第1章人工智能概述1.3人工智能研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用 -高中教學(xué)同步《信息技術(shù)-人工智能初步》教學(xué)設(shè)計(jì)（人教-中圖版2019）

第1章人工智能概述1.3人工智能研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用-高中教學(xué)同步《信息技術(shù)-人工智能初步》(教學(xué)設(shè)計(jì)）（人教-中圖版2019）主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容教材章節(jié)：第1章人工智能概述1.3人工智能研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用

內(nèi)容：本章節(jié)介紹了人工智能的研究?jī)?nèi)容，包括感知、認(rèn)知、推理、學(xué)習(xí)、規(guī)劃、語(yǔ)言、知識(shí)表示、智能系統(tǒng)等，以及人工智能在各領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)療、交通、教育、娛樂(lè)等。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解人工智能的基本概念、研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本章節(jié)旨在培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能的研究?jī)?nèi)容與應(yīng)用，將提升對(duì)信息技術(shù)的敏感度和理解力，培養(yǎng)邏輯推理和問(wèn)題解決能力，以及運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，通過(guò)了解人工智能的廣泛應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生對(duì)科技的興趣和探索精神，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.人工智能基本概念的理解：學(xué)生需要準(zhǔn)確把握人工智能的定義、研究?jī)?nèi)容和核心領(lǐng)域。

2.人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)：學(xué)生要能夠識(shí)別并理解人工智能在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例。

難點(diǎn)：

1.計(jì)算思維的應(yīng)用：學(xué)生可能難以將人工智能的概念與實(shí)際生活中的計(jì)算思維應(yīng)用相結(jié)合。

2.復(fù)雜應(yīng)用實(shí)例的分析：學(xué)生可能對(duì)某些復(fù)雜的人工智能應(yīng)用案例感到難以理解。

解決辦法：

1.通過(guò)案例教學(xué)，結(jié)合實(shí)際生活中的例子，幫助學(xué)生理解人工智能的概念和應(yīng)用。

2.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)他們嘗試從不同的角度分析人工智能應(yīng)用案例，培養(yǎng)計(jì)算思維。

3.對(duì)于復(fù)雜的應(yīng)用實(shí)例，提供逐步解析的方法，引導(dǎo)學(xué)生逐步理解，并通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)加深理解。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，具備互聯(lián)網(wǎng)接入功能的電腦，人工智能基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)的教學(xué)軟件。

-課程平臺(tái)：學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)，用于發(fā)布課程資料和學(xué)生互動(dòng)。

-信息化資源：人工智能基礎(chǔ)知識(shí)相關(guān)的電子書(shū)籍、在線(xiàn)課程視頻、學(xué)術(shù)論文數(shù)據(jù)庫(kù)。

-教學(xué)手段：PPT演示文稿，多媒體教學(xué)課件，實(shí)物教具（如智能機(jī)器人模型），在線(xiàn)問(wèn)卷調(diào)查工具。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線(xiàn)平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。例如，要求學(xué)生預(yù)習(xí)人工智能的基本概念和主要研究領(lǐng)域。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞人工智能概述，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，如“人工智能與人類(lèi)智能有何區(qū)別？”、“人工智能在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用有哪些？”等，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。例如，通過(guò)學(xué)生提交的預(yù)習(xí)筆記或思維導(dǎo)圖來(lái)評(píng)估預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解人工智能的基本概念和主要研究領(lǐng)域。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線(xiàn)平臺(tái)、微信群等，實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解人工智能概述，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)展示人工智能在電影、游戲中的應(yīng)用視頻，引出人工智能概述課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解人工智能的基本概念、研究領(lǐng)域和應(yīng)用實(shí)例，如機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生分組討論人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)療、交通等。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，分享自己對(duì)人工智能應(yīng)用的看法。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解人工智能的基本概念和研究領(lǐng)域。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過(guò)小組討論等活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握人工智能應(yīng)用的知識(shí)。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解人工智能的基本概念和研究領(lǐng)域，掌握人工智能應(yīng)用的知識(shí)。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)人工智能概述，布置適量的課后作業(yè)，如撰寫(xiě)一篇關(guān)于人工智能在某個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用的文章。

提供拓展資源：提供與人工智能相關(guān)的拓展資源，如在線(xiàn)課程、學(xué)術(shù)論文等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的知識(shí)點(diǎn)和技能。

通過(guò)反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。知識(shí)點(diǎn)梳理1.人工智能概述

-人工智能的定義：模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用。

-人工智能的發(fā)展歷程：從早期的專(zhuān)家系統(tǒng)到現(xiàn)代的深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等。

-人工智能的研究?jī)?nèi)容：感知、認(rèn)知、推理、學(xué)習(xí)、規(guī)劃、語(yǔ)言、知識(shí)表示、智能系統(tǒng)等。

2.人工智能的基本概念

-智能體：具有感知、推理、學(xué)習(xí)、決策等能力的實(shí)體。

-機(jī)器學(xué)習(xí)：使計(jì)算機(jī)能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并做出決策或預(yù)測(cè)的方法。

-深度學(xué)習(xí)：一種特殊的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，通過(guò)多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人腦處理信息的過(guò)程。

-自然語(yǔ)言處理：使計(jì)算機(jī)能夠理解和生成人類(lèi)語(yǔ)言的技術(shù)。

3.人工智能的研究領(lǐng)域

-感知：通過(guò)傳感器獲取外部信息，如計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別等。

-認(rèn)知：模擬人類(lèi)思維過(guò)程，如知識(shí)表示、推理、規(guī)劃等。

-推理：從已知信息中得出結(jié)論，如演繹推理、歸納推理等。

-學(xué)習(xí)：使計(jì)算機(jī)能夠從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)并改進(jìn)性能，如監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)等。

-規(guī)劃：為達(dá)到目標(biāo)制定行動(dòng)方案，如路徑規(guī)劃、任務(wù)規(guī)劃等。

-語(yǔ)言：使計(jì)算機(jī)能夠理解和生成人類(lèi)語(yǔ)言，如機(jī)器翻譯、語(yǔ)音合成等。

-知識(shí)表示：將知識(shí)以計(jì)算機(jī)可處理的形式表示出來(lái)，如邏輯表示、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等。

-智能系統(tǒng)：將人工智能技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的系統(tǒng)，如專(zhuān)家系統(tǒng)、智能機(jī)器人等。

4.人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域

-醫(yī)療：輔助診斷、疾病預(yù)測(cè)、藥物研發(fā)等。

-交通：自動(dòng)駕駛、智能交通系統(tǒng)、交通流量預(yù)測(cè)等。

-教育：個(gè)性化學(xué)習(xí)、智能輔導(dǎo)、在線(xiàn)教育平臺(tái)等。

-金融：風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、欺詐檢測(cè)、智能投顧等。

-娛樂(lè)：虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲推薦、智能客服等。

-通信：智能語(yǔ)音助手、自然語(yǔ)言處理、信息檢索等。

5.人工智能的發(fā)展趨勢(shì)

-跨學(xué)科融合：人工智能與其他學(xué)科的交叉融合，如生物學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)等。

-倫理與法律：人工智能的倫理問(wèn)題、法律法規(guī)以及社會(huì)影響。

-人工智能與人類(lèi)：人工智能與人類(lèi)的關(guān)系、人機(jī)協(xié)作等。

-人工智能與未來(lái)：人工智能對(duì)未來(lái)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化等方面的影響。

6.人工智能的挑戰(zhàn)與機(jī)遇

-挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)、算法偏見(jiàn)、技術(shù)失業(yè)等。

-機(jī)遇：推動(dòng)科技進(jìn)步、提高生產(chǎn)效率、改善生活質(zhì)量等。

7.人工智能的未來(lái)發(fā)展

-人工智能將更加智能化、自主化、個(gè)性化。

-人工智能將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如醫(yī)療、教育、交通、金融等。

-人工智能將與人類(lèi)更加緊密地協(xié)作，共同創(chuàng)造更美好的未來(lái)。內(nèi)容邏輯關(guān)系①人工智能概述與基本概念的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能概述

-關(guān)鍵詞：模擬、延伸、擴(kuò)展、智能、理論、方法、技術(shù)、應(yīng)用

-關(guān)鍵句：人工智能是對(duì)人類(lèi)智能的模擬、延伸和擴(kuò)展，它涉及理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用。

②人工智能研究領(lǐng)域與具體應(yīng)用的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能研究領(lǐng)域

-關(guān)鍵詞：感知、認(rèn)知、推理、學(xué)習(xí)、規(guī)劃、語(yǔ)言、知識(shí)表示、智能系統(tǒng)

-關(guān)鍵句：人工智能的研究領(lǐng)域包括感知、認(rèn)知、推理、學(xué)習(xí)等，這些領(lǐng)域的研究成果被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。

③人工智能發(fā)展歷程與未來(lái)趨勢(shì)的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能發(fā)展歷程

-關(guān)鍵詞：發(fā)展歷程、專(zhuān)家系統(tǒng)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理

-關(guān)鍵句：人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了從專(zhuān)家系統(tǒng)到深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理的過(guò)程，預(yù)示著未來(lái)趨勢(shì)的智能化、自主化。

④人工智能應(yīng)用領(lǐng)域與實(shí)際案例的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能應(yīng)用領(lǐng)域

-關(guān)鍵詞：醫(yī)療、交通、教育、金融、娛樂(lè)、通信

-關(guān)鍵句：人工智能在醫(yī)療、交通、教育等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，如輔助診斷、自動(dòng)駕駛、個(gè)性化學(xué)習(xí)等。

⑤人工智能倫理與法律與社會(huì)影響的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能倫理與法律

-關(guān)鍵詞：倫理、法律、社會(huì)影響、數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)、算法偏見(jiàn)

-關(guān)鍵句：人工智能的倫理和法律問(wèn)題涉及數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)、算法偏見(jiàn)等方面，對(duì)社會(huì)有深遠(yuǎn)影響。

⑥人工智能挑戰(zhàn)與機(jī)遇的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能挑戰(zhàn)與機(jī)遇

-關(guān)鍵詞：挑戰(zhàn)、機(jī)遇、科技進(jìn)步、生產(chǎn)效率、生活質(zhì)量

-關(guān)鍵句：人工智能面臨挑戰(zhàn)如數(shù)據(jù)安全、技術(shù)失業(yè)，但也帶來(lái)機(jī)遇，如推動(dòng)科技進(jìn)步、提高生產(chǎn)效率。

⑦人工智能未來(lái)發(fā)展的關(guān)系

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：人工智能未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

-關(guān)鍵詞：智能化、自主化、個(gè)性化、廣泛應(yīng)用、人機(jī)協(xié)作

-關(guān)鍵句：人工智能將向智能化、自主化、個(gè)性化方向發(fā)展，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并與人類(lèi)更加緊密地協(xié)作。重點(diǎn)題型整理1.**案例分析題**

-題型描述：給出一個(gè)具體的人工智能應(yīng)用案例，要求學(xué)生分析案例中的人工智能技術(shù)，并討論其應(yīng)用效果和潛在問(wèn)題。

-舉例：分析“智能語(yǔ)音助手”在客服領(lǐng)域的應(yīng)用，討論其如何提高服務(wù)效率和客戶(hù)滿(mǎn)意度，以及可能存在的隱私和安全問(wèn)題。

2.**設(shè)計(jì)題**

-題型描述：根據(jù)特定場(chǎng)景，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的人工智能系統(tǒng)，并說(shuō)明其功能和預(yù)期效果。

-舉例：設(shè)計(jì)一個(gè)基于圖像識(shí)別的植物病害診斷系統(tǒng)，描述系統(tǒng)如何通過(guò)圖像輸入識(shí)別植物病害，并提出防治建議。

3.**比較題**

-題型描述：比較兩種或多種人工智能技術(shù)，分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景。

-舉例：比較深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)的異同，討論在特定任務(wù)中哪種方法更為合適。

4.**應(yīng)用題**

-題型描述：針對(duì)一個(gè)具體問(wèn)題，應(yīng)用所學(xué)的人工智能知識(shí)提出解決方案。

-舉例：面對(duì)交通擁堵問(wèn)題，設(shè)計(jì)一個(gè)基于人工智能的交通流量預(yù)測(cè)和優(yōu)化系統(tǒng)。

5.**討論題**

-題型描述：圍繞人工智能的某個(gè)主題進(jìn)行討論，要求學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)并支持論點(diǎn)。

-舉例：討論人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景，分析其對(duì)醫(yī)療行業(yè)的影響和潛在風(fēng)險(xiǎn)。

詳細(xì)補(bǔ)充和說(shuō)明：

1.**案例分析題**

-答案示例：智能語(yǔ)音助手通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)理解客戶(hù)的指令，提供個(gè)性化的服務(wù)，提高了服務(wù)效率。然而，它也可能收集用戶(hù)隱私信息，引發(fā)數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的問(wèn)題。

2.**設(shè)計(jì)題**

-答案示例：設(shè)計(jì)的植物病害診斷系統(tǒng)包括圖像采集、病害識(shí)別和防治建議模塊。系統(tǒng)通過(guò)分析葉片圖像，識(shí)別出常見(jiàn)的病害，并提供相應(yīng)的防治措施。

3.**比較題**

-答案示