信息科技重大版 八年级下 人工智能与智慧社会 教案全套-教学设计 第1-4单元 人工智能应用 - 人工智能伦理、安全与发展

单元教学设计（一）单元基本信息学科信息科技实施年级初二设计者童行《课程标准》模块人工智能与智慧社会单元名称人工智能应用单元课时2-3课时（二）单元教学规划1.单元概述1.1核心概念人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，即利用计算机来处理图像，获得我们想要的信息。在人工智能领域，计算机视觉的含义则更进一步，不再是简单地获取图像和对图像进行简单的处理，如裁剪、缩放、滤波等，而是像人一样理解图像。自然语言处理（NaturalLanguageProcessing，NLP）是指用计算机对自然语言的形、音、义等信息进行处理，即对字、词、句、篇章的输入、输出、识别、分析、理解、生成等的操作和加工。简单而言，自然语言处理就是用人工智能来处理、理解以及运用人类语言。智能安防技术是指服务的信息化、图像的传输和存储技术，是一套自动化程度较高，监控范围较全面，并且具有一定的防御功能的安防体系。智能制造是指在生产过程中，将智能装备通过通信技术有机连接起来，实现生产过程自动化；通过各类感知技术收集生产过程中的各种数据，通过工业互联网等通信手段上传至工业服务器，在工业软件系统的管理下进行数据处理分析，并与企业资源管理软件相结合，提供最优化的生产方案或者定制化生产，最终实现智能化生产。智能医疗是指打通患者与医务人员、医疗机构、医疗设备的关联，建立健康档案区域医疗信息平台，利用物联网技术，逐步达到信息化。智能金融即人工智能与金融的全面融合，以人工智能、大数据、云计算、区块链等高新科技为核心要素，全面赋能金融机构，提升金融机构的服务效率，拓展金融服务的广度和深度，使得全社会都能获得平等、高效、专业的金融服务，实现金融服务的智能化、个性化、定制化。智能教育是指人工智能技术依据教育大数据，精准计算学生的知识基础、学科倾向、思维类型、情感偏好、能力潜质，结合习得规律和教育规律，合理配置教育教学内容，科学实施因材施教，促进学生个性化全面发展和核心素养全面提升。1.2内容结构1.3教学过程以落实立德树人根本任务为导向，以培养学生数字素养与技能为目标，以学生已有的知识、技能和经验为起点，遵循学生学习规律，系统设计学习活动，突出用信息科技解决学习、生活中的问题，为学生创设自主、合作、探究的学习情境和知、情、意、行融合发展的成长环境。具体而言，本单元设计了“智慧研学旅行”的项目范例，倡导一线教师以该项目的三个活动为主线实施项目式教学。项目整合了本单元核心知识点，前两个活动取材于生活、第三个活动需要在计算机中使用人工智能工具对信息进行加工和剖析，获得所需的信息后，完成研学旅行报告。学生在教师的指导下完成活动，掌握本单元相关知识点，感受人工智能在各个领域的应用给人类社会带来的深刻影响。1.4育人价值通过认识身边的人工智能应用，体会人工能技术正在帮助人们以更便捷的方式投入学习、生活和工作中，感受人工智能技术的发展给人类社会带来的深刻影响。通过各个领域的人工智能应用，了解智慧社会是集成了多种具有人工智能基础设施和服务的智能生态系统的新型社会形态，认识到为保障智慧社会的安全发展自主可控技术的必要性。2.单元学情分析1.学生对人工智能有所了解，并充满了想象和期待，但并不清楚身边哪些事物用到了人工智能技术。2.八年级学生对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识，具有一定的研究能力，探究新知的欲望较强。3.学生对人工智能概念模糊不清，对人工智能专业术语了解较少。3.教学环境计算机机房、研学基地4.单元教学目标认识到人工智能对社会发展的影响，善于使用信息科技解决学习和生活中的问题。（信息意识）能在研学旅行中发现问题，提取问题的基本特征，对问题进行抽象、分解、建模，制订解决方案。（计算思维）能依托网络平台、智能工具开展智慧研学、小组交流等活动，并合理运用信息科技获取、加工、管理和评价学习资源，解决学习问题。（数字化学习与创新）具有良好的协作意识与习惯，乐于帮助他人开展信息活动，负责任地共享信息和资源，并尊重他人的知识产权，能正确认识人工智能对社会的影响，合理使用人工智能。（信息社会责任）5.教学过程（细说每个任务安排一个课时上）课时（包括课名）任务序号教学主要任务第1课时为研学旅行做准备任务1用智能音箱设备查询研学期间的天气情况，并根据天气做好物资准备。任务2用智能音箱设置闹铃，提醒起床。任务3用智能音箱听笑话和音乐，以愉悦心情。第2课时认识新事物任务1发现不认识的动植物，并拍照记录。任务2利用微信或其他App识别动植物。任务3记录新认识的动植物照片、名称及相关简介，以备撰写研学报告。第3课时处理科普讲座录音任务1录制专家讲座音频，或者找一段现成的讲座音频文件。任务2将录音文件转换为文本文件。任务3利用微词云对文本进行词频分析。任务4根据文本内容和词频分析结果归纳出主题、主要内容等讲座要点。6.评价建议本单元从学业水平达成、核心素养养成两个方面开展评价，具体可根据实际情况在参考如下评价细则后做调整：学业水平达成情况知道什么是人工智能知道身边的人工智能应用知道人工智能在哪些方面给人们的学习、工作和生活带来了便利初步了解典型的人工智能技术知道人工智能技术的主要应用领域能使用简单的人工智能工具为学习和生活服务初步了解人工智能技术的发展给人类社会带来的深刻影响核心素养养成认识到人工智能对社会发展的影响，善于使用人工智能工具解决学习和生活中的问题（信息意识）能在研学旅行中发现问题，提取问题的基本特征，对问题进行抽象、分解、建模，制订解决方案（计算思维）能依托网络平台、智能工具开展智慧研学、小组交流等活动，并合理运用信息科技获取、加工、管理和评价学习资源，解决学习问题（数字化学习与创新）具有良好的协作意识与习惯，乐于帮助他人开展智慧研学活动，负责任地共享信息和资源，并尊重他人的知识产权，能正确认识人工智能对社会的影响，合理使用人工智能（信息社会责任）（三）课时教学设计第1课时为研学旅行做准备1.课时教学内容分析对项目背景的介绍；导入“活动1：为研学旅行做准备”并布置活动任务；引导学生在知识链接中去了解学习人工智能、自然语言处理相关知识；最后，通过工具与方法中的智能音箱来完成本课所提出的3个任务。2.课时学情分析①学生对人工智能有所了解，并充满了想象和期待，但并不清楚身边哪些事物用到了人工智能技术。②八年级学生对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识，具有一定的研究能力，探究新知的欲望较强。③学生对人工智能概念模糊不清，对人工智能专业术语了解较少。课时教学目标课时教学目标根据学业水平达成情况撰写而成，这样指向性更明确，供各位老师参考。①知道什么是人工智能。②初步了解典型的人工智能技术。③能使用简单的人工智能工具为学习和生活服务。4.教学环境计算机机房5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图课程导入教师完成导入与背景介绍；学生了解项目背景。学生在教师引导下进入学习情境。布置活动任务教师讲解“活动1：为研学旅行做准备”并布置活动任务；学生熟悉任务，并为开展活动做好准备。学生在教师引导下明确任务目标。学习新知教师讲授知识链接中学习人工智能、自然语言处理2个知识（有条件的学校也可让学生自学相关知识）；学生学习人工智能概念、自然语言处理技术原理2个知识。学生在教师引导下学习本课新知。完成任务学生根据任务，分小组自主完成，在有条件的情况下可分组汇报完成情况，在此过程中教师要给予必要的辅导、协助。学生自主探究、利用新知解决生活中的问题。课堂小结师生共同小结本堂课的知识；教师布置课堂（课后）作业。巩固与提升6.课时作业设计1.1身边的人工智能基础部分：第1题拓展部分：第1题

第2课时认识新事物1.课时教学内容分析导入“活动2：认识新事物”并布置活动任务；引导学生在知识链接中去了解学习人工智能、计算机视觉相关知识；通过工具与方法中的扫描识物App来完成本课所提出的3个任务；在拓展阅读中了解人工智能简史、人工神经网络发展史、吴文俊人工智能科学技术奖。第2课时可根据教学单位自身情况做适当调整，将其与第1课时合并成1个课时。2.课时学情分析①八年级学生对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识，具有一定的研究能力，探究新知的欲望较强。②学生对人工智能概念有了足够的认识，但对人工智能专业术语了解较少。3.课时教学目标①知道身边的人工智能应用。②初步了解典型的人工智能技术。③能使用简单的人工智能工具为学习和生活服务。4.教学环境计算机机房、研学基地5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图课程导入教师导入本课进入新的学习阶段，需要完成新的项目任务；学生了解活动背景。学生在教师引导下进入学习情境。布置活动任务教师讲解“活动2：认识新事物”并布置活动任务；学生熟悉任务，并为开展活动做好准备。学生在教师引导下明确任务目标。学习新知教师复习知识链接中人工智能知识、讲授知识链接中计算机视觉知识（有条件的学校也可让学生自学相关知识）；学生学习人工智能概念、计算机视觉技术原理2个知识。学生在教师引导下学习本课新知。完成任务学生根据任务，分小组自主完成，在有条件的情况下可分组汇报完成情况，在此过程中教师要给予必要的辅导、协助。学生自主探究、利用新知解决学习和生活中的问题。课堂小结师生共同小结本堂课的知识；教师指导学生在拓展阅读中了解人工智能简史、人工神经网络发展史、吴文俊人工智能科学技术奖；教师布置课堂（课后）作业。巩固与拓展6.课时作业设计1.1身边的人工智能基础部分：第2题

第3课时处理科普讲座录音1.课时教学内容分析导入“活动3：处理科普讲座录音”并布置活动任务；引导学生在知识链接中去了解学习智能安防、智能制造、智能医疗、智能金融、智能教育相关知识；通过工具与方法中的网易见外工作台、微词云来完成本课所提出的4个任务；在拓展阅读中了解阿尔法狗、人工智能助力公共卫生防护、人工智能专家——沈向洋。2.课时学情分析①八年级学生对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识，具有一定的研究能力，探究新知的欲望较强。②学生对人工智能概念有了足够的认识，但对人工智能专业术语了解较少。③学生对人工智能的应用领域了解不多。3.课时教学目标①能使用简单的人工智能工具为学习和生活服务。②知道人工智能技术的主要应用领域。③知道人工智能在哪些方面给人们的学习、工作和生活带来了便利。④初步了解人工智能技术的发展给人类社会带来的深刻影响。4.教学环境计算机机房、研学基地5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图课程导入教师导入本课进入新的学习阶段，需要完成新的项目任务；学生了解活动背景。学生在教师引导下进入学习情境。布置活动任务教师讲解“活动3：处理科普讲座录音”并布置活动任务；学生熟悉任务，并为开展活动做好准备。学生在教师引导下明确任务目标。学习新知教师讲授知识链接中智能安防、智能制造、智能医疗、智能金融、智能教育（有条件的学校也可让学生自学相关知识）；学生学习智能安防、智能制造、智能医疗、智能金融、智能教育等人工智能应用领域相关知识。学生在教师引导下学习本课新知。完成任务学生根据任务，分小组自主完成，在有条件的情况下可分组汇报完成情况，在此过程中教师要给予必要的辅导、协助。学生自主探究、利用新知解决学习和生活中的问题。课堂小结师生共同小结本堂课的知识；教师指导学生在拓展阅读中了解阿尔法狗、人工智能助力公共卫生防护、人工智能专家——沈向洋；教师布置课堂（课后）作业。巩固与拓展6.课时作业设计1.2人工智能应用领域基础部分：第1题拓展部分：第1题、第2题单元教学设计（一）单元基本信息学科信息科技实施年级八年级设计者刘俊《课程标准》模块人工智能与智慧社会单元名称走进人工智能单元课时3（二）单元教学规划1.单元概述1.1核心概念本单元属于“人工智能与智能社会”模块，对应《课程标准》内容要求（2）。本部分内容涉及的核心概念有数据、算法和人工智能，涉及的主要内容有理解人工智能的基本特征，了解人工智能所依赖的数据、算法和算力三大技术基础。1.2内容结构本单元围绕《课程标准》“人工智能与智能社会”模块内容要求（2）构建结构化知识体系。1.3教学过程1.4育人价值本单元以典型的人工智能案例自动驾驶为线索，围绕人工智能的特征及人工智能所依赖的数据、算法、算力三大技术基石展开。学生通过组建学习小组，探究体验自动驾驶之行程规划和驾驶控制功能模块，撰写“L4级自动驾驶“体验报告，理解人工智能的特征，了解人工智能所依赖的三大技术基础——数据、算法和算力。通过该单元项目，提升学生的智能素养，加强计算思维和解决问题的能力培养。2.单元学情分析本单元的教学对像是八年级的学生，对身边常见的人工智能应用有初步的了解，已初步体会到人工智能技术对学习、生活和工作带来的便捷、高效，但对人工智能技术缺乏整体的认识，需要通过学习进一步认识并探索其“智慧”的内核。同时，学生已经经历了小学阶段人工智能课程的初步体验，并对数据、算法已有一定了解，具备一定的自主学习基础和能力，对进一步探索典型的人工智能技术的工作逻辑和原理有很大的好奇心和兴趣。3.教学环境计算机教室，在线学习、交流工具或平台，文字处理或多媒体制作工具。4.单元教学目标通过分析典型的人工智能案例场景，理解人工智能的基本特征，了解人工智能所依赖的数据、算法、算力三大技术基础。5.教学过程课时（包括课名）任务序号教学主要任务第1课时任务1明确项目任务，分解项目，明确项目活动1任务任务2组建学习小组，明确分工；进行活动行程规划（最优路径选择）的探究实施任务3完成路线选择方案表，进行简单分享第2课时任务1明确项目活动2任务，分工完成包含车辆信息感知模块数据等的自定义维度数据表任务2建立数据分析逻辑，建立简单算法任务3根据数据表和算法，执行超车决策，填写驾驶控制决策表，并进行成果展示分享第3课时任务1撰写“L4级自动驾驶”体验报告任务2进行成果展示、交流准备任务3成果展示交流6.评价建议需要评价的任务评价建议第1课时任务3评价内容：路线选择方案表评价标准：方案正确评价方法：小程序验证评价指标：表格数据第2课时任务3评价内容：自定义数据表、执行超车算法、执行超车决策评价标准：合理性、正确性评价方法：通过分享交流进行逻辑判断评价指标：表格数据、算法流程图、超车决策表第3课时任务3评价内容：体验报告、交流ppt评价标准：体验报告内容详实、分析总结能力好，小组分工合作好，交流条理清晰、表达能力强评价方法：通过评价量表展开学生互评、老师评价评价指标：报告内容、交流情况（三）课时教学设计第1课时体验“L4级自动驾驶”之行程规划1.课时教学内容分析本节课是“走进人工智能”第1课时——体验“L4级自动驾驶”之行程规划。内容是通过体验自动驾驶的行程规划，理解人工智能的特征，并初步感受人工智能中数据、算法的基石作用。本课以热门的自动驾驶体验为项目案例，通过对身边的人、事件和地图进行行程规划，将学生引入情景中，并通过层层递进的问题带领学生进行项目实施，在实践的过程中达成教学目标。2.课时学情分析本节课的教学对像是八年级的学生。经过前面的知识学习，对身边常见的人工智能应用有初步的了解，已初步体会到人工智能技术对学习、生活和工作带来的便捷、高效。相比其他内容模块，本节课需要通过学习进一步认识并探索其“智慧”的内核。同时，学生对数据、算法已有一定了解，具备一定的自主学习基础和能力，也具备一定的数学知识和程序设计基础知识，对进一步探索典型的人工智能技术的工作逻辑和原理有很大的好奇心和兴趣。3.课时教学目标理解人工智能的基本特征；初步感受数据、算法对智能的影响。4.教学环境计算机教室、线上学习等。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图一、创设情境，引出项目1.教师播放关于自动驾驶的视频来创设项目情境。2.教师展示自己乘坐自动驾驶车的场景。3.引出项目：体验“L4级自动驾驶”，撰写体验报告。选取生活中的新的热点案例，创设情景，激发学生的兴趣及探知欲，引出项目。二、确定目标，分解项目展示项目目标项目目标：撰写“L4级自动驾驶”体验报告人物***事件***时间***起始地***目的地***任务以第一人称的视角为“小智同学”实施一次智能驾驶送达任务：安全快捷地把我从起始地***送达到目的地***。给出相应地图（学生熟悉的地图）2.分解项目，并确定本节为实现活动1行程规划。3.展示活动1目标从地图中选择几条从起点A到终点D的路径方案，选择一条作为最优路径，完成路径选择方案表。提示：下面以用时最短为最优路径选择策略通过设计学生活动，将项目分解成几个具体、明确的子项目（活动1和活动2），并明确本节课的任务；另外，选取身边的任务和学生熟悉的地图，将学生很好的带入项目，便于后续项目的探究和实施。三、项目分组，明确职责1.分组2.确定岗位，明确分工。通过成立小组、明确任务分工，有利于合作学习。四、项目实施，合作实践1.探究一：根据地图，统计起点A——终点D一共有多少条路径。简化地图，给出几条路径。（1）制作模拟地图。（抽象出关键点和关键路段）（2）统计路径条数。讨论并探究用数学知识解决——加法原理、乘法原理。2.探究二：有规律的列出模拟地图中所有路径方案的路段组合情况，记录于路线选择方案表。路线选择方案表3.探究三：以时间优先为原则，依据不同维度的速度数据表，计算在不同情况下，各路线的用时，填写于路线选择方案表，从而选择最优路径。给出不同维度各路段的速度数据表。计算各路线用时，并对各路线方案排名。自学并通过上面的活动理解人工智能的特点。本环节让学生理解数据、计算和智能的关系，模拟智能的工作，体验数据、算法的基石作用。通过层层递进的问题培养学生的计算思维，并跨学科解决问题。过程中学生逐步探究、合作实践，老师根据学生实践后的情况加以分析和点拨，帮助学生达成学习目标、突破难点，有效实施项目。五、分享交流人机对比分享路线选择方案表完成情况。做出不同情况下最优路径的决策。人机对比——用行程演示小程序，来验证学生计算及方案选择的正确性，并点拨评价。子项目完成后，分小组对计算及决策结果进行分享；老师用行程规划小程序对比演示验证，直观展示确定最优路径的过程和结果。六、总结巩固、拓展延申课堂小结：拓展延申：初步了解更高效的算法解决问题——dijkstra算法。一方面帮助学生梳理知识体系和思维过程，另一方面满足学生的个性需求。拓展延伸的问题，让学生了解算法优劣对算力需求的影响。6.课时作业设计（1）人工智能为（）提供服务？A.机器B.人类（2）尝试以最短路程优先、道路状况优先等为最优行程规划原则，为行程提供数据，完成路径规划。第2课时体验“L4级自动驾驶”之驾驶控制1.课时教学内容分析本节课是“走进人工智能”第2课时——体验“L4级自动驾驶”之驾驶控制。内容是体验自动驾驶的驾驶控制模块，执行超车决策任务。学生通过扮演驾驶控制的关键模块角色，自定义数据，建立数据分析逻辑和算法，进行超车决策。本课时在课时1的基础上，进一步让学生感受人工智能对数据的依赖，数据、算法对决策影响，了解人工智能的三大技术基石。2.课时学情分析本节课的教学对像是八年级的学生。经过前面的知识学习，学生已经掌握了信息科技的相关知识和技能，形成了关键能力和素养。同时，学生对人工智能的概念、特点等有所理解，初步感受了数据、算法对智能的影响，希望通过本节课的学习进一步了解人工智能的三大技术基石。3.课时教学目标进一步了解人工智能所依赖的数据、算法、算力三大技术基石。4.教学环境计算机教室，在线学习等。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图一、创设情境，引出项目活动2教师播放汽车/自动驾驶汽车超车场景视频。给出超车场景图。3.引出项目活动2：体验“L4级自动驾驶之驾驶控制，执行超车决策。情景引入，激发兴趣。二、明确项目活动2目标展示活动目标：模拟自动驾驶超车模式，小组成员分别扮演车辆信息感知模块、周边环境感知模块等自定义数据，建立执行超车算法，完成执行驾驶控制决策表。明确目标，任务清晰。三、项目分组，明确职责1.分组2.确定岗位，明确分工明确小组分工，进一步提升责任意识和团队协作意识。四、分工合作，实施项目1.探究一：小组成员分别扮演车辆信息感知模块、驾驶地图标定和映射模块以及周边环境感知模块，完成下表多组数据的自定义。2.探究二：（1）讨论分析超车过程，建立简单算法：根据探究一自定义数据，在满足车辆感知一切正常的前提下，以前后左右激光雷达感知障碍物数据为例，在满足超车的前提下，小组讨论执行超车的算法。（2）用自然语言或流程图描述算法。3.探究三：根据自定义数据和执行超车算法执行决策，完成驾驶控制决策表。通过实践活动，合作学习，体验自动驾驶系统感知层、决策层、执行层的工作来实现驾驶操控，突出数据、算法对决策的影响，进一步让学生了解人工智能所依赖的数据、算法、算力三大技术基石，达成本课的教学目标。五、成果交流、经验分享分享交流1.执行超车算法描述2.在几组不同数据包下所作的超车决策，若不执行超车，说明原因。小组汇报算法设计，及不同数据包下的超车决策，进一步巩固本节课的目标，通过交流思考现有算法是否存在不足。六、算法改进进一步改进、优化执行超车算法。培养学生更好的解决问题，提升计算思维。七、总结巩固课堂小结：帮助学生梳理知识体系和思维过程。6.课时作业设计（1）人工智能的要素有哪些？（2）绘制扫地机器人的工作原理图。

第3课时撰写“L4级自动驾驶”体验报告1.课时教学内容分析本节课是“走进人工智能”第3课时——撰写“L4级自动驾驶”体验报告。本课是对已完成的项目体验进行体验报告的撰写，并交流分享其成果。2.课时学情分析本节课的教学对像是八年级的学生。经过前面的知识学习，学生已经掌握了信息科技的相关知识和技能，形成了相关能力和素养。通过本单元前2个课时的学习，学生经历了项目体验“L4级自动驾驶”之行程规划和驾驶控制两个活动，希望通过本节课的活动撰写体验报告，并进行成果展示和交流分享。3.课时教学目标培养学生撰写报告的能力、分析总结能力、表达和交流能力。4.教学环境计算机教室，在线学习、交流工具或平台，文字处理或多媒体制作工具。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图一、情景引入，明确任务1.教师播放学生体验项目过程中的照片2.引入主题，布置本节课任务：撰写“L4级无人驾驶”体验报告，并进行成果展示和交流。用学生课时1和课时2活动的照片引入，引起共鸣。二、撰写体验报告给出报告样例，学生以小组为单位撰写体验报告，可在样例报告的基础上增加内容。培养学生撰写报告的能力、分析和总结能力。三、制作汇报文档，成果展示交流前准备以小组为单位，制作汇报ppt，分两部分内容：成果展示：小组分工介绍、体验报告。交流内容梳理汇报逻辑，制作汇报文档，合作完成。四、成果展示及交流以小组为单位汇报：1.展示成果2.交流经验分小组进行成果展示交流，在过程中学习多维度、多方法去解决问题。培养表达交流能力。五、评价根据评价量表对项目完成情况及团队合作等进行自评、互评、师评。采用自评、互评、师评等方式。六、学习测评与反思填写知识、技能、素养达成情况测评表格学习测评，反思优化。6.课时作业设计无单元教学设计（一）单元基本信息学科信息科技实施年级八年级下设计者刘勇《课程标准》模块人工智能与智慧社会单元名称人工智能的实现方式单元课时4~5课时（二）单元教学规划1.单元概述1.1核心概念本单元属于《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》“人工智能与智能社会”模块中的“人工智能的实现方式”部分内容。本部分的课标内容要求：（1）通过对比不同的人工智能应用场景，初步了解人工智能中的搜索、推理、预测和机器学习等不同实现方式。（2）通过分析典型案例，对比计算机传统方法和人工智能方法处理同类问题的效果。本单元设计的核心概念有机器学习等。借助人工智能案例和综合实践项目等帮助学生探究人工智能的原理，让学生初步了解人工智能中的搜索、推理、预测和机器学习等不同实现方式，同时结合典型案例感受计算机传统方法和人工智能方法处理同类问题的不同效果。机器学习（MachineLearning）是实现人工智能的主流方法，它有一个显著的特点，也是机器学习最基本的做法：从观测数据出发寻求规律，利用这些规律对未来数据或无法观测的数据进行预测。机器学习可分为监督学习、非监督学习和强化学习。数据是对客观事物的一种数字化表示，可以是文本、图像、语音、视频等。特征是从数据里抽象出来的，用于描述数据的一些特点。标签是对数据的标注，用来标识数据的种类。监督学习是有标签参与的学习。非监督学习是没有标签参与的学习。分类是预测目标属于哪类。回归是预测目标的某一种特征的数值。聚类是一种非监督学习算法，会自动地把一组数据分成多个类别。KNN算法（K-NearestNeighbor）即K最近邻算法，是一种常用的分类算法，这种算法需要用到物品相似性的度量。强化学习算法的过程是开始什么都不懂，什么想法都没有，然后通过不断地尝试，从错误中学习，最后找到规律，学会达成目标的方法。搜索和优化是人工智能中的基本算法。搜索是人工智能求解问题中的常见处理方法，如人脸识别中先通过人脸检测提取出特征，随后再据此对存储人脸特征的数据库进行搜索、对比，最后按照相似度排序返回结果。推理是根据已有的知识和逻辑规则，从已知的事实或前提中得出新的结论或推断。贝叶斯原理是概率论中的一项重要原理，即根据已知信息和新的证据来重新评估事件的概率。1.2内容结构本单元构建的结构化知识体系为人工智能的实现方式，包含搜索、推理、预测、机器学习。1.3教学过程1.4育人价值让学生在完成“校园自助诚信超市”的项目主题活动过程中，初步了解人工智能技术基于不同的实现方式，实现像人一样认知、思考和学习。通过探索典型案例，让学生亲历人工智能技术不同的实现过程与方法，发挥自主探究的学习能力，产生学习兴趣，形成数字和学习与创新能力，进一步增强利用人工智能技术服务人类发展的责任感。2.单元学情分析8年级的学生基本了解人工智能的发展和概念，对人工智能常见的应用充满兴趣，已具备一定的自主探究能力。但人工智能的实现方式对学生来说是一个更深层次的内容，大部分学生没有深入了解人工智能技术的基本实现过程，不能进行深层分析和理解实现方式。需要学生通过团队探究、合作、信息共享，对经典案例进行剖析，逐步形成核心素养。3.教学环境人工智能应用框架、AI开放平台、网络探究协作平台等。4.单元教学目标了解人工智能中的搜索、推理、预测和机器学习等概念。通过体验人工智能应用框架，初步了解实现人工智能的常见算法。通过分析典型案例，对比计算机传统方法和人工智能方法处理同类问题的效果。通过实例体验机器学习在人工智能中的重要性，客观认识人工智能给社会带来的新力量；同时增强利用人工智能促进社会发展的责任。5.教学过程课时（包括课名）任务序号教学主要任务第1课时任务1实地考察本地超市，记录超市常用物品分类、货架存放等相关信息。任务2进行校园物品分类的需求分析和规划设计。任务3制订校园超市物品分类的详细实施方案。第2课时任务1学习机器学习相关知识。任务2采集数据，整理数据。第3课时任务1编写程序，建立超市分类模型。任务2调试与应用。第4课时任务1学习搜索与推理相关知识。任务2编程制作校园超市人脸识别系统。第5课时任务1应用实践与调试完善。任务2项目展示交流与反思。6.评价建议需要评价的任务评价建议第1课时任务3评价内容：校园超市物品分类实施方案。评价标准：方案的合理性和有效性。评价方法：通过项目活动评价量表开展评价。评价指标：表格数据第2课时任务1评价内容：训练数据的准确性和有效性。评价标准：数据的质量，是否能够有效地帮助人工智能系统学习和提高性能。评价方法：通过项目活动评价量表开展评价。评价指标：准确性、完整性、可靠性、特征相关性、数据多样性。第3课时任务1评价内容：准确分析回归算法的一般流程。评价标准：能探究超市物品价格，准确分析回归算法。评价方法：教室通过项目活动评价量表展开评价。评价指标：正确探究与回归算法案例剖析各占50%第4课时任务1评价内容：完成《搜索与推理案例评估报告》。评价标准：合理体验，准确表达探究的结论和过程。评价方法：通过项目活动评价量表进行教师和小组评价。评价指标：准确性、科学性。第5课时任务2评价内容：正确表达两种方法产生效果的异同。评价标准：准确表达图像识别应用中计算机传统方法与人工智能方法的优劣。评价方法：通过项目活动评价量表开展评价。评价指标：准确判断两种方法并分析两种方法的优劣。（三）课时教学设计第1课时我与AI齐学习1.课时教学内容分析本节课是“人工智能的实现方式”单元教学的第1课时，教学内容是了解校园超市分类模型建立需要的机器学习的相关概念，制定分类模型建设实施方案。本节课可以通过实地考察当地超市（如果没有条件则通过网络虚拟超市），了解现实生活中的物品分类；了解机器学习的基础知识，制定分类模型建设实施方案。2.课时学情分析学生已经具备了一定的计算机基础知识和操作能力，但对人工智能的实现方式和技术原理了解较少。学生的好奇心和求知欲旺盛，对新技术有较强的探索欲望。因此，在教学过程中，应注重激发学生的学习兴趣，引导他们主动探索和实践。3.课时教学目标通过分组体验或考察以及进行机器学习的相关概念的学习，将现实生活中超市分类和人工智能在超市物品自动分类进行对比，了解机器学习中人工智能的分类实现方式。体会机器学习在人工智能中的重要价值及问题解决，形成初步的计算思维。4.教学环境AI开放平台、虚拟超市体验平台、学习平台、办公软件等。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图创设情境引入项目情境1：创设网络虚拟真实生活超市场景，学生分组进行体验。情境2：播放智能超市场景，引入项目主题“建立校园诚信自助超市分类模型”。选取真实生活中的新的典型案例，创设情景，激发学生的兴趣及探知欲，引出项目。项目分解任务明确介绍项目主题及其活动任务引导学生熟悉任务对项目活动进行任务分解，明确任务目标。分组活动学习新知学生根据任务，分小组学习和讨论人工智能机器学习的相关基础知识，如数据、特征、标签、分类的基本概念。学习、讨论项目活动的实践应用中所需要的科学原理。自主探究完成任务学生根据任务，分小组自主完成“校园自助超市分类模型建设”实施方案，并进行展示交流。自主探究、利用新知制定解决生活中问题的方案。课堂小结归纳提升师生共同小结本堂课的知识；教师布置课堂（课后）作业。巩固提升6.课时作业设计将小组合作完成的《校园诚信自助超市分类模型建设实施方案》分享到学习平台上，为进一步比较计算机传统方法和人工智能方法处理同类问题的效果比较作准备。

第2课时建立超市物品分类模型1.课时教学内容分析本节课是“人工智能的实现方式”单元教学的第2课时，教学内容是根据校园超市自助分类模型建设实施方案进行物品数据采集、数据清洗和编程实现。本节课可以通过实际拍摄和网络搜寻等进行超市物品的数据采集，然后通过图片处理软件进行数据处理，再通过AI开放平台导入数据进行分类模型的编程实现。2.课时学情分析学生对人工智能的实现方式和技术原理有了基础了解，学生的好奇心和求知欲旺盛，对新技术解决现实生活中的问题有较强的探索欲望。需要在教学过程中激发学生的学习兴趣，引导他们主动探索和实践。3.课时教学目标通过分组活动对超市的物品进行数据采集、数据清洗和编程实现，了解机器学习中人工智能的分类实现方式。体会机器学习在人工智能中的重要价值及问题解决，培养计算思维。4.教学环境AI开放平台、学习平台、办公软件等。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图创设情境引入活动情境：数据采集与清洗的过程视频，不同的训练数据对识别效果有着天壤之别。引入本堂课活动：数据采集、数据清洗和分类模型的编程实现。选取真实生活中的新的典型案例，创设情景，激发学生的兴趣及探知欲，引出活动。分组活动学习新知对训练数据准确性、完整性、可靠性、特征相关性、数据多样性进行学习，对KNN分类算法等进行学习。对相关的编程知识进行学习。学习、讨论活动的实践应用中所需要的科学原理。自主探究完成任务学生根据任务，分小组自主完成“校园自助超市分类模型”程序。自主探究、利用新知制定解决生活中问题的方案。课堂小结归纳提升师生共同小结本堂课的知识；教师布置课堂（课后）作业。巩固提升6.课时作业设计完善分类模型程序，做3.1节课后练习。

第3课时制作超市识别系统1.课时教学内容分析本节课是“人工智能的实现方式”单元教学的第3课时，教学内容是了解校园超市自助系统实现需要的搜索、推理、预测等相关概念，编写识别系统代码。2.课时学情分析学生对人工智能的实现方式和技术原理有了基础了解，学生的好奇心和求知欲旺盛，对新技术解决现实生活中的问题有较强的探索欲望。需要在教学过程中激发学生的学习兴趣，引导他们主动探索和实践。3.课时教学目标通过分组体验或考察以及进行人工智能实现方式中搜索、推理、预测等相关概念的学习，将现实生活中超市物品识别、价格预测等和人工智能实现方式进行对比。体会机器学习在人工智能中的重要价值及问题解决，形成初步的计算思维。4.教学环境AI开放平台、学习平台、办公软件等。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图创设情境引入活动情境：物品识别的过程视频，引入本堂课活动：物品识别系统的编程实现。选取真实生活中的新的典型案例，创设情景，激发学生的兴趣及探知欲，引出活动。分组活动学习新知对搜索、推理、预测等知识及相关的编程知识进行分组讨论和学习。学习、讨论活动的实践应用中所需要的科学原理。自主探究完成任务学生根据任务，分小组自主完成“校园自助超市识别系统”程序。自主探究、利用新知制定解决生活中问题的方案。课堂小结归纳提升师生共同小结本堂课的知识；教师布置课堂（课后）作业。巩固提升6.课时作业设计将小组合作完成的《校园诚信自助超市分类模型建设实施方案》分享到学习平台上，为进一步比较计算机传统方法和人工智能方法处理同类问题的效果比较作准备。第4课时项目改进与展示交流评价1.课时教学内容分析本节课是“人工智能的实现方式”单元教学的第4课时，教学内容是调试和完善校园超市自助系统，并进行展示交流和总结评价。2.课时学情分析学生对人工智能的实现方式和技术原理有了基础了解，学生的好奇心和求知欲旺盛，对新技术解决现实生活中的问题有较强的探索欲望。需要在教学过程中激发学生的学习兴趣，引导他们主动探索和实践。3.课时教学目标通过分组展示和交流，分享人工智能实现方式中的收获和疑问，通过评价量表明晰项目活动中各项学科核心素养的锻炼，并总结和反思存在的问题和下一步改进的计划。体会机器学习在人工智能中的重要价值及问题解决，形成初步的计算思维。4.教学环境AI开放平台、学习平台、办公软件等。5.教学过程教学环节教师与学生活动教学意图创设情境引入活动情境：校园超市智能系统实现的过程视频，引入本堂课活动：校园超市智能系统的改进完善、展示交流与总结评价。选取真实生活中的新的典型案例，创设情景，激发学生的兴趣及探知欲，引出活动。分组活动学习新知对不同的AI平台、超市智能系统扩展编程知识进行分组讨论和学习。学习、讨论活动的实践应用中所需要的科学原理。自主探究完成任务学生根据任务，改进完善、展示交流校园超市智能系统。自主探究、利用新知制定解决生活中问题的方案。课堂小结归纳提升师生通过评价量表等共同小结、评价整个项目活动的过程；教师布置课堂（课后）作业。巩固提升6.课时作业设计完善和调试超市智能系统程序，做3.2节课后拓展练习。单元教学设计（一）单元基本信息学科信息科技实施年级八年级下设计者马洁《课程标准》模块人工智能与智慧社会单元名称人工智能伦理、安全与发展单元课时2课时（二）单元教学规划1.单元概述1.1核心概念本单元内容属于“人工智能与慧社会”课程模块中“智社会下人工智能的伦理、安全与发展”部分，对应《课程标准》“人工智能与智社会”内容要求(5)和(6)(见下方附1)。该部分内容涉及的核心概念有算法、网络、人工智能，主要涉及人工智能应用的体验，人工智能带来的伦理与安全挑战以及智慧社会这一新型社会形态的安全和发展。附1本部分对应的内容要求如下：(5)通过体验人工智能的应用场景，了解人工智能带来的伦理与安全挑战，增强自我判断意识和责任感，做到与人工智能良好共处。(6)通过各个领域的人工智能应用，了解智慧社会是集成了多种具有人工智能基础设施和服务的智能生态系统的新型社会形态，认识到为保障智慧社会的安全发展自主可控技术的必要性。1.2内容结构本单元围绕智慧社会，以及人工智能的伦理、安全与发展构建结构化知识体系。1.3教学过程在教学组织上，围绕主题“畅想智慧社会”，让学生通过参与“智慧社会”项目，认识到智慧社会是包括智慧政务、智慧交通、智慧城市等各种智能生态系统在内的新型社会形态。学生通过参与项目“人工智能发展”“人工能安全”“人工智能伦理”，了解人工能带来的伦理与安全挑战增强自我判断意识和责任感。同时，感受创新和创造的重要性，认识到为保障智慧社会的安全需要发展自主可控技术。1.4育人价值本单元以“畅想智慧社会”为线索，围绕智慧社会、人工智能的发展阶段、人工智能的安全和伦理展开。通过人工智能的诞生、发展，让学生感受人工智能技术发展对社会产生的深刻影响，社会各行各业经历人工智能技术的洗礼后呈现出新业态，引导学生体会自主可控和创新、创造的重要性;让学生在深人感受人工智能应用及智社会的发展中，体会智慧社会因人工智能等智能化技术的发展而面临的安全问题和伦理挑战，了解智慧社会下数字公民应遵循的道德规范和法律法规，负责任地应用新技术。2.单元学情分析对于9年级的学生而言，他们不仅具备较强的接受能力和学习能力，而且对人工智能技术很感兴趣，对智慧社会的到来很期待。但是他们不了解人工智能背后的原理和挑战。教学要求学生在应用人工智能的同时，能更系统、深入地学习其背后的知识和技能。同时，社会的快速变革，智慧社会的快速到来，并没有给这些心智还未成熟的学生更多的时间和空间来提升相应的能力和素养。因此，在本单元的教学中，规范学生对智慧社会的安全、伦理和法律法规的认知，为培养智慧社会下拥有良好素养的数字公民创造条件;在科技彰显国力的今天，渗自主可控技术对智慧社会的重要性，体现创新和创造的必要性。3.教学环境在线学习、交流工具或平台，思维导图工具，微课资源(人工智能相关知识的微课、视频制作软件操作技巧的微)。4.单元教学目标了解人工智能对信息社会发展的作用，具有自主解决问题、掌握核心技术的意识。通过体验人工智能应用场景，了解人工智能带来的伦理与安全挑战，合理地与人工智能应用开展互动，增强自我判断意识和责任感，遵循人工科学领域的科技伦理规范，明确科技活动中应遵守的道德责任和行为准则。5.教学过程课时（包括课名）任务序号教学主要任务第1课时人工智能伦理任务1观看“AlphaGo与棋手之战”片段、“达·芬外科手术机器人与医生联合医冶”片段、“机器人的战场”片段，体会人工智能给人类社会方方面面带来的深刻影响。人工智能伦理的概念学习，以思维导图或绘画等形式呈现。任务2交流、探讨并归纳人工智能对社会的影响，体会人工智能带给人类社会的机遇与挑战，学习并归纳人工智能的发展和安全。畅想未来的人工智能，探讨人工智能将会怎样发展，人类应该对人工智能有哪些约束，在智慧社会中人们应关注和提升哪些安全意识，必备哪些安全能。以项目小组为单位，绘制以“人工智能的发展和安全”为主题的思维导图。任务3观看视频“智慧社会畅想”“技术瓶颈”，了解科技和创新的重要性，形成掌握核心技术的意识和意愿任务4各小组展示和发布项目式学习过程中的收获和成果。第2课时人工智能的未来发展任务1观看微课“农业社会、工业社会、信息社会、智慧社会”，体会智慧社会的基本概念和基本形态。描述智慧社会的基本概念通过探寻社会“智能化”体现，归纳智慧社会的形态特征。任务2以自主学习、网络搜索、小组讨论等方式，总结、归纳智慧社会中公民应遵守的道德责任和行为准则，并绘制思维导图。任务3畅想我心中的智慧社会，以ai绘画或者手绘作品的形式呈现。6.评价建议需要评价的任务评价建议第1课时任务1评价内容:“人工智能伦理的概念”思维导图评价标准:人工智能伦理的概念条目清晰，设计美观，呈现效果吸引人。评价方法;通过项目活动评价量表进行教师和小组评价。评价指标:作品的内容呈现、技术性、艺术性、创造性。第1课时任务2评价内容:“人工智能的发展与安全”思维导图。评价标准:人工智能的发展与安全条目清晰，设计美观，呈现效果吸引人。评价方法:通过项目活动评价量表进行教师和小组评价。评价指标;作品的内容呈现、技术性、艺术性、创造性。第1课时任务4评价内容:演示文稿，绘画或思维导图。评价标准:选择合适的工具如ppt、画图软件、思维导图等工具完成作品以适宜的方式展示团队成果。评价方法:通过项目活动评价量表进行教师和小组评价。评价指标:主题明确，内容合理，项目组交流展示、作品制作等分工明确。第2课时任务2评价内容:“智慧社会中公民应遵守的道德责任和行为准则”思维导图。评价标准:包含道德责任和行为准则等条目，条目清晰，设计美观，呈现效果吸引人。评价方法:通过项目活动评价量表进行教师和小组评价。评价指标:作品的内容呈现、技术性、艺术性、创造性。第2课时任务3评价内容:“我心中的智慧社会”绘画作品。评价标准:体现智慧社会的形态特色，作品美观，呈现效果吸引人。评价方法;通过项目活动评价量表进行教师和小组评价。评价指标;作品的内容呈现、技术性、艺术性、创造性。（三）课时教学设计第1课时人工智能伦理1.课时教学内容分析本节课是“人工智能伦理、安全与发展”的第1课时，教学内容是智慧社会人工智能的基本形态，人工智能给人类社会方方面面带来的深刻影响，人工智能伦理的概念学习。本节课以社会的演变时间轴为纵轴，展现智慧社会的基本社会形态和显著特征，以人工智能等智能化技术在经济、社会等领域的应用为横轴，为学生描绘智能化给人类生产生活带来的巨力变革。在感悟和体验的过程中，引发学生思考智慧社会面临的人工智能的伦理、安全与发展，关后续人工智能相关知识的学习打下基础。2.课时学情分析经过前一节课的学习，学生对人工智能有了较为全面的了解;智慧社会是人工智能发展到一定阶段产生的社会新形态，学生对智慧社会的产生和发展有着浓厚的兴趣，对未来智慧社会的走向有着深切的期待，因此能很好地开展本模块知识内容的学习。3.课时教学目标