53人工智能对社会的影响（教学课件）高中信息技术必修1数据与计算（浙教版2019）

浙教版（2019)

必修1数据与计算5.3人工智能对社会的影响学习目标1.理解人工智能对社会不同方面带来的积极影响和潜在挑战。（学科核心素养：信息意识）2．能科学地看待人工智能及其应用，认识到人工智能与人类和谐共处的必要性。（学科核心素养：信息意识、计算思维）新课导入问题导入：生活中的人工智能以小组为单位讨论交流自己生活中见过或者使用过的人工智能产品或装备，并列举出来，进行班级分享。（1）智能家居产品：如智能音箱、智能门锁、智能灯泡等，这些产品通过互联网技术和物联网技术实现智能连接，用户可以通过手机、平板电脑或其他智能设备来控制和操作5。（2）智能语音助手产品：如Siri、GoogleAssistant、AmazonAlexa等，这些产品可以通过语音交互帮助用户完成各种任务，如回答问题、发出指令、提供建议等5。（3）智能机器人产品：如Pepper、Nao、Jibo等，这些产品可以应用于家庭、医疗、教育、工业等多个领域，提供更加全面的智能化服务和应用8。（4）智能交通产品：如智能驾驶辅助系统、智能交通信号系统、智能停车系统等，这些产品通过人工智能技术提高交通的效率和安全性。新课导入问题导入：生活中的人工智能以小组为单位讨论交流自己生活中见过或者使用过的人工智能产品或装备，并列举出来，进行班级分享。（5）智能医疗产品：如医疗影像诊断系统、智能健康管理设备、医疗咨询机器人等，这些产品利用人工智能技术提高医疗诊断的准确性和效率，为病患提供更加便捷和高效的医疗服务5。（6）智能金融产品：如智能交易系统、智能分析工具、智能投资顾问等，这些产品通过人工智能技术提高金融行业的效率和可靠性5。（7）智能教育产品：如智能教育软件、智能教学机器人等，这些产品通过人工智能技术使教育更加个性化、便捷和高效。新课导入各类智能应用和产品不断问世，会对人类生活和经济发展产生怎样的影响？任务探究任务一：了解人工智能改善人类生活1.探究人工智能是如何改善人类生活的？以小组为单位，结合课本及网络资源，讨论交流人工智能是如何改善人类生活的，填写下表，并进行班级分享。智能家居智能出行智慧城市智能购物任务探究智能家居智能冰箱、智能温控设备、智能安防、智能扫地机器人智能出行未来，人们或可搭乘无人驾驶汽车，让出行更加简单安全。在深圳福田保税区，搭载“阿尔法巴（Alphabus）智能驾驶公交系统”的电动公交车，已在固定线路上试运行。智慧城市城市大脑参与城市管理，使人们的出行更通畅、安全，交通事故的救援更及时。阿里云ET城市大脑已经在杭州、苏州等部分城区落地。城市大脑融合数字地图、交警微波和视频数据感知交通事故，并触发相应机制进行智能处理。智能购物无人超市、无人酒店、无人餐厅等，自动结算，住客无须押金、无须登记身份证，通过人脸识别、扫码开门等，即可自行入住；无人餐厅，顾客扫码入座后可以自助点餐、取餐，吃完后自动扣款任务探究任务一：了解人工智能改善人类生活总结：在生活便利上，智能家居可远程操控家电，智能语音助手能快速查询信息等，让生活更便捷舒适。医疗领域，它辅助医生分析影像、诊断疾病，还助力药物研发，提高医疗效率与质量。交通出行方面，智能交通系统优化信号缓解拥堵，自动驾驶技术有望提升行车安全与效率。教育资源得以拓展，个性化学习方案满足不同学生需求，在线教育打破时空限制。任务探究任务一：了解人工智能改善人类生活2.自主思考人工智能在改善人们生活的同时，可能会产生哪些消极影响？（1）就业方面，许多重复性、规律性强的工作岗位，如工厂流水线工人、部分客服岗位等，易被人工智能取代，导致部分人群面临失业风险，就业结构被迫调整。（2）隐私安全上，人工智能系统需大量数据训练，数据收集、存储和使用过程中，可能出现隐私泄露问题，个人信息易受侵犯。（3）伦理道德领域，算法可能存在偏见，比如在招聘、贷款审批等场景，基于有偏差的数据训练出的模型可能对某些群体不公平对待。此外，过度依赖人工智能，人类自身的思考、判断和动手能力可能会退化，长期来看，对人类的全面发展也会带来一定挑战。任务探究任务一：了解人工智能改善人类生活3.以小组为单位思考人机对话系统“沃森”一举打败了人类智力竞赛的冠军。“沃森”的智能每年都在提高，将来可能给人们的生活带来哪些改变？

“沃森”将来可能给人们的生活的改变（1）在医疗领域，它能更精准快速地辅助医生诊断病情，通过分析海量病例和医学知识，为患者提供更合适的治疗方案，甚至可远程为医疗资源匮乏地区提供医疗建议。教育方面，可作为智能辅导老师，根据学生的问题和学习进度给予个性化讲解和指导，让学习更高效且能满足不同学生需求。（2）日常生活里，能像贴心管家般管理家庭事务，如安排日程、提醒事项、控制智能家居等，让居家生活更便捷有序。（3）在工作场景中，协助处理文档、分析数据等繁琐任务，提高工作效率。但同时也可能导致部分依赖人工的简单工作岗位减少，人们需不断提升自身技能以适应新变化。任务探究任务二：了解人工智能促进经济发展1.自主阅读课本177-178页内容，利用数字化工具获取更多资料，总结归纳人工智能在国家战略层面的意义和对经济发展的作用。人工智能在国家战略层面的意义：（1）提升综合国力与国际竞争力：人工智能是新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，各国纷纷将其作为提升国家竞争力的关键。率先掌握先进的人工智能技术并广泛应用，能够在国际舞台上占据优势地位，增强国家的话语权和影响力。（2）有利于国家在全球产业链中迈向高端。人工智能技术的应用可以提高生产效率、产品质量和创新能力，推动产业升级，使国家从传统的劳动密集型、资源密集型产业向技术密集型、知识密集型产业转变，从而在全球产业链的价值分配中获取更大份额。任务探究任务二：了解人工智能促进经济发展1.自主阅读课本177-178页内容，利用数字化工具获取更多资料，总结归纳人工智能在国家战略层面的意义和对经济发展的作用。人工智能在国家战略层面的意义：（3）维护国家安全：在信息安全方面，人工智能技术可用于网络安全防护，如智能防火墙、入侵检测系统等，能够快速识别和应对网络攻击，保护国家的信息安全和网络空间安全。同时可以有效防止数据泄露和滥用。国防安全方面，除了军事装备的智能化，人工智能还能用于国土安全监测、边境防控等。（4）经济安全方面：人工智能可以对金融市场进行实时监测和分析，预测和防范金融风险，保障国家的经济安全。任务探究任务二：了解人工智能促进经济发展1.自主阅读课本177-178页内容，利用数字化工具获取更多资料，总结归纳人工智能在国家战略层面的意义和对经济发展的作用。人工智能在国家战略层面的意义：（5）推动社会进步与民生改善：改善公共服务：在教育、医疗、养老、交通等领域，人工智能的应用可以提高公共服务的质量和效率，人工智能技术可以为偏远地区和弱势群体提供更多的机会和资源，促进社会公平。人工智能可以用于环境监测、资源管理和能源优化等，为国家的可持续发展提供支持。任务探究任务二：了解人工智能促进经济发展1.自主阅读课本177-178页内容，利用数字化工具获取更多资料，总结归纳人工智能在国家战略层面的意义和对经济发展的作用。人工智能对经济发展的作用：（1）推动产业升级与转型，传统产业智能化改造：人工智能可以为传统产业注入新的活力，提高生产效率和产品质量。（2）催生新兴产业和业态：人工智能的发展催生了一系列新兴产业，如智能机器人、无人驾驶、智能家居、虚拟现实等。这些新兴产业不仅为经济发展注入了新动力，也创造了新的就业机会。任务探究任务二：了解人工智能促进经济发展1.自主阅读课本177-178页内容，利用数字化工具获取更多资料，总结归纳人工智能在国家战略层面的意义和对经济发展的作用。人工智能对经济发展的作用：（3）优化资源配置与提高生产效率：人工智能通过对大数据的分析和处理，可以更准确地了解市场需求和资源分布情况，从而实现资源的优化配置。提高生产效率，人工智能技术可以自动化和智能化生产过程，减少人工干预，提高生产效率。(4)促进创新与创业：人工智能为创新提供了新的工具和方法，激发了人们的创新思维和创造力。人工智能领域的发展同时为创业者提供了广阔的舞台。创业者可以基于人工智能技术开展创业活动，开发各种人工智能应用产品和服务，满足市场需求。人工智能的广泛应用可以带动相关产业的发展，创造新的经济增长点，从而推动经济规模的扩大。任务探究任务三：了解人工智能带来的社会担忧人工智能技术将人类从繁复工作中解脱出来的同时，也会取代一些工作岗位；人工智能技术推动人类社会进步的同时，也可能威胁人类安全。思考：以小组为单位讨论交流，如果有一天，机器也能够思考和创作，有人类的情感和意识，甚至机器的智能超过人类的自然智能。那时，人类将如何与智能机器共处？若机器达到如此程度，人类与智能机器共处需多方面举措。首先是建立规则体系，明确双方权利义务，比如界定机器创作成果归属、使用范围等，确保公平与秩序。再者是分工合作，让机器承担高难度计算、危险环境作业等任务，人类则专注于情感交流、创意启发等领域，发挥各自优势推动社会发展。同时要强化教育，提升人类素养以更好理解机器，也让人类在艺术、人文等方面独特价值得以凸显。情感上，尝试与机器建立理解包容的关系，把它们当作特殊“伙伴”，分享喜怒哀乐。还需时刻警惕潜在风险，设立监管机制防止机器智能被恶意利用，威胁人类生存与发展。如此，方能在机器高度智能化时代实现相对和谐共处。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？1.自主利用数字化工具，分析、比对人类智能和当前人工智能的覆盖范围，回答人工智能在哪些领域还未能超越人类。人类智能和当前人工智能在覆盖范围上存在着明显差异，人工智能目前尚未能超越人类的领域：1.情感理解与表达，人类能够细腻且深入地感受和理解各种复杂情感，如爱、悲伤、嫉妒等，并通过丰富的面部表情、肢体语言、语气语调等方式自然地表达出来。而人工智能虽然可以通过学习文本和语音数据来识别某些情感模式，但它们并没有真正的内在情感体验，也难以像人类一样自然且恰如其分地在各种情境下表达情感。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？1.自主利用数字化工具，分析、比对人类智能和当前人工智能的覆盖范围，回答人工智能在哪些领域还未能超越人类。人类智能和当前人工智能在覆盖范围上存在着明显差异，人工智能目前尚未能超越人类的领域：2.创造力与想象力，人类拥有无限的创造力和想象力，可以从无到有地创造出全新的艺术作品、科学理论、技术发明等。人工智能主要是基于对已有数据的学习和模式识别来生成新的内容，其创作往往局限于对已学习模式的重新组合或微调，很难像人类那样完全脱离既有框架，创造出真正具有开创性、突破性的成果。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？1.自主利用数字化工具，分析、比对人类智能和当前人工智能的覆盖范围，回答人工智能在哪些领域还未能超越人类。人类智能和当前人工智能在覆盖范围上存在着明显差异，人工智能目前尚未能超越人类的领域：3.常识推理与综合判断，人类在日常生活中积累了丰富的常识知识，能够基于这些常识在复杂且模糊的情境下迅速做出合理的推理和综合判断。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？1.自主利用数字化工具，分析、比对人类智能和当前人工智能的覆盖范围，回答人工智能在哪些领域还未能超越人类。人类智能和当前人工智能在覆盖范围上存在着明显差异，人工智能目前尚未能超越人类的领域：4.复杂社会关系处理，人类生活在复杂的社会环境中，擅长处理各种人际关系，包括家庭、朋友、同事之间的关系等。能够敏锐地感知他人的情绪、意图和需求，并据此做出恰当的反应和调整自己的行为。人工智能虽然可以在一定程度上分析社交数据，但要真正像人类一样融入社会关系网络，理解其中微妙的情感互动、社交规则和文化背景等，还有很长的路要走。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？1.自主利用数字化工具，分析、比对人类智能和当前人工智能的覆盖范围，回答人工智能在哪些领域还未能超越人类。人类智能和当前人工智能在覆盖范围上存在着明显差异，人工智能目前尚未能超越人类的领域：5.身体运动技能与灵活性，人类通过身体的各个部位协调配合，能够完成各种各样精细且复杂的动作，如演奏乐器、进行体育竞技、手工艺制作等。这些动作不仅需要精确的肌肉控制，还涉及到对空间、时间、力度等多方面因素的精准把握。目前的人工智能在控制机器实现类似人类身体的运动技能和灵活性方面，还远远无法达到人类的水平，即使是最先进的机器人在完成一些简单的人类日常动作时，也显得较为笨拙。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。基本原理：（1）感知和感知处理：这是人工智能的起点，通过传感器获取数据，如摄像头捕捉图像、麦克风录制声音等，然后对这些数据进行处理和解释，使系统能够理解环境信息，为后续的智能决策提供基础认知。（2）学习和训练：学习是系统通过经验不断改进自身性能的过程，训练则是利用给定的数据集对模型进行调整，使其适应特定任务。机器学习和深度学习是实现这一原理的主要手段，让机器从大量数据中学习规律，提高智能水平。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。基本原理：（3）推理和决策：推理是基于已有的知识和信息进行逻辑推理得出新的结论，决策是在面对特定情境时做出最优选择。在专家系统、推荐系统和自动决策系统等中广泛应用，模拟人类的思维过程进行复杂决策。（4）自适应和优化：人工智能系统在运行过程中能够自动调整参数以适应变化的输入数据，并通过不断的反馈和迭代逐步优化自身性能，在强化学习中应用较多。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。基本原理：（5）感知和行为的整合：使人工智能系统在感知到信息的基础上作出相应的行为，例如自动驾驶汽车、机器人和智能家居系统等，让系统更具自主性和适应性。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。主要方法：（1）机器学习：使用有标记的训练数据，让模型学习输入数据与输出标签之间的映射关系。处理无标记的数据，让模型自己发现数据中的模式和结构。比如聚类算法，将数据分成不同的组或簇，使得同一簇内的数据具有相似性，不同簇的数据具有较大差异，可用于数据挖掘、图像分割等。（2）强化学习：智能体在与环境的交互中，通过不断尝试不同的动作并根据获得的奖励来调整策略，以最大化累计奖励。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。主要方法：（3）深度学习：是一种基于多层神经网络的机器学习方法，通过构建深层神经网络对复杂的数据进行学习和分析。其核心是神经网络中的神经元通过连接权重对输入数据进行处理和转换，经过层层传递和非线性激活函数的作用，提取数据的高级特征表示，从而实现对数据的准确预测或分类。（4）自然语言处理：研究如何让计算机理解、生成和处理自然语言。包括文本分析，如词法分析、句法分析、语义理解等；语音识别，将人类的语音转换为文本；机器翻译，实现不同语言之间的自动翻译；文本生成，根据给定的主题或提示生成文本内容等。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。主要方法：（5）计算机视觉：让计算机理解和解释图像和视频。涉及图像识别，识别图像中的物体、场景等；目标检测，确定图像中目标的位置和类别；图像分割，将图像分割成不同的区域；图像生成，例如生成逼真的图像、图像修复等。（6）知识表示和推理：将知识表示为计算机可处理的形式，以便进行推理和推断实现问题求解和决策。常见的知识表示方法有产生式规则、语义网络、框架等，基于这些表示方法可以进行逻辑推理、不确定性推理等。任务探究任务四：探讨“奇点”是否到来这了？2.了解此类人工智能的基本原理与方法。主要方法：（7）遗传算法：模拟生物进化过程的一种优化算法。通过对一组初始解（种群）进行选择、交叉、变异等操作，不断迭代进化，以找到最优解或近似最优解。适用于复杂的优化问题，如函数优化、路径规划、参数调整等。结论：“奇点