《人工智能安全与伦理》教学设计

《人工智能安全与伦理》教学设计一、教材与学情分析深入了解人工智能的含义及发展历程，了解人工智能关键技术及其与人类智能的区别，旨在帮助学生系统、宏观地了解人工智能的丰富内涵以及人工智能发展中的安全与伦理问题，激发学生对人工智能技术探究的热情。六年级学生对新技术、新事物好奇心强，具备良好的信息获取、加工、处理等能力，大部分学生有意或无意地使用过手机人工智能APP应用软件的经历，随着人工智能在生活生产领域的不断应用，他们对人工智能并不陌生，同时又觉得人工智能神秘，对其发展历程及其本质知之甚少。二、教学目标与要求1.了解人工智能的含义，了解人工智能的起源与发展历程，学会用学科思维思考其发展变化，提升学生信息意识。2.了解人工智能几个发展阶段及其技术特点，了解人工智能与人类智能的联系与区别，思考人工智能的本质。3.交流身边的人工智能应用，感受人工智能的神奇，激发人工智能的学习热情，养成良好的学习意识和学习习惯。三、教学重点与难点1.人工智能的发展历程。2.人工智能与人类智能的区别与联系。四、教学方法与手段演示教学法、探究学习法、任务驱动教学法、角色扮演。五、课时安排安排1课时。六、教学准备小度音箱（或其他人工智能产品如：科大讯飞的小飞）、相关资源。七、教学过程（一）课前铺垫：视频学习（10个关于人工智能小知识）、诗歌欣赏问题：这两首诗，一首是人工智能创作的，一首是老师自己创作的。请猜一猜：哪一首是人工智能创作的？创作者是谁？（1）看那里/闪烁的几颗星/西山上的太阳/青蛙儿正在远远的浅水/她嫁了人间许多的颜色（2）这个春天/我不栽桃李/不种春花/满山遍野/我就种——你五彩笑容唱响的那本诗集/还有——你清澈眼神里流动的星辰学生1：第一首。学生2：第二首。教师：第一首诗的作者是人工智能，她的名字叫“微软小冰”，这首诗选自第一本人工智能作者创作的诗集《阳光失了玻璃窗》。教师：你们观察一下，这两首有什么不同的地方？机器是怎么创作诗歌的呢？学生：略。教师：其实计算不仅能写漂亮的现代诗，还能写故事，也能写小说。（呈现清华大学写诗机器人“九歌”视频。）教师：刚刚的视频里，“九歌”机器人是如何学习的？请大家说一说。学生：通过学习30多万首古诗，慢慢习得了古诗词的韵律和平仄要求，最后就能够自己创作古诗了。教师：计算机除了能写作，还能做什么呢？今天，就让我们一起走近人工智能，了解人工智能，设计与创新人工智能。设计意图：通过两首诗歌的诵读和猜作者小活动，能够迅速将学生带到本课内容，还能激发学生学习的兴趣。“九歌”写诗机器人视频资料，展示了我国在自然语言处理方面的先进技术及研究团队的风采，进一步激发了学生学习人工智能的热情。（二）体验人工智能老师：小度小度，请在45分钟后提醒我们下课。小度：好的。教师：今天我们请来了人工智能老师“小度”，什么是人工智能？它从哪里来？它的前世、今生与未来都是怎样的呢？下面，我们请小度老师为我们解答，今天课堂上表现优秀的小组或个人可以获得和小度老师单独交流的机会。活动1：考考人工智能老师小度教师：小度老师很厉害，会做算术题，会唱歌，会解答问题。哪位同学想请小度解答问题？学生1：小度小度，123＋45/9×12301等于多少啊？小度：61628。学生2：小度，你看我胖吗？小度：你这么帅，气宇轩昂啊。设计意图：人工智能小度老师的进场，一是为了引发学生兴趣，体验人工智能的计算、语音、信息搜索等功能。二是希望通过“小度”介绍人工智能的含义。三是为后面章节讨论人工智能老师是否会替代“教师”职业埋下伏笔。（三）认识人工智能1.什么是人工智能？教师：小度小度，什么是人工智能呢？小度：人工智能（ArtificialIntelligence），英文缩写为AI。它是研究、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。活动2：寻找身边的人工智能小组讨论、交流，说说生活中的人工智能。学生代表发言：略。教师：刚刚同学们分享了很多人工智能的案例，通过交流，我们发现人工智能已经走进了我们的家庭，成为我们生活中的好助手。那么，什么是人工智能呢？你能根据刚刚同学们的发言，用自己的语言来表达吗？教师：有的同学说人工智能就机器模拟人，像人一样做事；有人说人工智能就是计算机模拟人获取知识；有人说，人工智能就是教机器向人一样思考，做事等等，同学们说得都很好。呈现板书：人工智能是指利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。设计意图：人工智能的定义比较枯燥，如果教师直接给出会比较生硬，难以理解。通过小度老师给出人工智能定义，可以引导学生发现小度给出答案背后的原因，即信息搜索呈现百度百科中关于人工智能的定义。另外，生活中形形色色人工智能的应用及学生对其所见人工智能的分享，能够逐步丰富他们对人工智能的理解。教师还可以从几个维度对人工智能的定义做简要介绍，帮助学生较为深刻地理解人工智能。2.人工智能的历史自主阅读学习任务单。角色扮演“图灵测试”。（1）人工智能的起源教师：请同学自主学习教材“人工智能的起源”部分。教师：图灵对人工智能的贡献是什么？活动3：小组角色扮演：“图灵测试”（2）人工智能的发展历程活动4：探究学习人工智能大佬分为两派：一派人工智能帮我们算出一切难题，被称为符号计算学派；一派人工智能像人脑一样思考，被称为神经计算学派。任务：自主阅读课本“人工智能的起源与历史”，了解人工智能的发展历程。学生分为三组，分别上网搜索三个不同发展阶段发生的一些重要事件，说一说它们的故事，谈一谈它们的价值和意义，并选择合适的关键词填入下表。发展阶段时间事件名称技术特点关键人物意义启示第一阶段1997年深蓝战胜GarryKasparov……教师：请各组同学分别说一说人工智能发展史上一些重要的故事，并介绍每个阶段的技术特点。设计意图：想让学习真正发生，就要将时间和讲台让给学生，指导他们充分地探究、充分地思考，充分地交流与表达。（四）追问人工智能1.人工智能的关键技术教师：PPT呈现人工智能关键技术结构图，介绍人工智能关键技术和核心技术，以及人工智能的分类。设计意图：该部分不是重点，但能帮助学生从宏观上了解人工智能的关键技术、核心技术，对人工智能的学习有个整体认知。2.人工智能与人类智能问题1：今天小度老师来到我们的课堂，请你说说小度与真人老师的区别。联系你曾看过的人工智能方面的电影，也可以结合影片中人工智能角色，谈谈它有什么智能特点，？说说它与人类智能的异同点。？问题2：人工智能老师小度走进教室，作为“真人”老师如何才能在未来的讲台更好地立足？作为中学生要如何学习，才能适应未来社会的需求？（五）课堂小结今天，人工智能已经走进我们的生活，成为我们的好帮手，这一切离不开无数科学家的辛勤努力。为了人类更美好的未来，让我们一起加入人工智能学习、研究的队伍，为科技进步打好坚实的基础。（六）课后作业选择下列一项任务展开探究学习，并完成作业。1.观看电影《模仿游戏》，选取影片中一个片段，写段影评。2.拓展阅读《人工智能发展史》（作者尼