《人工智能初步》教案-沪科版高中信息技术必修一第四单元(1).docx
高一年级信息技术学科教学设计
人工智能初步
一、学习目标
【必备知识】
1.知道人工智能的概念、人工智能的研究范畴.
2.记忆人工智能的发展阶段，能正确描述.
3.了解人工智能的应用领域，能简单概括.
4.了解机器学习，能简单描述其原理和分类.
【关键能力】
辩证地看待人工智能。
【学科素养】
科学思维：在分析人工智能的作用和影响时，培养辩证看待问题的能力。
科学态度与责任：通过了解人工智能，培养学生辩证看问题的思维以及提高自身能力以应对人工智能快速发展的意识，强调学生应该具备的信息社会责任。
二、教学重难点
【教学重点】
人工智能的概念以及应用领域。
机器学习的原理和分类。
【教学难点】
机器学习的原理和分类。
高频考点：
人工智能的应用领域。
四、整体设计思路
生活中有很多人工智能的应用案例，通过身边的人工智能案例为导入，让学生感受人工智能。再通过提问怎么确定一个机器是否智能引入“人工智能之父”、“计算机科学之父”——图灵。后续结合图片及视频资料依次展开对人工智能的概念、应用领域、作用和影响以及机器学习的原理和分类的讲述。引导学生辩证地看待人工智能。课程最后通过“文心一言”写诗和绘画让学生感受AI的魅力。
五、教学过程
教学
环节
内容
教师
活动
学生
活动
设计意图
（理论依据）
导课
人工智能的英文是？缩写？
ArtificialIntelligenceAI
你所接触到的生活中的人工智能有哪些？
出示问题：你所接触到的生活中的人工智能有哪些？
语音助手无人驾驶人脸识别
指纹识别智能智能家居
智能音响、门锁OCR识别技术
Chatgpt
学生回答问题
通过学生熟知的生活中的人工智能案例导入本节课
学习
怎样判断一台机器是否智能？
图灵测试
一、图灵：艾伦·麦席森·图灵（AlanMathisonTuring）
被誉为“计算机科学之父和人工智能之父”
二战期间，图灵曾协助英国军方破解德国的著名密码系统Enigma，为盟军取得二战的胜利做出了重要贡献。提前结束了战争，挽救了几千万人的生命。
图灵测试
为表彰图灵在计算机领域的卓越贡献，人们设立了计算机界的最高奖——图灵奖。该奖项相当于计算机科学界的诺贝尔奖。
人工智能：
定义：人工智能是利用计算机或者计算机控制的机器，模拟、延续和扩展人的智能，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。
人工智能和人类智能区别：
两者的进化途径和本质属性不同
物质承担者不同
在智能活动中的地位不同
人工智能没有人类的意识所特有的能动的创造能力
人工智能没有社会属性
二者的思维程序不同，思维深度不同
人工智能的研究范畴：
机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理、专家系统、机器学习，计算机视觉等。
机器学习：
定义：研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断改善自身的性能
危险之处：学习算法本身具有不断改善自身性能的能力，从而使机器的能力变得越来越强，甚至算法设计者都不能预测其能力达到何种程度。
机器学习要解决的问题分为：
分类（识别）
回归（预测）
机器学习根据已有数据的不同可以分为：
监督学习
无监督学习
人工智能的发展阶段：
思考三个机器人谁更高级
人工智能发展的三个阶段：
运算智能
感知智能
认知智能
（由低级到高级）
人工智能的应用领域：
自动驾驶
智能家居
医疗健康
农业
金融
教育
安防
人工智能的作用和影响：
积极：
提高生产效率、节约成本、促进经济增长
超强计算能力、更快、更精准
解放人类的程序化、重复性、危险性劳动
全面提升人们的生活品质
消极：
大量就业岗位消失，增加就业压力
人工智能产品的风险不能准确预估
数据、隐私泄露问题
加剧社会贫富分化
责任与问责、伦理道德问题
算法偏见、决策透明性
课程实践
通过使用“文心一言”进行绘画、诗歌创作、代码编写
以AI生成的语音结束，象征AI对人类的发问
引入图灵及图灵测试
引导学生掌握图灵和他的主要贡献
解释人工智能的概念：模仿人类智能
分别对人工智能和人类智能区别中的每条进行详细讲解：
HI:社会进化、物理化学进化的结果；AI:是科学和技术进化的产物
HI:大脑；AI:集成电路、电子管、晶体管等电子元件
AI:旨在执行人类智能的任务，是模拟和创造出来的智能
目前HI高于AI
HI:人类可以进行抽象思维，对自己的思维和行为进行自我认识和调整；面对不完整的信息时可以根据本能、直觉、意识做出决定
AI没有文化背景、历史背景，不能产生自我意识和情感，因此没有社会属性
AI的思维基于数据、HI思维基于神经元
对人工智能的研究范畴的每一部分进行举例【可提问学生】：
机器人：酒店送餐机器人、商场楼层引导机器人
语言识别：智慧家居