为班级优秀作业进行展示。
《5.2探秘人工智能》作业设计方案-高中信息技术教科版19必修1
《探秘人工智能》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本课程的目标是让学生了解人工智能的基本概念、发展历程和应用领域，掌握人工智能的基本原理和算法，培养学生的逻辑思维能力和创新能力，以及激发学生对人工智能技术的兴趣和热情。
二、作业内容1. 自主学习：学生需在课前预习本节课内容，了解人工智能的基本概念和常见应用场景，如智能语音助手、智能推荐系统等。
2. 基础知识学习：学生在课堂学习过程中需认真听讲，并记录老师所讲授的人工智能相关基础概念、基本原理及常用算法。
例如：神经网络的基本结构，机器学习的基本过程等。
3. 实验任务：课后完成一项与人工智能相关的简单编程任务，使用基本的Python编程语言编写一个简单的神经网络模型，实现简单的分类功能。
具体任务包括：理解神经网络的结构、编写代码实现前向传播算法、使用数据集进行训练等。
4. 拓展学习：学生可自行查阅相关资料，了解人工智能在各个领域的应用案例，如医疗、教育、交通等，分析其优势与局限性。
三、作业要求1. 学生应确保课前预习的充分性，了解课堂将学习的主题及主要概念。
2. 在听讲过程中需认真做笔记，积极提问和回答问题，与老师同学进行互动交流。
3. 实验任务需独立完成，遇到问题可查阅资料或与同学讨论解决，但不得抄袭他人成果。
编程过程中需注意代码的规范性和可读性。
4. 拓展学习部分需学生自行搜索相关资料并整理成PPT或文档形式，以便于课堂展示和交流。
四、作业评价1. 老师将根据学生完成作业的准确性、完整性、创新性及编程规范性等方面进行评价。
2. 课堂展示环节中，学生需对拓展学习内容进行讲解和展示，老师将根据学生的表达能力、逻辑思维及对内容的理解程度进行评价。
五、作业反馈1. 老师将对学生的作业进行批改和点评，指出存在的问题及改进建议。
2. 对于实验任务中遇到的问题和困难，老师将给予指导和帮助，并提供相应的解决方案。
3. 学生根据老师和同学的反馈意见，及时修改和完善作业，巩固所学知识。
5.2探秘人工智能揭秘智能算法教学设计2023—2024学年教科版(2019)高中信息技术必修1
在行为习惯方面，部分学生习惯于被动接受知识，缺乏主动探究和质疑的精神。因此，在本节课的教学过程中，教师需关注学生的个体差异，采用启发式教学法和小组合作学习，激发学生的学习兴趣，提高他们的主动参与度和实践能力。同时，注重培养学生在信息技术领域的道德伦理观念，引导他们正确看待人工智能技术对社会的影响。
- 人工智能技术对社会、经济、教育等方面的影响与变革
6. 人工智能技术的伦理与法律规范
- 人工智能技术的道德伦理原则，如公平、透明、可解释性等
- 我国关于人工智能技术的法律法规与政策
- 人工智能技术发展中的伦理问题及应对措施
本节课的知识点梳理涵盖了人工智能的定义、历史发展、智能算法原理、应用案例、未来发展趋势以及伦理法律规范等方面，旨在帮助学生全面了解和掌握人工智能相关知识，为实际应用和进一步学习打下基础。
2. 掌握智能算法的基本概念、类型及其在人工智能中的应用。
3. 分析智能算法在实际应用中的优势与局限性，探讨人工智能技术对社会发展的影响。
核心素养目标
1. 提升信息素养：通过学习人工智能与智能算法，使学生能够理解信息处理的基本原理，培养运用信息技术解决问题的能力。
2. 增强创新意识：鼓励学生探索智能算法的创新发展，激发创新思维，提高解决实际问题的能力。
过程：
各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。
其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。
教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。
6. 课堂小结（5分钟）
《5.2探秘人工智能》作业设计方案-高中信息技术教科版19必修1
《探秘人工智能》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本作业旨在让学生初步了解人工智能的基本概念，掌握人工智能的发展历程和基本原理，通过实际操作体验，激发学生对于人工智能的学习兴趣和探究欲望。
二、作业内容1. 预习人工智能概念及发展历程：学生需通过自主学习，了解人工智能的定义、发展历程以及应用领域，并准备简单的介绍与同伴分享。
2. 制作小作品：利用所学的编程语言（如Python）和工具（如开源平台），学生需完成一个简单的小作品，如智能问答系统或简单的图像识别程序。
在制作过程中，学生需理解并运用人工智能的基本原理和算法。
3. 完成学习笔记：学生需整理学习过程中所记录的笔记，包括但不限于人工智能的定义、发展阶段、应用领域以及本次作业中遇到的问题和解决方法。
4. 撰写学习心得：学生需根据本次学习体验和实际操作过程，撰写一篇关于人工智能的学习心得，表达自己的理解和感受。
三、作业要求1. 预习内容要求准确全面：学生需确保所了解的人工智能概念及发展历程准确无误，并能清晰地向同伴进行介绍。
2. 作品制作需独立：在教师的指导下，学生需独立完成小作品的制作，禁止抄袭和盗用他人作品。
3. 学习笔记需规范整理：笔记需层次清晰，重难点突出，体现学生的学习思路和理解过程。
4. 撰写心得需真实：学习心得需真实反映学生的思考和感受，不得抄袭或编造。
四、作业评价1. 教师评价：教师根据学生的预习内容、作品制作、学习笔记和学习心得进行综合评价，给出相应的成绩。
2. 同伴评价：鼓励学生之间进行相互评价，提供意见和建议，以促进互相学习和提高。
五、作业反馈1. 针对学生的预习内容进行及时反馈，对有误或理解不深入的地方进行指导和纠正。
2. 对于学生的小作品进行展示和评价，鼓励学生在作品中展示自己的创意和思考。
3. 对于学习笔记和学习心得，教师需及时给予反馈，指出其中的不足和需要改进的地方。
同时，也要肯定学生的努力和进步，激发学生的积极性。
【信息技术 】探秘人工智能-揭秘智能算法 课件 教科版(2019)高中信息技术必修1
7
T-Shirt
人工智能 机器学习 神经网络 深度学习 神经元芯片 智能传感器
机器学习（Machine Learning）
Bird
Dog
人工智能 机器学习 神经网络 深度学习 强化学习 总结
Cat
Elephant
f (x )
模型 Model
Training 训练
7
T-Shirt
神经网络
Artificial Neurons Network
人工神经网络（Artifical Neural Network）
信息传递：
突触将一个神经元 接受的信号传递给另一 个神经元，信号能否继 续传递取决于神经元收 到信号的强度，及突触 是否对该信号进行抑制 或者加强。而突触的强 度有强有弱，可通过训 练改变，有可塑性。
树突 Dendrite
突触 Synapse
人工智能（Artificial Intelligence）
智能 管家
信息 推送
语音 助手
人脸 识别
在线 客服
自动 驾驶
人工智能 机器学习 神经网络 深度学习 强化学习 总结
机器学习
Machine Learning
人工智能的核心 技术之一。使计算机能模拟或实现人 类的学习行为，获取新的知识或技能， 重新组织已有的知识结构，从而不断
人工神经网络， 是一种模仿动物神经网络行为特征，
并进行信息处理的算法模型
人工智能 机器学习 神经网络 深度学习 强化学习 总结
人工神经网络（Artifical Neural Network）
人的大脑中含有一千多 亿个神经元，相互连接的神经元形成一个庞大 的网络，我们就是用这个复杂的网络来侦察外 部环境的变化来控制和调节自身的行为，以及
第五单元第3课时《探秘人工智能—“关爱老人之智能养老”项目实施》教学设计 高中信息技术必修1
《关爱老人之智能养老——数据分析与人工智能》第3 课时教学设计第3课时探秘人工智能—“关爱老人之智能养老”项目实施1.课时教材分析本节课围绕“智能养老”项目，四个小组的组员协作分工，经历收集数据、分析资料、提炼研究思想、设计汇报内容、撰写汇报文字稿等一系列的研究步骤。
通过完整的研究过程使学生清晰系统地把握人工智能的脉络，提高学生学习人工智能的兴趣，培养多角度思维的能力以及完整地解决问题的能力，从而更有效发展学生的逻辑思维能力。
本节课内容上强调与信息技术学科核心概念与核心素养直接关联（尤其是信息意识与数字化学习与创新素养），并尽可能采用直观的方法描述智能算法及其实现过程。
学生通过案例研究来提炼研究思想，重在理解、体验人工智能应用；通过剖析典型案例阐述智能技术社会化应用的巨大价值。
2.课时学情分析：本节课面向的是高一学生，学生已经在第一单元学习过数据、信息及其特征，作为信息时代的数字公民，他们在生活中体验着数据分析和人工智能的各类应用，但对这方面的理解总体上是零散、肤浅、片面的。
各小组已经在上节课选定了研究的子项目，也已完成了成员的角色分工，第3 课时就是具体的“项目实施”阶段。
高一学生已具备一定的逻辑思维能力和合作意识，利于其主动探究问题。
但是学生的数字化学习与创新能力存在一定的习惯性，缺乏将信息转换为知识的能力。
本节课注重让学生在活动中了解人工智能的概念，体会人工智能的魅力，以激发他们对人工智能的兴趣，为后面的基础理论学习做好铺垫。
3．课时学习重点了解人工智能的应用领域与发展趋势。
4．课时学习难点了解人工智能的相关算法。
5.开放性学习环境因特网、极域电子教室软件（分组教学功能）、项目活动手册6．课时学习目标学科知识⑴人工智能的概念、应用领域与发展趋势。
⑵启发式搜索的概念。
⑶机器学习的概念。
⑷智能传感器的概念。
⑸神经网络、神经元芯片的概念。
问题解决⑴人工智能是指什么？有哪些应用？对老人的生活有何影响？未来可能有何发展？⑵通过相关实际案例研究，体会人工智能技术的思想。
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5.2 探秘人工智能
【教学目标】
了解人工智能技术的相关概念与应用领域。
了解人工智能技术的发展的新趋势。
认识人工智能在信息社会中的重要作用。
【教学重点】了解人工智能的应用领域与发展趋
【教学难点】了解人工智能相关算法。
【教学过程】
一、认识人工智能
探问最强大脑
回顾人类智能与人工智能的几次对战，可以感受到人工智能技术的飞速发展。
请搜索相关信息，并完善下表。
战胜世界围棋冠军李世石
总结：在深蓝系列计算机中，存放了包括卡期帕罗夫的棋谱在内的近百年的棋谱记录，它的“智能”主要体现在对海量的实战棋谱的启发式搜索上。
1、启发式搜索
搜索：根据问题的实际，不断寻找可利用的知识，构造一条推理路线解决问题，这个过程就是搜索。
盲目搜索：按预定的控制策略进行搜索，而不考虑问题本身特性的搜索，称为盲目搜索。
这种搜索一般适用于求解比较简单的问题。
启发式搜索：它在搜索过程中加入估价函数等启发信息，不断自动调整搜索方向，加速求解进程。
例：八数码问题，在一个3*3的方棋盘上放上1，2，3，4，5，6，7，8八个数，每个数码占一格，且有一个空格，这些数码可以在棋盘上由初始局面向目标局面移动，其移动规则是：与空格相邻的数码方
格可以移入空格。
下发八数码软件，让学生体验。
总结：八数码问题，寻找从初始局面到目标局面移动方案的过程就是一次搜索，控制策略不同，搜索到的解决方案移动的步数也各不相同。
路径规划也是启发式搜索的一种典型应用，如卫星定位、无人驾驶汽车等。
练习：请设计一份迷宫图，并表述自己的启发式搜索方案。
从起点出发记录走1步能到的点、走2步能走的点、走3步能走的点……
2、体验人工智能
1）人工智能：利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境，获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
分类：弱人工智能和强人工智能
弱人工智能：实现特定功能的专用智能设备，不能真正实现推理和解
决问题。
强人工智能：真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。
2）人工智能的应用：
人工智能技术在生活中广泛应用，如自动驾驶、车牌识别及刷脸支付等，己快速地介入我们的衣食住行，刷新我们的生活，人工智能到底有哪些应用呢？
①人工智能应用的体现形式
水下机器人、特种极限机器人、矿业机器人
虚拟现实、增强现实、混合现
实
焊接机器人、喷涂机器人、加工机器人
②语音识别技术：
工作原理：首先在计算机中存放所有字词的读音，建立一个样本数据库，然后通过话筒将用户说话的声音输入计算机；计算机将输入的声
音和数据库中的所有声音样本逐一进行对照，找出最接近的声音样本，最终确定输入的声音是哪些字或词。
我们平时使用的拼音输入法，遇到同音字时，需要人工选择，而语音录入，可以根据上下文语义进行自主判断，自动选择。
所以录入的速度非常快，但也有一定的错误。
③人工智能应用主要有：
模式识别:专门研究如何使机器具有感知能力。
如：手写识别，语音识别,指纹识别、面像识别、签名识别、光学字符识别等
机器翻译:在线翻译金山译霸
机器搏弈:五子棋中国象棋、国际象棋
专家系统：疾病诊断专家系统植物专家系统
机器人：机器人服务员、导盲机器人
智能代理如：信息服务、电子商务、软件中的人性化“帮助”
二、揭秘人工智能算法
1、初探关键算法
人机对战中，那些具有“智慧”的机器人能战胜人类，是因为它们的
“脑”中存储了大量的优秀算法。
它们到底存储了哪些算法呢？
“阿尔法围棋”的核心系统属于基于神经网络的深度学习,即模拟人脑神经网络,通过大量数据分析学习了三千万盘职业棋手的棋谱,再通过增强学习的方法自我博奕,寻找比基础棋谱更多的打点来击败对手。
1）机器学习
机器学习是当前人工智能的核心技术之一，目的是使计算机能模拟或实现人类的学习行为，获取新的知识或技能，重新组织己有的知识结构，从而不断完善自身的性能。
实例：飞机躲避导弹的小游戏（教师下发给学生）
飞机被导弹击中飞机可躲避导弹
人工智能、机器学习、深度学习之间的关系可表示为：
2）神经网络
它是目前人工智能领域的研究热门之一，是一种模拟动物神经网络行为特征，进行并行信息处理的算法模型。
神经网络是目前应用最广泛的的算法，它是一种按照误差逆向传播算法训练的多层前馈神经网络，其结构可表示为：
2、探寻智能算法
1）神经元芯片：
上网搜索目前研发成功的神经元芯片，并填写下表：
纳沛斯半导体公司
神经元芯片
2）智能传感器
智能传感器是具有信息处理功能的传感器。
未来高敏度、高精度、高可靠性、微型化、集成化将是智能传感器的发展趋势。
课外作业：
你们觉得未来100年，人工智能会到达什么程度呢？发挥你的想象力，畅想100年后的一天？
（人工智能将影响我们身边的工作、生活和娱乐等）。