中小学人工智能教材
中小学人工智能课程一体化创新架构
02
人工智能基础知识
人工智能的定义与历史
总结词
了解人工智能的基本定义和历史发展，有助于学生更好地理解这一领域的背景和基础。
详细描述
人工智能是指通过计算机科学和信息技术模拟人类智能的一种综合性技术。自20世纪 50年代起，人工智能经历了从专家系统、知识表示、自然语言处理到机器学习等不同 阶段的发展。了解人工智能的历史有助于学生理解其当前的应用和未来的发展趋势。
教学方法与手段
01
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03
04
理论与实践相结合
采用案例教学、项目式学习等 方式，将理论知识与实践操作
相结合。
线上与线下相结合
利用在线教育平台和线下实体 课堂，实现混合式教学。
个性化学习
根据学生的兴趣和能力，提供 个性化的学习资源和指导。
团队合作
组织学生进行小组讨论、协作 完成项目，培养团队协作能力
人工智能的关键技术
总结词
掌握人工智能的关键技术是深入了解和应用这一领域的基础。
详细描述
人工智能的关键技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉和专家系统等。这些技术是人工智能 领域的重要组成部分，并在不同领域得到广泛应用。学生需要了解这些技术的原理和应用场景，以便更好地理解 和应用人工智能。
培养。
当前中小学人工智能课程存在教 材不统一、师资力量薄弱等问题 ，需要加强教学资源建设和教师
培训。
对一体化创新架构的建议
建立统一的中小学人工智能课 程大纲和教材体系，确保教学 内容的连贯性和系统性。
加强与高校、企业等机构的合 作，共同推进中小学人工智能 教育的发展。
鼓励开展多样化的教学方式， 如项目式学习、探究式学习等 ，以激发学生的学习兴趣和创 造力。
中小学《人工智能》粤版教材 (2)
中小学《人工智能》粤版教材1. 引言人工智能（Artificial Intelligence，简称AI）作为一门新兴的科学和技术领域，正逐渐渗透到我们日常生活的方方面面。
为了让中小学生更好地了解和掌握人工智能的基础知识，本教材特别推出了《人工智能》粤版教材。
本教材旨在根据中小学教育的特点，融入粤语的特色，以浅显易懂的方式向学生介绍人工智能的基本概念、原理和应用。
通过本教材的学习，学生不仅可以了解人工智能的基础知识，还可以培养其创新思维和解决问题的能力。
2. 人工智能的基本概念2.1 什么是人工智能人工智能是指使计算机能够模拟人类的智能行为的一门科学和技术。
它利用计算机和相关技术，通过模拟人类的思维、决策和行为，完成逻辑推理、感知认知和自主学习等任务。
2.2 人工智能的分类根据人工智能的研究领域和方法，可将人工智能分为以下几个主要分类：•专家系统：利用专家的知识和规则来解决特定领域的问题。
•机器学习：使机器能够通过学习和训练来改进自身性能，从而实现智能化。
•自然语言处理：使计算机能够理解和处理人类的自然语言。
•计算机视觉：使计算机能够理解和分析图像和视频。
•智能机器人：使机器能够模拟人的行为和交互。
3. 人工智能的原理与技术3.1 机器学习机器学习是人工智能发展中的重要技术之一。
它通过使用大量数据进行训练，使机器能够自动学习和改进自身性能。
常见的机器学习算法包括决策树、神经网络、支持向量机等。
3.2 深度学习深度学习是机器学习的一种特殊形式，模拟了人脑神经元网络的结构和工作原理。
它通过构建深层的神经网络，使机器能够进行更复杂的学习和推理。
深度学习已经在图像识别、语音识别和自然语言处理等领域取得了很大的成功。
3.3 自然语言处理自然语言处理是使计算机能够理解和处理人类的自然语言的技术。
它包括文本分析、语义理解、机器翻译等方面。
自然语言处理的应用广泛，例如智能助手、智能客服和机器翻译等。
4. 人工智能的应用领域4.1 教育领域人工智能在教育领域的应用越来越广泛。
中小学人工智能常识课【人类感知和机器感知】
三、连一连
人体产生感觉的过程可以用下图的人体感觉系统模型图表示，让我们使用箭头将 模型图补充完整吧！
三、人体感受系统
在人体感受系统模型图中，自下而上。 第一层为内外环境产生的刺激源； 第二层为人体的感受器； 第三层为感受器产生的各种信号； 第四层为将各种信号传导给大脑的传导通路； 最后一层为大脑皮层感觉中枢，对各种信号进行处理，产生感知。
同时机器除了与我们人类具有类似的感知能力， 如视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉等以外，机器还 可以感知到我们人类器官无法达到的感知范围，比 如机器可以看到肉眼看不到的几千米以外的场景， 听到人类耳朵听不到的超声波，触摸人类无法触摸 的几千度高温等等。
二、人类感知与机器感知
感知包含感觉和知觉两层含义。 感觉是人脑对作用于人体感官的客观事实的直接反应，知觉则是在感觉的基础 上产生，是人在实践活动中逐渐发展起来的对于作用于感官刺激的一种认识，两 者密不可分，合称感知。
三、机器感知系统
信号调理电路是传感器和数据处理装置之间的接口，功能更像是一个翻译机，它 将传感器的输出信号进行处理，变成数据处理装置可以接受的形式。
AI小结
本节课我们学习了人类感知和机器感知的相关知识，机器感知是模拟人类感知， 所以他们两个在完成感知的过程有很多相似的地方。
当有内外环境刺激的时候，人类的感受器会接收到刺激，机器则是传感器接收到 刺激；人类的感受器会将刺激转化成一种神经电脉冲信号，机器则是同样将传感器 接收到信息转化成可用信号；人类的神经脉冲信号通过独立的神经传导通道传送到 大脑，产生知觉，机器则是将传感器接受的可用信号通过信号调理电路发送给数据 处理装置，让机器产生知觉。
四、传感器发展历史
第1代：结构型传感器 结构型传感器利用结构参量变化来感受和转化信号。例如：电阻应变式传感器，它 是利用金属材料发生弹性形变时电阻的变化来转化电信号的。
中小学人工智能教育方案的设计与实施
学校应搭建交流平台，促进教师之间的教学经验和教学方法的交流，提高教学质 量。
04
中小学人工智能教育方案实施 效果评估
学生综合素质提升
创新思维
通过人工智能教育，学生能够培 养出对科技和创新的兴趣，激发 创新思维，提高解决问题的能力
。
编程能力
学习编程语言和算法，有助于培 养学生的逻辑思维和问题解决能
促进教师团队合作
人工智能教育需要跨学科合作，有助于促进教师 之间的交流与合作。
学校办学水平提高
完善课程设置
学校可以结合自身实际情况，完善课程设置，增加科技教育内容 ，提高办学水平。
提升教学质量
通过实施人工智能教育方案，学校可以提升教学质量和效果，提高 整体办学水平。
促进学校创新发展
人工智能教育是未来教育发展的重要方向，实施相关方案有助于学 校创新发展。
政策支持与资金投入
政策支持
政府应出台相关政策，为中小学 人工智能教育提供政策保障，包 括课程设置、师资培训、设备购 置等方面的支持。
资金投入
政府应设立专项资金，为中小学 人工智能教育提供资金支持，包 括购买设备、培训师资、开展教 研活动等。
基础设施建设
硬件设施
学校应配备人工智能教育所需的硬件 设备，如计算机、传感器、控制器等 ，以满足教学需求。
整合外部资源
与企业和研究机构合作， 引入外部优质资源，丰富 教学内容和形式。
实践教学环节
实验课程设置
设置一定比例的实验课程，让学生通 过实践操作掌握人工智能技术和应用 。
创新项目支持
竞赛活动组织
组织开展人工智能竞赛活动，激发学 生的兴趣和动力，提高他们的实践能 力。
鼓励学生参与人工智能创新项目，培 养他们的创新能力和团队合作精神。
小学信息技术《初识人工智能》教学设计
小学信息技术《初识人工智能》教学设计【教材分析】本课是教材新增的内容，是人工智能模块的起始课，其目的是要让学生通过学习人工智能的基本概念和发展历程，走近人工智能，更多地感受计算机科学发展对我们生活的影响。
同时通过对现代人工智能代表性事物的了解，更好地促进学生融入到探索与发现人工智能的学习中。
【学情分析】本节课的教学对象是六年级的学生，他们对人工智能的应用有一定的了解，但这种了解只基于应用本身，对人工智能的概念和发展历史是比较模糊的。
同时，学生对于与人工智能相关的计算机发展、机器人、编程知识等也有一定的了解，但知识之间是相对割裂的。
所以，可以通过资料收集、交流讨论、对比想象等形式发挥学生的主观能动性，更好地让全体学生主动参与、获取新知。
【教学目标与要求】1. 运用阅读、音视频文件、讨论交流、对比想象等方式，了解人工智能的概念和相关知识。
2. 感受人工智能的作用，通过讨论分析其特性，培养信息意识。
3. 辩证认识人工智能对社会和生活带来的影响，树立AI时代信息社会责任。
【教学重点与难点】重点：1. 了解计算机科学与人工智能之间的关系。
2. 了解人工智能发展的历史及其重要性。
3. 了解人工智能的分类，感受生活中的人工智能。
难点：知道人工智能的基本概念。
【教学方法与手段】方法：通过视频的观看激发学生的学习兴趣，在教学过程中利用体验式学习、自主探究和小组合作交流学习等形式结合，重点培养学生对人工智能的兴趣和探究热情。
手段：多媒体教学网络、教师课件展示。
【课时安排】安排1课时。
【教学过程】一、导入1. 同学们，你们知道人工智能吗？今天，我们通过一段视频来了解一下。
2. 视频中说到，人工智能已走进我们的生活，那到底什么是人工智能？它和人的智能有什么不同？今天让我们一起来揭开它的神秘面纱。
板书：初识人工智能【设计意图】通过视频导入，把抽象的信息呈现出来，变成和学生生活相关联的内容，调动学生的积极性，激发学生的探究心理，为后续的学习埋下伏笔。
中小学人工智能教育的校本课程研发与实施
包括人工智能基础知识、机器学习、深度学习、 自然语言处理、计算机视觉等领域的基本原理和 技术，以及人工智能在智能家居、智能交通、智 能医疗等场景中的应用案例。
教学方法与手段
项目式学习
通过设计具有挑战性的项目， 让学生在实践中学习和掌握人
工智能相关知识和技能。
探究式学习
鼓励学生自主发现问题、分析 问题并寻求解决方案，培养学 生的探究精神和创新能力。
教学计划与安排
教学目标
明确人工智能教育的教 学目标，包括知识、技 能和情感态度等方面。
教学内容
根据教学目标，选择适 当的教学内容，包括人 工智能基础知识、算法
、编程等。
教学时间
合理安排教学时间，确 保学生有足够的时间学
习和实践。
教学资源
准备必要的教学资源， 如教材、课件、实验设
备等。
课堂教学实践
中小学人工智能教育 的校本课程研发与实
施
目录
• 引言 • 人工智能教育校本课程研发 • 人工智能教育校本课程实施 • 人工智能教育校本课程研发与实施效果分析
目录
• 中小学人工智能教育校本课程研发与实施面临的挑 战与对策
• 总结与展望
01
引言
背景与意义
人工智能时代到来
随着人工智能技术的快速发展和广泛 应用，培养具备人工智能素养的人才 已成为当今教育的重要任务。
国内研究现状
我国中小学人工智能教育近年来 得到快速发展，但仍存在课程体 系不完善、教学资源匮乏等问题 ，亟待加强研发和实施力度。
研究目的与问题
研究目的
本研究旨在研发适合中小学阶段的人工智能校本课程，并通过实践验证其有效 性和可行性，为中小学人工智能教育的普及和深入发展提供借鉴和参考。
中小学人工智能科普PPT课件
人工智能的应用-工 业 制 造
如品 质 监 控 是 生 产 过 程 中 最 重 要的环节，传统生产线上都安 排大量的检测工人用肉眼进行 质量检测。这种方式不仅容易 漏检和误判，更会给工人造成 疲劳飭害。因此很多任务业产 品公司开发使用人工智能的视 觉工具，帮助工厂自动检测出 形态各异的缺陷·
工业制造系统必须变得 更加“聪明"，而人工智 能则是提升工业制造系 统的最强动
70 年 代 中 期 ， 人 工 智 能 还 是 难 以 满 足 社 会 对 这 个领 域 不切实际的期待，因此进入了第一个冬天。
1963 年 ， 美 国 高 等 研 究 计 划 局 投 入 两 百 万 美 元 给 麻 省 理工学院，培养了早期的计算机科学和人工智能人 才。
人工智能的出现及发展
人 工 智 能 的 第 = 次 浪 潮 （1980 -- 1987）
人工智能的出现及发展
人 工 智 能 的 第 一 次 浪 潮 （ 1956 -- 1974 ）
1964 -- 1966 年 ， 约 瑟 夫 · 维 森 鲍 姆 （ JosephWeizenbaum ） 教 授 建 立 了 世 界 上 第 一 个 宣 然 语 言 对 话 程 序 ELIZA 可 以 通 过 简 单 的 模 式 匹 配 和 对 话 规则与人聊夭。
有些新技术还能通过 多张医疗影像建出人 体官的三维模型，确 保医生手术更加精 准·
人工智能的应用-智 能 客 服
随着互联网和屯子商务的发展，咙们 和商家的交流变得越来越多元，为了 因应这种挑战，很多企业开始引入人 工智能技术打造智能客服系统。
智能客服可以像人一样和客户交流 沟通，进行准确得体且个性化的回 应，提升客户的体验。
“智能+”未来
中小学人工智能教育课程设计与教学实施
创新探索模块
引导学生开展创新探索，培养 他们的创新思维和实践能力。
课程评价与反馈
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学习成果评价
通过考试、作品评价等方 式，对学生的人工智能课 程学习成果进行评价。
学习过程反馈
在教学过程中及时给予学 生反馈，帮助他们了解自 己的学习状况和进步情况 。
教学质量评估
对教学质量进行评估，根 据评估结果调整和完善课 程设计，提高教学效果。
合作学习法是一种以小组为单位，通过合 作完成学习任务的教学方法。在人工智能 教育中，可以让学生分组进行项目实践、 讨论和分享，通过团队协作和沟通，让学 生更好地理解和掌握人工智能技术。这种 方法能够培养学生的团队协作和沟通能力 ，提高学生的综合素质和全面发展。
03
中小学人工智能教育课程资源
教材与教案
01
通过课程学习，学生应了解人工智能的基本概念、发展历程和
应用领域，培养对人工智能的初步兴趣和认知。
提高学生信息素养和创新能力
02
通过实践操作和项目式学习，学生应掌握人工智能技术的基本
原理和方法，培养信息素养和创新能力。
为学生未来职业发展奠定基础
03
通过系统的人工智能教育，学生应具备在相关领域进一步学习
教育资源不均衡
总结词
地区间、学校间的人工智能教育 资源不均衡，影响教育公平和质
量。
详细描述
一些地区和学校由于资金、设备 、师资等方面的限制，难以提供 充足的人工智能教育资源，导致
教育质量参差不齐。
对策
加大政府投入，提高教育资源的 配置效率。鼓励社会力量参与， 推动人工智能教育的发展。建立 资源共享机制，促进优质教育资
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中小学人工智能教材
最近几年，“人工智能”、“大数据”、“物联网”、“云计算”、“深度学习”、“机器人教育”这些新时代词汇快速充斥了我们的生活的方方面面，朋友圈随便刷刷，不出十条都能看到相关的信息。
2014年，喊着“未来已来”的口号，很多人工智能机构把那一年尊为人工智能的元年，投资热也是一波接一波。
不可否认，人工智能的发展是未来的大趋势，许多想象的科技生活正一步步向我们走来，我们每个人或多或少都能感触这股“科技浪潮”。
在许多人还没反应过来的时候，人工智能带来的惊喜一次次让我们感到“措手不及”。
正是基于人工智能时代的大发展，未来必然极需大量的人工智能方面的人才，其实，早在国家十二五规划提出要在全社会弘扬科学精神，普及科学知识，提高公民科学素质，推进我国科普事业发展，为此科学技术部组织编制了《国家科学技术普及“十二五”专项规划》。
国家更是在十三五规划中的多项条款都提到了提升公民科学素质，尤其是要加强青少年科学教育，大力提升青少年科学素养。
为了响应国家政策，切实提高公民科学素质，就要从小进行科学技术的培养，就像邓小平同志在视察上海时曾说过的：计算机学习要从娃娃抓起。
而如今许多人工智能技术的发展都离不开计算机，基于计算机之上的科技学习科目也越来越多，比如目前比较流行的青少年儿童编程。
随着人工智能的快速发展，人工智能教育作为连接未来的重要桥梁，一定是要面向大众进行普及，特别是在K12教育阶段的学生中开展，这在很大程度上带来的是不仅是知识的学习，更是逻辑思维能力的提升和思维方式的改变。
因此人工智能的的相关课程就显得尤为重要。
2017 年7月国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，其中明确指出：“人工智能是引领未来的战略性技术，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。
2018年是人工智能教育发展非常重要的一年，编程科目已然列入高考范畴，清华、北大、中科大、北航、上交等几十所大学在2018 自主招生简章中对工科类专业自主招生条件中均提到了对信息学竞赛获奖的要求。
其他各类如乐高、科学试验、创客等校外素质教育机构，纷纷开启了“编程大战”模式，Scratch、python、arduino、C++等编程软件的课程研发。