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《人工智能初步》教学设计【学科核心素养】（1）能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据。
（2）通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案。
（3）掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，助力终身学习能力的提高。
（4）对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
【课程标准要求】（1）通过人工智能典型案例的剖析，了解智能信息处理的巨大进步和应用潜力，认识人工智能在信息社会中的重要作用。
（2）了解人工智能的算法，熟悉智能技术应用的基本过程和实现原理。
【学业要求】了解人工智能技术，认识人工智能在信息社会中的重要作用。
了解人工智能的新进展、新应用，并能适当运用在学习和生活中。
了解人工智能的发展历程，能客观认识智能技术对社会生活的影响。
【学情分析】本课面对的教学对象是高一学生，对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识，已经具有一定的研究能力，喜欢新鲜事物，也愿意突破自己的固有认识。
经过初中的学习，学生已经能够熟练操作一些常见软件，并能迁移到新软件的使用中，但也容易满足并停留于技能操作层面。
在日常的学习和生活中，也或多或少的接触过人工智能技术的应用。
但是，他们对人工智能的了解更多的停留于日常学习和生活中的所见所闻，对人工智能的原理及人工智能的实现方法知之甚少，运用人工智能方法解决问题的意识不足、解决问题的能力较弱。
【教学目标】（1）理解人工智能的核心能力。
（2）掌握机器学习中监督学习、无监督学习和强化学习。
（3）了解机器学习中的KNN算法、聚类算法。
【教学重难点】教学重点：监督学习、无监督学习和强化学习。
教学难点：三种机器学习方式的实现原理。
【教学策略分析】人工智能是通过智能机器延伸、增强人类改造自然和治理社会能力的新兴技术。
近年来，机器学习已经成为实现人工智能的主流方法，具体可分为监督学习、无监督学习和强化学习三种方式。
人工智能主要分为哪几个研究阶段，未来的发展方向是什么人工智能一直处于计算机技术的前沿，人工智能研究的理论和发现在很大程度上将决定计算机技术的发展方向。
现在，已经有很多人工智能研究的成果进入人们的日常生活。
从目前的一些前瞻性研究可以看出，未来人工智能可能会向以下几个方面发展：模糊处理、并行化、神经网络和机器情感。
人工智能产生于 20 世纪 50 年代，是计算机研究和应用到一定阶段的产物，是社会生产发展的要求和必然结果，也是人类认识自身的重要标志。
人工智能也称机器智能，它是计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、心理学、语言学等多种学科互相渗透而发展起来的一门综合性学科。
从计算机应用系统的角度出发，人工智能是研究如何制造出智能机器或智能系统来模拟人类智能活动的能力，以延伸人们智能的科学。
一、人工智能的研究阶段从50年代开始，人工智能的研究经历了以下几个阶段：第一阶段：50年代人工智能的兴起和冷落。
人工智能概念首次提出后，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题、求解程序、LISTP 表处理语言等。
但由于消解法推理能力的有限以及机器翻译等的失败，使人工智能走入了低谷。
这一阶段的特点是：重视问题求解的方法，忽视知识重要性。
第二阶段：60 年代末到70 年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。
DENDRAL化学质谱分析系统、MYCIN疾病诊断和治疗系统、PROSPECTIOR探矿系统、Hearsay-Ⅱ语音处理系统等专家系统的研究和开发，将人工智能引向了实用化。
并且，1969 年成立了国际人工智能联合会议。
第三阶段：80年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展。
日本1982年开始了”第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统KIPS”，其目的是使逻辑推理达到数值运算那么快。
虽然此计划最终失败，但它的开展形成了一股研究人工智能的热潮。
第四阶段：80年代末，神经网络飞速发展。
人工智能初步教学计划1教学指导思想：人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一。
与一般的信息处理技术相比，人工智能技术在求解策略和处理手段上具有独到之处。
“人工智能初步”模块介绍了人工智能的基本概念和人工智能领域内容易为高中学生所理解和掌握的部分内容，是选修模块。
本模块教材根据教育部普通高中技术领域课程标准（信息技术部分）编写，教材以知识引领活动、穿插工具支持、评估配合为编写思路，从解决学生日常学习生活中的实际问题入手，运用信息获取、加工、管理、表达与交流的基本方法，在主题活动、探究性学习等形式的学习过程中逐步提升学生的信息素养，从而实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面的培养目标。
2教学目标：通过本模块的学习，学生能描述人工智能的基本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点；能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。
3教材分析：本书内容体现了活动引领、任务驱动主导思想，每个单元的前几节的教学内容都不同程度在为最后一节综合性的活动作准备，前两个单元又是第3单元的铺垫；同时，评价教学效果的方式也与传统的教学评价方式不同，而是请学生们参与评价；因此，学生的积极参与是完成该门课程教学目标的关键因素。
在执行新课程计划中，开发利用校内外的一切课程资源，来丰富教学内容。
4重点难点：通过对人工智能的含义及发展历程的理解、对人工智能诸多应用领域的体验，感受人工智能的无穷魅力以及它服务于人类社会的价值。
教师应将教学重点放在引导学生如何去“体会”、“好奇”、“喜欢”这门科学，了解本学科与其他学科研究问题、解决问题的方法的新、特之处，拓展学生思维。
同时，在教学中教师应注意解决以下几个问题：1、使学生科学理解人工智能的含义。
2、通过对人工智能应用领域的了解，可以发现人工智能在人类发展中更多的应用。
《初识人工智能》教案初识人工智能人工智能是当今科技领域最具热度和前景的话题之一。
随着技术的发展和应用的深入，人工智能已经走进了我们的日常生活，并对我们的工作、生活和社会产生了重要影响。
本教案将带领学生们初步了解人工智能的概念、应用和未来发展趋势，旨在引导学生对人工智能的深入思考和积极探索。
一、人工智能的基本概念人工智能，简称AI（Artificial Intelligence），是指通过模拟人类智能的思维和行为，使机器具备智能化的能力。
人工智能的核心任务是模拟、延伸和扩展人类的智慧，让计算机能够像人一样思考、学习和做出决策。
二、人工智能的应用领域1. 智能语音助手智能语音助手如Siri、小度等，可以通过声音指令与人进行交互，提供信息查询、语音搜索、定时提醒等智能服务。
学生通过体验智能语音助手，感受人工智能在语音交互方面的应用。
2. 人脸识别技术人脸识别技术已经广泛应用于安防监控、手机解锁、人员考勤等场景。
学生可以通过讨论人脸识别技术的优缺点，思考人工智能对社会的影响和应用前景。
3. 无人驾驶技术无人驾驶技术是人工智能在汽车领域的应用，通过感知技术和决策系统实现汽车的自主导航和行驶。
探讨无人驾驶技术的创新和应用，让学生对未来交通的发展有更深入的了解。
4. 智能医疗人工智能在医疗领域的应用可以提高诊断准确度、辅助手术、智能监护等。
学生可以通过案例分析，了解人工智能在医疗领域的实际应用并思考其对医疗技术发展和人类生活的影响。
三、人工智能的发展趋势1. 深度学习深度学习是人工智能技术的核心，通过模拟人脑神经网络的结构和工作机制，实现多层次的信息处理和学习能力。
学生可以通过学习深度学习的基本原理和应用案例，了解人工智能未来的发展方向。
2. 大数据与物联网大数据和物联网技术为人工智能提供了海量的数据支持，使智能设备能够更准确地学习和分析。
学生可以通过思考大数据和物联网技术如何与人工智能结合，探讨人工智能在未来社会中的应用场景。
《高中《人工智能初步》校本课程开发研究与实践》2023-10-27•研究背景与意义•研究目的与方法•人工智能初步课程现状与问题目录•校本课程开发策略与实施方案•实践成果与展望•结论与建议01研究背景与意义03解决问题的必要性为了解决上述问题，有必要对高中《人工智能初步》校本课程开发进行深入研究与实践。
研究背景01国家教育政策近年来，国家高度重视人工智能教育，将其纳入到中小学的课程体系中。
02当前高中人工智能教育存在的问题如缺乏合适的教材、教学方法单一、师资力量不足等。
通过本研究，可以促进人工智能教育在高中阶段的普及和发展，培养更多的创新型人才。
推动人工智能教育的发展本研究可以为其他学校提供借鉴，帮助他们更好地开展人工智能教育。
为其他学校提供借鉴通过开发适合高中生的教材和教学方法，可以激发学生的学习兴趣，提高学习效果。
提高学生的学习效果本研究将为教师提供参考教材和教学方法，帮助教师更好地教授《人工智能初步》课程，提升教师的专业素养。
提升教师的专业素养研究意义02研究目的与方法1研究目的23探索人工智能教育在高中阶段的实施方法和教育价值。
开发一套适合高中生的《人工智能初步》校本课程，提升学生对人工智能的兴趣和认知。
分析该课程对学生科技素养、创新思维、解决问题的能力等方面的提升效果。
课程实施在某高中进行了为期一个学期的实验教学，并邀请了多位专业教师参与授课和评估。
研究方法文献综述系统梳理和分析了国内外相关文献，了解了人工智能教育在高中阶段的研究现状和发展趋势。
实证研究通过实际教学实验，评估了该课程对学生科技素养、创新思维、解决问题的能力等方面的提升效果，并进行了数据分析和解读。
课程设计根据高中生的认知特点和实际需求，设计了《人工智能初步》校本课程，包括课程目标、教学内容、教学方法等。
03人工智能初步课程现状与问题人工智能初步课程现状人工智能初步课程在许多高中学校受到越来越多的重视，成为许多学校信息技术类的重要课程之一。
《人工智能和机器学习》教学设计【教材分析】本课是教学科学出版社选修教材《人工智能初步》中第一章1.2.4节《机器学习》，因为该教材编写较早，中间的部分内容已经不适应时代的发展，所以同时参考了华东师范大学出版社《人工智能基础》（高中版）1.4节《初露真容：人工智能与机器学习》。
本节课是在上节课人工智能在各行各业中的应用的基础上，更深一步的学习人工智能的相关概念和机器学习的方式，为下面具体学习人工智能的实现打下基础。
【学情分析】对于高一下学期的学生而言，他们已经学习了人工智能在各行各业中的应用，感受了身边的人工智能，对人工智能怀有巨大的好奇心，他们非常希望知道人工智能是如何实现的，学习动机强烈。
部分学生可能会觉得机器学习的方法有难度，所以需要采用多种手段帮助学生理解。
【教学目的与要求】1. 知识与技能（1）了解图灵测试（2）掌握人工智能的概念（3）了解人工智能的输入及输出（4）掌握机器学习的方式（5）掌握在数据中学习和在行动中学习的过程2. 过程与方法（1）通过上网查找、阅读学案等完成简单部分的自学（2）小组合作发挥部分学优生的作用（3）通过观看视频激发学习兴趣、帮助理解（4）将难点以图表形式呈现并结合相关实例进行突破3. 情感、态度与价值观（1）进一步激发学生探究人工智能的热情和积极态度的形成（2）了解人工智能是一把双刃剑（3）培养小组合作的团队精神4. 行为与创新通过新知的探究学习，培养学生学会学习的能力，帮助学生形成拓展性思维，并激发学习的积极性和创造性。
【教学重点与难点】重点：（1）人工智能的概念（2）机器学习的方式难点：（1）在行动中学习（2）在数据中学习【教学方法与手段】本课采用教师演示法、自主探究学习法、小组讨论法、练习法，并使用多种媒体完成教学。
【课时安排】安排1课时。
【教学准备】相关软件和教学资源。
【教学过程】强化学习强化学习模型一般包含：状态、动作、决策主体和可交互的环境，回报规则完成学案6问答的填写。
第四单元人工智能初步教学设计一、单元基本信息二、单元教学规划1．主题名称了解手写数字识别——体验人工智能2．主题概述人工智能是社会热点也是学生非常感兴趣的内容，学生通过电影等媒体已经对人工智能有了一定的认识。
但这些认识大多是感性的，更多的是一种基于科幻色彩的认识，学生对生活中普通的人工智能应用往往并不了解。
因此，将生活中常见的“手写数字识别”这个看似简单的应用作为项目，有利于学生认识人工智能技术的普遍性，同时感受人工智能的巨大价值，关注人工智能对社会发展的影响，并初步形成积极、安全使用人工智能技术的观念，发展信息社会责任。
此外，通过学习手写数字识别项目，学生进一步学习人工智能的兴趣有可能被激发，有兴趣的学生后续还可以继续学习选修课内容。
3．主题学情分析本节课面对的教学对象是高中一年级的学生，对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识，已经具有一定的研究能力，探究新知的欲望也比较强烈。
在日常的学习和生活中，也或多或少的接触过人工智能技术的应用，对这项技术充满好奇。
但是，他们对人工智能的了解更多的停留在日常学习和生活中的所见所闻，对人工智能的起源、概念以及机器学习缺乏系统的理解。
所以本单元将从宏观到微观带领学生体验人工智能。
4．开放性学习环境软硬件环境：网络机房、电子教室、手写板、python、opencv 等软件。
教学素材：教学课件、教学网页、教学视频等。
5．单元学习目标通过本单元的学习，使学生：（1）了解什么是人工智能及机器学习。
（2）了解人工智能的发展。
（3）认识人工智能对社会的作用及影响。
（4）了解机器学习的一般过程。
6．单元教学内容分析本项目的教学目的是让学生通过了解手写数字识别的核心技术机器学习，感受人工智能技术。
学生通过了解人工智能和机器学习的含义、应用及作用，提升对人工智能技术作用的认识，发展信息社会责任;学生通过使用Python 及其第三方工具进行手写数字识别学习过程的体验,在完成项目的过程中了解人工智能解决问题的思想方法，促进计算思维的形成与发展。
高中信息技术选择性必修《模块4：人工智能初步》中“人工智能基础”教学建议作者：***来源：《中国信息技术教育》2022年第02期在普通高中信息技术课程中，选择性必修模块4“人工智能初步”承载了普及人工智能基础知识、激发学生学习兴趣、践行国家人工智能发展规划的重任。
本文将针对第一部分“人工智能基础”，从课标要求、教材内容安排及教学实施建议三个方面进行探讨。
● 课标要求理解1.课程结构“人工智能基础”通过对学生身边的人工智能应用的分析引出人工智能的概念及特征;按照时间线从历史发展的角度来介绍人工智能的发展历程、主要流派、观点与典型应用。
以人工智能在教育、金融等多个领域中的应用案例来让学生了解人工智能对社会与人们生活的影响。
2.内容要求与本部分教学内容相关的课程标准要求为：4.1 描述人工智能的概念与基本特征;知道人工智能的发展历程、典型应用与趋势。
4.6 辩证认识人工智能对人类社会未来发展的巨大价值和潜在的威胁，自觉维护和遵守人工智能社会化应用规范与法规。
其中，内容要求4.1完全对应“人工智能基础”部分。
内容要求4.6除与第一部分“人工智能基础”相关，还与“人工智能技术的发展与应用”有所关联。
对这项要求的落实，不同版本教材的安排有所不同，有的版本安排相对集中，有的则分散到不同章节中。
3.学业要求课程标准中对“人工智能初步”的学业要求为：能描述人工智能的基本特征，会利用开源人工智能应用框架，搭建简单智能系统（计算思维）;了解人工智能的新进展、新应用，并能适当运用在学习和生活中（数字化学习与创新）;了解人工智能的发展历程，能客观认识智能技术对社会的影响（信息意识、信息社会责任）。
其中，“描述人工智能的基本特征”正是“人工智能基础”的学习目标之一。
“了解人工智能的新进展、新应用，并能适当运用在学习和生活中”可以理解为让学生先了解当前的人工智能技术及应用，并能够利用这些技术和应用来解决学习和生活中的问题，如利用智能语音技术控制家中的电器、利用图片识别或文字识别技术来进行学习等。
