第4章走进智能时代4.1认识人工智能 -高中教学同步《信息技术-数据与计算》教案（人民教育出版社）

第4章走进智能时代4.1认识人工智能-高中教学同步《信息技术-数据与计算》(教案）（人民教育出版社）课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析本节课的主要教学内容为《信息技术-数据与计算》第4章走进智能时代中的4.1认识人工智能。教学内容围绕人工智能的定义、发展历程、应用领域及其基本技术展开。通过本节课的学习，学生将了解到人工智能在现代社会中的重要性。

教学内容与学生已有知识的联系：学生在之前的学习中，已经掌握了计算机基础知识、网络技术以及简单的编程概念。在此基础上，4.1认识人工智能将帮助学生将这些知识串联起来，理解人工智能技术是如何在计算机科学的基础上发展起来的。同时，通过实例分析，使学生能够将人工智能技术与现实生活联系起来，增强他们对智能时代发展趋势的认识。二、核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生的信息意识、计算思维及创新能力。通过学习《信息技术-数据与计算》第4章走进智能时代4.1认识人工智能，使学生能够：

1.提高信息意识，了解人工智能的发展趋势及其在生活中的应用，认识到智能技术对社会发展的推动作用；

2.发展计算思维，理解人工智能技术背后的原理及方法，学会运用智能思维解决问题；

3.激发创新能力，鼓励学生探索人工智能技术的潜在价值，培养其在实际应用中提出创新解决方案的能力。三、重点难点及解决办法重点：人工智能的定义、发展历程、应用领域及基本技术。

难点：理解人工智能技术背后的原理及方法，将理论知识与实际应用相结合。

解决办法及突破策略：

1.采用案例教学法，通过展示典型的人工智能应用案例，帮助学生形象地理解抽象的理论知识；

2.设计课堂讨论环节，鼓励学生发表见解，针对难点问题进行小组讨论，提高学生的理解能力；

3.利用多媒体教学资源，如动画、视频等，生动演示人工智能技术的工作原理，降低理解难度；

4.结合编程实践，让学生动手操作人工智能相关项目，将理论知识转化为实际应用，提高学生的实践能力；

5.定期进行课后辅导，针对学生在学习过程中遇到的问题，给予及时解答和指导，巩固学习成果。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解人工智能的定义、发展历程、应用领域等基础知识，确保学生掌握基本概念；

2.讨论法：组织学生针对人工智能技术的优缺点、未来发展等议题展开讨论，激发学生的思考与探究；

3.实验法：引导学生通过编程实践，亲身体验人工智能技术的应用，提高学生的动手能力和创新意识。

教学手段：

1.多媒体设备：运用PPT、视频、动画等展示人工智能技术的原理与应用，增强教学的直观性和趣味性；

2.教学软件：利用编程软件、模拟工具等辅助教学，帮助学生更好地理解和掌握人工智能技术；

3.网络资源：推荐学生访问相关网站、论坛，拓展学习视野，了解人工智能领域的最新发展动态。五、教学过程设计总用时：45分钟

1.导入环节（5分钟）

-创设情境：展示一段关于人工智能在日常生活中的应用视频，如智能语音助手、自动驾驶汽车等。

-提出问题：引导学生思考人工智能给我们的生活带来了哪些便利，同时提出问题：“什么是人工智能？它是如何发展的？”

2.讲授新课（15分钟）

-定义与概念：讲解人工智能的定义、起源和发展历程，阐述人工智能的基本概念和分类。

-应用领域：介绍人工智能在各个领域的应用，如医疗、教育、工业等，并分析其对社会发展的推动作用。

-基本技术：简要介绍人工智能涉及的关键技术，如机器学习、自然语言处理等。

3.巩固练习（10分钟）

-小组讨论：让学生分成小组，讨论人工智能在生活中的应用案例，分析其优缺点。

-编程实践：布置一个简单的编程任务，让学生体验人工智能技术的基本应用，如设计一个简单的聊天机器人。

4.课堂提问与解答（5分钟）

-教师提问：针对本节课的教学重点和难点，向学生提问，检查学生对知识的掌握情况。

-学生解答：鼓励学生发表自己的观点，对问题进行解答。

5.创新教学与双边互动（5分钟）

-创新环节：邀请学生分享自己对人工智能未来发展方向的看法，激发学生的创新意识。

-教学互动：教师与学生针对人工智能的伦理问题、发展前景等方面进行讨论，提高学生的思辨能力。

6.核心素养能力拓展（5分钟）

-信息意识：布置课后作业，让学生查阅关于人工智能的新闻、论文等，了解人工智能领域的最新动态。

-计算思维：鼓励学生思考如何运用人工智能技术解决现实生活中的问题，提高计算思维。

-创新能力：引导学生尝试设计一个创新的人工智能应用方案，并在下一节课上进行分享。

7.总结与反思（5分钟）

-教师总结：对本节课的教学内容进行简要回顾，强调重点知识。

-学生反思：让学生谈谈对本节课的学习收获和不足，为下一节课的学习做好准备。六、学生学习效果1.知识与技能：

-学生能够准确理解人工智能的定义、发展历程、应用领域及基本技术；

-学生掌握了人工智能技术在现实生活中的应用案例，如智能助手、自动驾驶等；

-学生能够运用所学知识，通过编程实践体验人工智能技术的基本应用，如设计简单的聊天机器人；

-学生具备了一定的信息检索能力，能够查阅关于人工智能的新闻、论文等，了解领域最新动态。

2.过程与方法：

-学生通过课堂讨论、小组合作等方式，提高了合作探究能力和解决问题的能力；

-学生通过编程实践，培养了动手操作能力和计算思维；

-学生在课堂提问与解答环节中，锻炼了表达能力和思辨能力；

-学生在创新教学与双边互动环节中，激发了创新意识，敢于提出自己的观点。

3.情感态度与价值观：

-学生认识到人工智能技术在现代社会中的重要性，增强了对智能时代发展趋势的关注；

-学生对人工智能技术产生了浓厚的兴趣，激发了进一步学习的动机；

-学生在讨论人工智能伦理问题、发展前景等方面，形成了正确的价值观和道德观念；

-学生意识到人工智能技术对生活的改变，提高了对信息技术的敏感度。

4.核心素养能力：

-学生在信息意识方面，能够关注人工智能领域的最新发展，提高信息素养；

-学生在计算思维方面，通过编程实践和问题解决，培养了计算思维能力；

-学生在创新能力方面，敢于提出创新的人工智能应用方案，提高创新能力。七、课后作业1.分析题：请结合本节课所学内容，分析人工智能技术在医疗领域的一个具体应用案例，阐述其工作原理和优势。

示例答案：人工智能在医疗领域的应用案例——智能诊断系统。工作原理：通过大数据分析，将患者病历、临床表现与疾病数据库进行比对，为医生提供诊断建议。优势：提高诊断准确性，减轻医生工作负担，缩短诊断时间。

2.设计题：请设计一个简单的人工智能应用方案，用于解决生活中的一个问题。

示例答案：智能垃圾分类助手。通过图像识别技术，识别垃圾种类，为用户提供垃圾分类建议，提高垃圾分类的准确性。

3.论述题：请论述人工智能技术在未来教育领域的发展趋势及其可能带来的影响。

示例答案：人工智能技术在未来教育领域的发展趋势：个性化教育、智能辅助教学、在线教育等。影响：提高教学质量，满足学生个性化需求，促进教育公平。

4.实践题：请利用Python编程语言，编写一个简单的聊天机器人，实现与用户进行简单对话。

示例答案：

```python

#导入所需库

importrandom

#聊天机器人的对话列表

dialogs=[

["你好！","你好！"],

["你是谁？","我是一个简单的聊天机器人。"],

["你多大了？","我是虚拟的，没有年龄。"],

["再见！","再见！"]

]

#聊天机器人函数

defchat_bot():

print("聊天机器人已启动，输入'退出'结束对话。")

whileTrue:

user_input=input("你：")

ifuser_input=='退出':

break

fordialogindialogs:

ifuser_inputindialog:

print(random.choice(dialog[1:]))

break

else:

print("我不太明白你的意思，可以再说一遍吗？")

#启动聊天机器人

chat_bot()

```

5.研究性学习报告：请选择一个感兴趣的人工智能应用领域，收集相关资料，撰写一份研究性学习报告。

示例答案：报告主题：人工智能在无人驾驶领域的研究与应用。报告内容：无人驾驶技术的发展历程、关键技术、国内外研究现状、未来发展趋势及挑战等。八、板书设计①重点知识点：

-人工智能定义

-发展历程

-应用领域

-基本技术

②关键词：

-智能时代

-计算思维

-机器学习

-伦理问题

③重点句子：

-人工智能技术推动社会发展，改变生活方式。

-智能助手、自动驾驶等应用案例展示人工智能的魅力。

-编程实践是体验人工智能技术的有效途径。

板书设计示例：

```

第4章走进智能时代

4.1认识人工智能

1.定义：让机器模拟、扩展人类智能的技术。

2.发展历程：起源、发展、突破。

3.应用领域：医疗、教育、工业、生活等。

4.基本技术：机器学习、自然语言处理等。

关键词：智能时代、计算思维、机器学习、伦理问题

重点句子：技术改变生活，智能引领未来。

```

板书设计要求条理清楚，重点突出，简洁明了，同时注重艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。教学评价与反馈1.课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答的积极性以及对教学活动的配合度，评价学生在学习过程中的态度与兴趣。

2.小组讨论成果展示：评估各小组在讨论人工智能应用案例、设计创新方案等方面的表现，关注学生的合作能力、思考深度和创新意识。

-是否能提出有见地的观点；

-是否能结合所学知识分析问题；

-展示成果的逻辑性和条理性。

3.随堂测试：通过简答题、编程实践等形式，检测学生对本节课重点知识的掌握程度。

-对人工智能定义、发展历程等基础知识的掌握；

-对编程实践任务的完成情况。

4.课后作业：批改分析题、设计题等课后作业，了解学生对课堂所学知识的运用能力和拓展程度。

-是否能结合实际案例进行分析；

-是否能独立设计简单的人工智能应用方案。

5.教师评价与反馈：针对学生在课堂、讨论、测试和作业中的表现，给予及时的反馈和指导。

-对学生的优点给予肯定和鼓励；

-指出学生在知识掌握、思考方式等方面的不足，并提出改进建议；

-关注学生的学习需求，调整教学策略和方法，以提高教学效果。教学反思本节课的教学目标主要是让学生了解人工智能的定义、发展历程、应用领域及基本技术，通过案例教学法和编程实践，让学生亲身体验人工智能技术的应用，提高学生的信息意识、计算思维和创新能力。在教学中，我采用了讲授、讨论、实验等多种教学方法，并充分利用多媒体设备、教学软件等现代化教学手段，以提高教学效果和效率。

在教学过程中，我发现学生对人工智能的概念和应用非常感兴趣，尤其是在编程实践环节，他们积极参与，表现出很高的热情。这让我感到很欣慰，也让我认识到，只有让学生亲身体验和实践，才能真正激发他们的学习兴趣和主动性。同时，我也发现，有些学生在理解人工智能的原理和编程实践方面存在一定的困难，这需要我在今后的教学中更加关注学生的个体差异，给予更多的指导和帮助。

在课堂提问环节，我发现学生的思维非常活跃，他们能够提出很多有见地的问题，这让我感到很惊喜。同时，我也意识到，要引导学生进行更深入的思考，就需要我在提问时更加有针对性和引导