人工智能导论 教案03-2.3人工智能的核心算法

《人工智能导论》教案开设学院：课程负责人：

《人工智能导论》教案课程名称人工智能导论授课日期XX年XX月XX日班级课堂类型理论教学章节名称2.3人工智能的核心算法第3章人工智能的伦理与未来目的要求掌握机器学习、深度学习、自然语言处理和计算机视觉的基本原理与技术。理解人工智能技术在自动驾驶、智能医疗等领域的应用案例。分析人工智能发展对社会、伦理、就业的影响，以及面临的挑战。培养批判性思维，对人工智能技术的未来发展提出自己的见解和建议。学情分析部分学生可能缺乏足够的理论知识基础，教学中需简化复杂概念，强调知识的实用性和应用性。激发学生对人工智能技术的兴趣，通过实际案例和项目实践提高学习动机。引导学生批判性地思考人工智能技术的社会影响，培养对伦理和社会责任的认识。重难点分析深度学习、自然语言处理等技术原理复杂，是学习过程中的重点也是难点，需要通过简化概念和实际案例来辅助理解。理解人工智能技术在不同领域的应用需要较强的跨学科知识，通过具体案例分析加深理解。讨论人工智能的伦理问题和社会责任的同时培养学生个人思想是教学中的难点，需要引导学生进行深入思考和讨论。信息化应用方法思政元素融合设计思政元素融入方式科技强军科技强国播放我军新一代仿生机械骨骼的新闻报道视频科技自信文化自信在人工智能伦理中列举我国人工智能领域中对信息安全保护的努力和示例作业布置完成平台上前三章课后习题。参考资料职教云，学银在线，国家资源库人工智能导论课程教学过程教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图（含教学目的、信息化手段、思政融入情况、创新创业意识教育等）课前预习基础阅读：指导学生阅读人工智能的基本定义和核心算法概念，如机器学习、深度学习等，以建立基础知识框架。技术原理：分配教材中关于自然语言处理和计算机视觉的部分，让学生通过阅读理解这些技术的基本原理和应用场景。案例分析：要求学生选择教材中的一个或多个应用案例（如自动驾驶、智能医疗等），进行深入阅读并思考技术如何具体应用，准备与同学分享。完成基础阅读任务，对人工智能的核心算法有大概的轮廓。构建基础的知识框架，为课堂提问和讨论做准备。利用职教云平台提前布置预习任务课中新课引入（10分钟）以“日常生活中有没有接触过人工智能的算法？他们有什么相应的作用呢？”等问题切入课程，引导学生思考并参与到课程中。以一个普通学生智能助理来安排日常生活的故事为例，逐渐引入机器学习和深度学习的概念。参与讨论，表达对问题的简介。提出进一步的问题和疑惑，引导老师深入讲解。利用背景讲解让学生们对本次课程内容有一个整体的认识，以便深入讲解。机器学习基础（15分钟）讲解监督学习、无监督学习、强化学习概念：简介每种学习方式的定义、应用场景和关键算法（如线性回归、聚类分析、Q学习）。通过房价预测（线性回归）和电子邮件分类（朴素贝叶斯）的示例，解释算法如何在实际中应用。跟随老师讲解记录笔记思考并参与在关于实际应用的讨论。让同学们了解基础的机器学习概念，复习相关数学知识。深度学习及其应用（10分钟）讲解神经网络基本原理：介绍神经网络的结构和工作原理，以及如何通过多层网络处理复杂数据特征。使用图像识别（卷积神经网络）和语音识别（循环神经网络）案例，说明深度学习技术的强大能力。引用具体的猫狗实例给大家展示切实的实际应用。用实例方式讲解神经网络的知识，并联系生活中常见动物，让学生们共情。计算机视觉与自然语言处理（15分钟）讲解计算机视觉概念：讨论计算机视觉的基本任务，如图像分类、目标检测和图像分割，及其在实际中的应用。计算机视觉是使计算机通过图像和视频来理解世界的科学。涵盖面部识别、图像分类、目标检测等。示例：支付宝的“刷脸支付”，解释如何通过人脸识别技术实现身份验证。介绍自然语言处理的主要任务，如文本分类、情感分析。自然语言处理让计算机能够理解、解释和生成人类语言。包括机器翻译、情感分析等。示例：展示一个简单的情感分析案例，如分析社交媒体上的评论情感倾向。学习了解各个知识点，积极参与提问。针对个别较难理解的问题深入讨论。人工智能伦理问题（15分钟）探讨如何数据选择和算法设计可能导致对特定群体的不公平对待。举例说明，如面部识别技术在不同肤色人群中的准确性问题，以及如何通过多样化的数据集和算法审查来减少偏见。讨论在收集、存储和处理个人数据时如何确保用户隐私。引入国内外的数据保护法律如GDPR，并探讨技术解决方案如数据脱敏和用户控制下的数据分享。责任归属：深入讨论在人工智能出错时，如自动驾驶汽车事故，责任应该如何分配。是否应该由算法开发者、使用者或是机器本身承担责任。人工智能与就业：探讨人工智能对就业的影响，包括潜在的职位消失和新职位创造。讨论如何通过教育和政策调整来减轻负面影响。在讨论过程中采用案例分析的方法鼓励学生积极参与和思考。分小组依次探讨课程内问题进行课堂交流讨论引入课程思政内容，针对我国近年来在网络个人信息安全方面做的工作进行举例，播放我军最新外骨骼投入使用的视频。人工智能的未来与社会影响（10分钟）社会结构变迁：探讨人工智能如何改变工作、教育和日常生活，预测未来社会的新形态，例如人与机器的合作关系。就业变革：讨论人工智能对就业市场的影响，包括劳动力市场的转型和新职业的产生，以及必要的再教育和技能培训。伦理和法律挑战：深入分析人工智能发展带来的伦理问题，如隐私保护、数据安全、算法偏见，以及现有法律体系对新技术的适应性。从以上三个方面入手，以分组讨论的形式鼓励学生互相探讨想法。总结（10分钟）简要回顾机器学习、计算机视觉、自然语言处理等核心技术及其应用。回顾人工智能的伦理考量和社会影响，突出人工智能如何同时推进和挑战社会规范。布置课后作业。参与总结，梳理课堂内容。教学反思（课后）该部分内容于课后完成，主要体现教学效果估计、学生学习状态分析、存在问题及经验教训等，学期结束后归档，后续备查。参考：福建信息职业技术学院教案第01号课程名称注塑模具CAE授课日期XX年XX月XX日班级课堂类型一体化教学章节名称项目一注塑成型工艺基础及华塑CAE介绍1.1塑料注射成型工艺、常见塑料缺陷及解决办法1.2华塑CAE功能介绍及基本流程操作目的要求1．知识目标：说明常见塑料缺陷形成原因及解决方法，熟悉CAE的作用及华塑CAE的功能；2．能力目标：熟悉华塑CAE的应用界面及操作指令，熟悉模流分析基本操作流程；3．素质目标：强化质量意识的养成，增强民族自豪感，逐步养成科技报国的情怀。学情分析1．学生已有塑料模具设计与制造相关知识，对模具结构和成型工艺有一定认识和掌握。2．学生经过CAD/CAM应用课程的学习，对学生对软件操作兴趣较高，但也有部分学生对应用软件的操作熟练度较差。3．学生对于超星学习平台的辅助学习较为熟练。重难点分析1．华塑CAE的基本界面及操作指令2．CAE的分析操作流程信息化应用方法CAD/CAM机房一体化教学，使用超星学习平台，PPT课件、视频动画资源思政元素融合设计思政元素融入方式民族自豪感、科技报国情怀通过国产软件的崛起及应用事例的讲解，树立学生的民族自豪感和科技报国情怀作业布置参考资料《塑料模具设计手册》《模具国家标准》教学过程教学环节教学内容教师活动学生活动设计意图（含教学目的、信息化手段、思政融入、创新创业意识教育等）课前预习复习塑料注射成型工艺利用网络平台发布预习任务借助《塑料成型工艺及模具设计》教材，复习塑料注射成型工艺。课前让学生复习相关教学内容，提高课堂教学效率，让学生更好的理解授课内容。课堂导入引出模具设计过程中模流分析的重要性1.教师通过生产中的实物图片和相应视频及动画展示手机壳、电视机壳等常见塑料产品的缺陷，提出问题：产品缺陷对该产品在实际中的应用有哪些影响？如何在模具设计过程中避免？1.聆听教师讲解；2.观看视频，图片等，进行思考和交流讨论，回答教师的问题。1.通过图片、视频、动画等资料让学生明确产品缺陷的形成原因及解决方法；2.培养学生独立思考和分析问题的能力。课中讲解1.CAE的作用及华塑CAE的功能2.华塑CAE的界面及基本操作1.通过视频展示CAE模流分析在模具设计中的应用，说明CAE在现代模具设计与制造中的重要性。2.通过软件具体操作介绍华塑CAE的界面及功能应用（1）软件界面及窗口（2）功能菜单及帮助文件（3）文件的存取和相关设置1.聆听教师讲解；2.了解CAE在模具设计与制造过程中的作用；1.讲解CAE在模具设计及注塑成型优化设计中的作用，让学生对整个模具设计与制造的流程掌握更加深入，培养学生质量意识；2.思政元素融入：通过介绍中望、华塑、CAXA等国产CAD/CAM/CAE技术的发展，举例讲解在吉利、比亚迪等新能源汽车设计和制造领域的应用，树立学生的民族自豪感和科技报国情怀。学生练习华塑CAE软件基本功能熟悉1．在学习平台发送练习源文件；布置学生课堂练习任务1；2．在学生完成任务练习的过程中进行巡视，并解答学生相关问题。1．进入学习平台下载练习源文件至本地计算机；2．打开华塑CAE，新建工作任务，导入源文件；3.进行相关初始化设置，并保存。1．利用学习平台辅助进行教学资料的收集；2．通过软件基本功能的联系，提升学生软件应用能力；课中讲解华塑CAE进行模流分析的快速操作流程1.实例操作讲解华塑CAE模流分析基本操作流程（1）产品导入及排位（2）型腔布局（3）浇注及冷却设计（4）分析及结果解读2．在讲解过程中提出问题，让学生回答，活跃课堂气氛，提高课堂效果。（1）产品排位与型腔布局的关系；（2）冷却管道数量的多少会影响什么？1.聆听教师讲解，熟悉CAE模流分析操作步骤；2．在听讲过程中回答教师提出的问题，积极与教师互动；1．让学生明确模流分析的流程，为后续的学习打下基础；2．结合模流分析步骤讲解引出模具结构设计的相关知识，进一步加深对模具设计方法的理解，达到知识迁移的效果；学生练习华塑CAE进行模流分析的基本流程操作1.布置学生进行简单案例的分析操作，并进行巡回指导；2．根据学生实例操作的掌握情况，就