20大脑的开发与利用 教案

20大脑的开发与利用教学设计课题大脑的开发与利用单元人体“司令部”学科科学年级五上学习目标1、知道脑科学的研究成果为学习科学打下了基础。2、知道什么是人工智能及其应用前景。目标解读：采用图文结合的方式，对人工智能进行介绍，引导学生想象人工智能的应用前景，开阔学生的视野，增进对未来科技的向往。3、能利用资料，辨析一些做法是否有利于大脑的保护。4、能用图形表示一些事物的联系。目标解读：借助大脑功能图，了解气泡图的形式和作用；体会鱼骨图的作用并初步学会使用。通过这两个活动学习图形表征，并能用图形表示一些事物之间的联系。5、了解人们对脑科学知识的运用。6、用图形表示事物的联系。重点了解人们对脑科学知识的运用。难点用图形表示事物的联系。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课复习导入：请说出四个大脑的基本功能。小结：控制功能、推理功能、记忆功能、创作功能等。对教师提出的问题展开回答。激趣导入讲授新课活动一：学习图形表征科学家一直在用多种方法研究大脑，脑科学的研究成果为学习科学打下了基础。例如，脑科学发现了神经之间的联结方式，学习科学在此基础上提出，利用图形表征是建立知识网络的有效方法，如气泡图、概念图、鱼骨图等。1、分析展现大脑功能的气泡图。气泡图一般在间写中心词或放表示中心内容的图片，在中心词（或中心图）的周围写描述中心词（或中心图）的词汇。多用于描述某种事物的特征。2、用鱼骨图展现人类认识地球的历程。鱼骨图，顾名思义，像鱼的骨架。鱼尾表示问题或现状，鱼头代表目标，头尾间用粗线连接，犹如脊椎骨，脊椎上的鱼刺就是达成目标的所有步骤与影响因素。想到一个因素，就用一根鱼刺表达，把能想到的有关项用不同的鱼刺标出，之后再细化，对每个因素进行分析，用鱼刺分支表示与每个主因相关的元素，还可以继续三级、四级分支，找出相关元素。经过反复推敲后，一张鱼骨图就有了大体框架。2、用鱼骨图展现人类认识地球的历程。试着用鱼骨图把人类对地球的认识历程展现出来。在鱼骨图中，从“尾”向“头”的轴线表示顺序，说明鱼尾方向代表的认识阶段，从时间上来说要早，我们按顺序将人类在不同阶段对地球的认识填入下面的鱼骨图中。3、认识概念图。“概念图”是一种知识以及知识之间的关系的网络图形化的表征，也是思维可视化的表征。一幅概念图一般由“节点”“链接”和“有关文字标注”组成。4、因果关系图。因果关系图是思维导图的一种，它通过箭头表示不同节点的因果关系，箭头起始节点是原因，箭头指向的节点是结果。如下图，太阳的照射（原因）导致水受热（结果），而水受热这一原因，又会导致蒸发这一结果。把蒸发、凝结、上升、下降等词语填到合适的圈里，用因果关系图表现水在地球上的循环。活动二：认识人工智能人工智能（英文缩写为AI）是一门模拟、延伸和扩展人类大脑功能的新技术。开发出的智能机器人不同于完成重复任务的简单机器人，在被植入学习程序后，智能机器人可以模拟人类的思维，拥有一定的发现问题和解决问题的能力。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。人工智能未来可运用在生产、生活、军事、航空航天等各领域。播放视频《人工智能》1、人工智能与围棋。如图是人工智能在下围棋，说到这，就不能不说一下“阿尔法狗”（英文AlphaGo，又译阿尔法围棋），它是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人。实际上，阿尔法围棋是一款围棋人工智能程序，并没有图中呈现的智能机器人模样，其主要工作原理是“深度学习”。“深度学习”是指多层的人工神经网络和训练它的方法。目前，围棋界公认阿尔法围棋的棋力已经超过人类职业围棋顶尖水平。2、人工智能与足球。机器人足球已经问世很多年了，机器人足球赛分为半自动、全自动、仿真型和类人型。在类人型机器人比赛中，使用的机器人有像人体一样的机械结构，并能相互配合完成踢球的动作。它们在动态行走、跑步、踢球的同时需保持自身平衡，还需视觉系统寻找球、队员、场线（用于定位），并使用策略完成进攻。然而，人工智能踢足球不同于电脑模拟足球赛事，它既需要人工智能的程序，还需要类人型的机器人实体。目前这项技术还处于初级阶段，因为足球运动需要瞬间的身体控制、持久的技术稳定性以及及时领悟战术的赛场阅读能力，这些都是摆在机器人设计制造领域前难以逾越的鸿沟。3、人工智能的其他领域的应用。（1）人工智能与生活。如可以运用语音、视觉及情景识别等功能，充当生活助手。（2）人工智能与加工制造。如为制造企业提供视觉检测、自动化控制、智能化校准以及问题根源分析等解决方案。（3）人工智能与医疗。如虚拟助理，人工智能可以诊断疾病。利用人工智能还可模拟和检测新药物进入体内后的一系列反应，从而为新药研发节约时间和成本。（4）人工智能与娱乐。如可借助于微机电、惯性导航和视觉识别算法，参与影视娱乐拍摄与制作。（5）人工智能与军事。如可以让无人作战车辆、无人坦克、无人潜航器、无人机等作占装备在战场上拥有自主决策、自主寻路和自主检测目标的能力，发挥重要作用。研究发现，大脑是消耗人体能量最多的器官。它虽然只占体重的2.5%，却消耗着身体20%的能量和25%的氧气。大脑的不同部位负责不同的功能，一个区域长时间兴奋活跃，就会产生疲劳感，可能导致神经衰弱、记忆力减退。睡眠对大脑的休息很重要，10岁左右的儿童每天大约需要10小时的睡眠时间。保持愉快的心情也有利于大脑的健康，能提高学习和工作效率。1、下面的做法哪些正确？哪些不正确？为什么？小结：（1）经常开窗通气，正确。因为大脑的工作耗氧量大，经常开窗透气，能呼吸到室外更多的新鲜空气。（2）戴头盔，正确确。因为大脑柔软，经不起撞击。（3）不吃早饭，错误。因为大脑是人体消耗能量最多的器官。2、其他保护大脑的做法。（1）开玩笑时切记不能打脑袋。（2）看书时间长了要注意休息。（3）按时睡觉，保证充足的睡眠时间。（4）经常进行体育锻炼，散步效果最好。（5）全面均衡的营养饮食。（6）保持心情愉悦。（7）平时多听舒缓的音乐。（8）遇到头错眼花、听力下降、耳郭发热等状况时要及时休息。3、下面的做法，正确的在“”里画“√”，不正确的画“×”。小结：要保护好大脑，就要摒弃一些不良行为，如长期睡眠不足，吸烟，酗酒，不爱运动，蒙头睡觉等等。充足的睡眠对脑的作用非常大，小学生每天应该保证9~10小时