第一單元 人工智能基礎(chǔ) 第8課 生成式人工智能　說(shuō)課稿　2023-2024學(xué)年青島版（2024）初中信息技術(shù)第六冊(cè)

第一單元人工智能基礎(chǔ)第8課生成式人工智能說(shuō)課稿2023——2024學(xué)年青島版（2024）初中信息技術(shù)第六冊(cè)一、設(shè)計(jì)意圖

本節(jié)課的設(shè)計(jì)意圖旨在通過(guò)講解與實(shí)操相結(jié)合的方式，讓學(xué)生初步了解生成式人工智能的基本概念、原理及其應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生探索人工智能的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。結(jié)合青島版初中信息技術(shù)第六冊(cè)教材內(nèi)容，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生掌握生成式人工智能的基本操作，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，使其能夠理解生成式人工智能的基本原理，提升信息處理能力；發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維，通過(guò)實(shí)踐操作，培養(yǎng)問(wèn)題解決和創(chuàng)新能力；強(qiáng)化學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任感，引導(dǎo)其正確使用人工智能技術(shù)，形成安全、合規(guī)的信息行為習(xí)慣。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法

重點(diǎn)：生成式人工智能的基本概念、工作原理和應(yīng)用實(shí)例。

難點(diǎn)：生成式人工智能算法的理解和實(shí)際操作。

解決辦法：

1.采用案例引入法，通過(guò)展示生成式人工智能的實(shí)際應(yīng)用案例，幫助學(xué)生直觀理解其概念。

2.使用圖示和流程圖，講解生成式人工智能的工作原理，降低理論理解的難度。

3.設(shè)計(jì)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手操作生成式人工智能工具，通過(guò)實(shí)踐加深理解。

4.分步驟教學(xué)，先從簡(jiǎn)單的實(shí)例入手，逐步引導(dǎo)學(xué)生掌握復(fù)雜的算法操作。

5.鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)和討論，及時(shí)解答疑惑，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)過(guò)程中的具體問(wèn)題。四、教學(xué)資源

1.軟硬件資源：計(jì)算機(jī)教室、投影儀、白板、學(xué)生用計(jì)算機(jī)

2.課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)管理系統(tǒng)

3.信息化資源：生成式人工智能軟件、教學(xué)PPT、案例素材

4.教學(xué)手段：在線互動(dòng)教學(xué)、小組討論、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

【總用時(shí)：45分鐘】

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

-創(chuàng)設(shè)情境：展示一系列生成式人工智能的應(yīng)用案例，如AI繪畫、音樂(lè)創(chuàng)作等，讓學(xué)生感受生成式人工智能的魅力。

-用時(shí)：2分鐘

-提出問(wèn)題：詢問(wèn)學(xué)生是否了解生成式人工智能，它在哪些方面有應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。

-用時(shí)：3分鐘

2.講授新課（15分鐘）

-介紹生成式人工智能的概念：通過(guò)PPT展示生成式人工智能的定義、特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。

-用時(shí)：5分鐘

-講解工作原理：使用圖示和流程圖，詳細(xì)解釋生成式人工智能的工作原理，如生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）的基本概念。

-用時(shí)：5分鐘

-展示應(yīng)用實(shí)例：通過(guò)案例演示，讓學(xué)生了解生成式人工智能在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如AI寫作、圖像生成等。

-用時(shí)：5分鐘

3.課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

-分組討論：將學(xué)生分成小組，討論生成式人工智能的潛在應(yīng)用場(chǎng)景，以及可能帶來(lái)的社會(huì)影響。

-用時(shí)：5分鐘

-小組分享：每組選代表分享討論成果，其他小組進(jìn)行補(bǔ)充和評(píng)價(jià)。

-用時(shí)：5分鐘

4.鞏固練習(xí)（10分鐘）

-實(shí)操練習(xí)：學(xué)生在計(jì)算機(jī)上使用生成式人工智能軟件進(jìn)行實(shí)際操作，如使用AI繪畫工具創(chuàng)作作品。

-用時(shí)：5分鐘

-練習(xí)反饋：教師巡回指導(dǎo)，針對(duì)學(xué)生的操作進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

-用時(shí)：5分鐘

5.課堂提問(wèn)與總結(jié)（5分鐘）

-提問(wèn)環(huán)節(jié)：教師提出與生成式人工智能相關(guān)的問(wèn)題，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況。

-用時(shí)：2分鐘

-總結(jié)反饋：教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)生成式人工智能的應(yīng)用價(jià)值，并布置課后作業(yè)。

-用時(shí)：3分鐘

在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)注重與學(xué)生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)和分享，通過(guò)實(shí)例和操作讓學(xué)生深入理解生成式人工智能的概念和應(yīng)用。同時(shí)，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際掌握情況，適時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和難度，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。六、知識(shí)點(diǎn)梳理

1.生成式人工智能的基本概念

-定義：生成式人工智能是指能夠根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成新的數(shù)據(jù)或內(nèi)容的人工智能系統(tǒng)。

-特點(diǎn)：自主生成、多樣性輸出、自我學(xué)習(xí)和優(yōu)化。

2.生成式人工智能的工作原理

-生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）：由生成器和判別器組成，生成器生成數(shù)據(jù)，判別器判斷數(shù)據(jù)真?zhèn)?，兩者相互?jìng)爭(zhēng)，最終生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

-變分自編碼器（VAE）：將輸入數(shù)據(jù)編碼成分布，再根據(jù)分布生成新的數(shù)據(jù)。

3.生成式人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域

-圖像生成：如藝術(shù)作品、人臉合成等。

-音樂(lè)創(chuàng)作：生成新的音樂(lè)作品。

-文本生成：如新聞?wù)?、故事?chuàng)作等。

-語(yǔ)音合成：生成自然流暢的語(yǔ)音。

4.生成式人工智能的關(guān)鍵技術(shù)

-深度學(xué)習(xí)：利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特征學(xué)習(xí)和模式識(shí)別。

-優(yōu)化算法：如梯度下降、遺傳算法等，用于優(yōu)化模型參數(shù)。

-數(shù)據(jù)處理：對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、預(yù)處理和特征提取。

5.生成式人工智能的挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展

-挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)質(zhì)量、計(jì)算資源、算法穩(wěn)定性等。

-未來(lái)發(fā)展：提升生成質(zhì)量、擴(kuò)大應(yīng)用范圍、倫理和法律問(wèn)題。

6.生成式人工智能的實(shí)踐操作

-軟件工具：介紹常用的生成式人工智能軟件，如TensorFlow、PyTorch等。

-操作步驟：從數(shù)據(jù)準(zhǔn)備到模型訓(xùn)練，再到結(jié)果生成的詳細(xì)步驟。

-實(shí)踐案例：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐生成式人工智能的應(yīng)用。

7.生成式人工智能的安全與倫理

-安全問(wèn)題：數(shù)據(jù)泄露、隱私侵犯等。

-倫理問(wèn)題：創(chuàng)作歸屬、道德責(zé)任等。

-法律法規(guī)：遵循相關(guān)法律法規(guī)，確保合法合規(guī)使用人工智能技術(shù)。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①生成式人工智能的基本概念

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：生成式人工智能的定義、特點(diǎn)

-重點(diǎn)詞：自主生成、多樣性輸出、自我學(xué)習(xí)

-重點(diǎn)句：生成式人工智能能夠根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自主生成新的內(nèi)容。

②生成式人工智能的工作原理

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）、變分自編碼器（VAE）

-重點(diǎn)詞：生成器、判別器、編碼器、解碼器

-重點(diǎn)句：生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)通過(guò)生成器和判別器的競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)，生成高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

③生成式人工智能的應(yīng)用與實(shí)踐

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：圖像生成、音樂(lè)創(chuàng)作、文本生成、語(yǔ)音合成、實(shí)踐操作步驟

-重點(diǎn)詞：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)化算法、數(shù)據(jù)處理、軟件工具

-重點(diǎn)句：通過(guò)實(shí)踐操作，學(xué)生能夠掌握生成式人工智能的基本應(yīng)用和操作流程。八、教學(xué)反思

這節(jié)課結(jié)束后，我感到非常欣慰，但也意識(shí)到了一些可以改進(jìn)的地方。以下是我對(duì)這次教學(xué)的一些反思：

課堂上學(xué)生的參與度非常高，他們?cè)趯?dǎo)入環(huán)節(jié)就表現(xiàn)出了濃厚的興趣。當(dāng)我展示生成式人工智能的應(yīng)用案例時(shí)，學(xué)生們的好奇心被充分激發(fā)，這讓我意識(shí)到情境創(chuàng)設(shè)的重要性。在今后的教學(xué)中，我還會(huì)繼續(xù)采用這種方式，讓學(xué)生在真實(shí)的情境中感受人工智能的魅力。

在講授新課的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)有些概念對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)較為抽象，盡管我使用了圖示和流程圖來(lái)輔助講解，但仍有部分學(xué)生感到難以理解。這讓我思考，是否可以引入更多直觀的例子，或者采用互動(dòng)式教學(xué)，讓學(xué)生在操作中學(xué)習(xí)，從而更好地理解生成式人工智能的工作原理。

關(guān)于課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，分組討論的效果很好，學(xué)生們能夠積極思考并提出自己的想法。但是，我也注意到一些學(xué)生在討論中較為被動(dòng)，沒(méi)有積極參與。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)新知識(shí)點(diǎn)的理解不夠深入，或者是對(duì)討論主題不夠感興趣。未來(lái)，我打算在分組討論前，先進(jìn)行一些基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí)，確保每個(gè)學(xué)生都能夠跟上討論的節(jié)奏。

在鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生們?cè)谟?jì)算機(jī)上操作生成式人工智能軟件時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生遇到了操作上的困難。這讓我意識(shí)到，對(duì)于一些操作性較強(qiáng)的內(nèi)容，需要更多地關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，給予他們更多的指導(dǎo)和幫助。我計(jì)劃在下次課前，提供一些操作指南，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，以便在課堂上更好地進(jìn)行實(shí)踐操作。

在課堂提問(wèn)環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于生成式人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景較為熟悉，