3《我的家庭貢獻與責(zé)任》公開課一等獎創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計（跨學(xué)科）

3《我的家庭貢獻與責(zé)任》公開課一等獎創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計（跨學(xué)科）跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計方案

課程名稱：我的智能房間——人工智能技術(shù)改善家庭生活

主體學(xué)科：人工智能教師：年級：五年級

相關(guān)涉及學(xué)科：道德與法治

項目簡述：本項目整合了廣州市《人工智能》課程《我的智能房間》和《道德與法治》課程中的《我的家庭貢獻與責(zé)任》，學(xué)生既可以通過體驗智能家居的便利性，了解人工智能技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用，又能夠加強家庭意識和責(zé)任感的培養(yǎng)。這種結(jié)合讓學(xué)生在科技與道德兩個方面獲得雙重教育，以促進他們?nèi)姘l(fā)展和成長。

涉及教材和相關(guān)資料內(nèi)容：《人工智能》五年級下冊第五課《我的智能房間》選自廣州市地方教材。這節(jié)課主要著重讓學(xué)生理解智能家電的工作原理，并通過體驗智能模式下房間燈的開關(guān)與窗外自然亮度的關(guān)系，幫助他們感受智能家居給生活帶來的便利和舒適。通過選擇語句控制編程實現(xiàn)智能家居的自動化，學(xué)生可以體會到人工智能在解決生活實際問題方面的優(yōu)勢?！兜赖屡c法治》四年級上冊第二單元“為父母分擔(dān)"的第3課《我的家庭貢獻與責(zé)任》是部編版教材中的內(nèi)容。本課程的目標(biāo)是提升學(xué)生的家庭意識，引導(dǎo)他們思考和行動，為家庭作出貢獻并承擔(dān)責(zé)任。通過兩個活動主題“我的家庭貢獻”和“我也有責(zé)任”，這節(jié)課鼓勵學(xué)生關(guān)心父母長輩、關(guān)心家庭生活，并培養(yǎng)他們具備一定的家庭責(zé)任感。

涉及的技術(shù)或者工具：圖形化編程、騰訊扣叮創(chuàng)意實驗室平臺、希沃白板、知新智慧課堂系統(tǒng)

1.信息技術(shù)學(xué)科目標(biāo)

核心（1）信息素養(yǎng)：體驗生活場景與人工智能融合的環(huán)境，認識到互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)

知識網(wǎng)和人工智能對生活的影響，感受智能家居給生活帶來的便利和舒適，具有

與素用人工智能解決生活實際問題的意識。

養(yǎng)（2）計算思維：通過體驗虛擬智能家居系統(tǒng)，了解智能家電的工作原理，會

用自然語言、流程圖等方式描述,能根據(jù)需求使用編程軟件編寫簡單的虛擬智

能家居系統(tǒng)。

（3）數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：運用編程平臺搭建簡單的智能家居系統(tǒng)，在反思與

交流中，對作品進行完善和優(yōu)化。能根據(jù)生活情境需求，設(shè)計用人工智能技

術(shù)解決問題的方案，將創(chuàng)新理念融入到學(xué)習(xí)和生活中。

（4）信息社會責(zé)任：正確認識人工智能對生活帶來的便利與影響，在物聯(lián)網(wǎng)

應(yīng)用中要尊重和保護個人隱私，合理使用人工智能。

2.道德與法治學(xué)科目標(biāo)

（1）道德修養(yǎng)：懂得子女作為家庭成員要為家庭的幸福美滿貢獻一份力，做

家庭的好成員。

（2）健全人格：能夠換位思考，能夠以自己的方式表達對父母、長輩的愛，

樂意為父母長輩做自己力所能及的事情，學(xué)會處理與家庭、他人、集體和社

會的關(guān)系。

（3）責(zé)任意識：幫助學(xué)生增強責(zé)任意識，提升對自己、家庭的責(zé)任感、擔(dān)當(dāng)

精神和參與能力。

3.總結(jié)不同學(xué)科內(nèi)容之間的聯(lián)系與遷移路徑（跨學(xué)科）

（1）綜合素養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，使其認識到信息技術(shù)對生活的影響并

具備使用人工智能解決實際問題的意識。同時，提升學(xué)生的道德修養(yǎng)，使其以積極向上的態(tài)度參與家庭和社會事務(wù)。創(chuàng)新思維：發(fā)展學(xué)生的計算思維，培養(yǎng)他們運用編程軟件和平臺設(shè)計和優(yōu)化智能系統(tǒng)的能力。同時，培養(yǎng)學(xué)生換位思考、關(guān)心他人，并在處理家庭、他人、集體和社會關(guān)系時展現(xiàn)出責(zé)任意識和擔(dān)當(dāng)精神。社會責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生正確認識人工智能的利弊，教育他們遵守法律法規(guī)，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中尊重個人隱私，保護他人權(quán)益，以負責(zé)任的態(tài)度合理使用信息技術(shù)，為家庭、社會的幸福與和諧做出貢獻。

驅(qū)動性問題與支架驅(qū)動性問題家庭的幸福需要每個人做出貢獻，那我們又可以為家庭做些什么呢？請大家看看這個家庭：小明的爺爺生病了，爸爸媽媽都要上班。沒有人照顧爺爺，該怎么辦呢？人工智能技術(shù)是否可以幫助我們照顧爺爺，如果你是設(shè)計師，你會怎么設(shè)計你家的智能房間呢？學(xué)習(xí)支架（建構(gòu)主義支架，元認知支架等）學(xué)習(xí)支架：學(xué)習(xí)任務(wù)單（附件一）編程環(huán)境：騰訊扣叮創(chuàng)意實驗室平臺

關(guān)鍵技術(shù)與教學(xué)融關(guān)鍵技術(shù)圖形化編程、語音識別技術(shù)2.融合教學(xué)的環(huán)節(jié)與具體方式本節(jié)課基于“一主三環(huán)”的教學(xué)范式，采用情景創(chuàng)設(shè)法、任務(wù)驅(qū)動法等

合教學(xué)方法，通過注重學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)和問題解決能力的培養(yǎng)，教學(xué)中引入“設(shè)計師"身份作為本節(jié)課任務(wù)情境。通過自主學(xué)習(xí)、小組合作的方式思考如何用人工智能技術(shù)解決家庭遇到的問題，讓學(xué)生認識到人工智能是實現(xiàn)美好生活的有利工具，培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新意識。

成果與評價個人成果：虛擬智能房間系統(tǒng)評價針對的內(nèi)容和評價方式：作品評價，個人自評

團隊成果：獨居老人智能房間設(shè)置評價針對的內(nèi)容和評價方式：小組評價、教師評價

公開方式：網(wǎng)絡(luò)發(fā)布（）成果展（√）張貼（）…通過多種方式點評，將作品成績點評呈現(xiàn)在廣州市中小學(xué)人工智能教學(xué)平臺中，并給予修改意見和分數(shù)等級（如圖1所示）。圖1.作品評分圖自評形式在課堂以算分的形式自我評定屬于哪個等級的設(shè)計師。小組評和教師評分數(shù)通過知新智慧課堂系統(tǒng)進行加分，教師對學(xué)生跨學(xué)科的創(chuàng)新能力進行評價。（具體評價指標(biāo)可參考附件二）

實踐與項目流程涉及的學(xué)習(xí)實踐：探究性實踐（√）社會性實踐（√）調(diào)控性實踐（）審美性實踐（）技術(shù)性實踐（√）創(chuàng)造性實踐（√）可以自行補充說明實踐：通過人工智能平臺編程設(shè)計虛擬智能房間的功能，將日常生活中的遇到的問題情境用人工智能技術(shù)進行解決，實現(xiàn)探索性研究和技術(shù)性實踐。通過小組合作方式針對老齡化社會問題進行探索，分析獨居老人遇到的生活困難，運用人工智能技術(shù)設(shè)計智能家居功能解決問題。

教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

情境導(dǎo)入【3分鐘】創(chuàng)設(shè)情境：家庭的幸福需要每個人做出貢獻，那我們又可以為家庭做些什么呢？請大家看看這個家庭：小明的爺爺生病了，爸爸媽媽都要上班。沒有人照顧爺爺，該怎么辦呢？生自由回答。

思考問題。聆聽，回答。創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。賦予學(xué)生設(shè)計師身份，讓其在學(xué)習(xí)中更有沉浸感。

3.給予學(xué)生設(shè)計師身份，展示本課標(biāo)題“我家的智能房間”，介紹本節(jié)課內(nèi)容。

1.體驗虛擬智

增強對智能家居的工作原理理解，培養(yǎng)學(xué)生信息意識和發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力。通過組內(nèi)互助、自主探究和教師指導(dǎo)的方式，來突破本課教學(xué)重點，培養(yǎng)計算思維。

能家居系統(tǒng)，

1.請學(xué)生體驗虛擬智能家居

思考子任務(wù)一

系統(tǒng)，并思考子任務(wù)1的問

問題。

題。

2.通過組內(nèi)互

助、自主探究、

原理剖析【10分鐘】2.讓學(xué)生通過組內(nèi)互助、自主探究、教師指導(dǎo)的方式完教師指導(dǎo)的方

式完成子任務(wù)

成子任務(wù)二“流程填寫"。

二“流程填

寫”。

3.展示學(xué)生流程圖，教師總

3.反思并完成

結(jié)。

評價任務(wù)完成

情況。

程序編寫【12分鐘】分析如何從流程圖理解程序代碼。思考如何用流程圖來理解代碼。完成“居家模式"的開發(fā)，從具象思維到抽象思維過度，幫助學(xué)生理解程序，培養(yǎng)學(xué)生計算思維。借助任務(wù)單和編程提示作為腳手架，輔助學(xué)生任

完成子任務(wù)三“程序?qū)崿F(xiàn)”。展示學(xué)生作品，邀請學(xué)生進行作品分析。師點評：作為家庭的一員，盡管我們的能力有限，但是也可以用我們的創(chuàng)意和勞動為家庭做貢獻?？偨Y(jié)編程的易錯點，講解程序中體現(xiàn)人工智能技術(shù)的重要模塊——語音識別。讓學(xué)生修改和完善程序。完成較快的同學(xué)可以增加“學(xué)習(xí)模式"。展示、分析作品。反思，明白編程中人工智能技術(shù)的體現(xiàn)。修改完善程序。務(wù)，突破本課難點。通過分層教學(xué)，滿足不同編程能力學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，在提升任務(wù)中培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移能力。

拓展延伸【10分鐘】新時代新征程，隨著社會的發(fā)展，人們期盼著有更舒適的居住條件、更優(yōu)美的環(huán)境。人民對美好生活的向往，就是我們的奮斗目標(biāo)。通過情境中爺爺?shù)膯栴}過渡介紹中國人口老齡化問題，介紹獨居老人遇到的困境，引出思考。提出獨居老人的問題情境，引導(dǎo)各小組根據(jù)任務(wù)單的指引討論分析任務(wù)三的問題小組展示。教師評價、總結(jié)。通過情境中爺爺遇到的問題過渡了解我國人口老齡化問題，思考如何用智能家居幫助獨居老人。明確分工，小組合作分析討論，思考任務(wù)三問題。3.小組展示。4.通過反饋，進一步改進方案。

讓學(xué)生從真實問題出發(fā)，關(guān)注獨居老人，培養(yǎng)其社會責(zé)任感。思考人工智能對生活的作用，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力、小組合作能力和創(chuàng)新精神。

總結(jié)評價

【5分鐘】

教師總結(jié)提升。

請學(xué)生根據(jù)自身表現(xiàn)，在任務(wù)單中進行自我評價和小組評價。

回顧本課學(xué)習(xí)內(nèi)容，進一步思考人工智能的對生活的作用。

自我評價和小組評價。

正確認識人工智能對生活帶來的便利與影響，培養(yǎng)學(xué)生信息社會責(zé)任。

進行多元評價，通過自評、他評、作業(yè)評價等方式，多維度考察學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

關(guān)鍵1.關(guān)鍵技術(shù)（核心或者主體技術(shù)）技術(shù)圖形化編程

與教2.融合教學(xué)的環(huán)節(jié)與具體方式

學(xué)融具體環(huán)節(jié)合教學(xué)目標(biāo)

制定

融合的內(nèi)容

信息技術(shù)學(xué)科的目標(biāo)主要包括培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和計算思維能力，使他們能夠認識人工智能對生活的影響，并具備使用人工智能解決實際問題的意識。同時，還要促進學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的發(fā)展，讓他們能夠運用編程平臺搭建智能系統(tǒng)并進行反思和優(yōu)化。此外，

實施的方式

這兩個學(xué)科之間存在一定的聯(lián)系和遷移路徑。例如，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)可以從信息技術(shù)學(xué)科中的信息素養(yǎng)和道德與法治學(xué)科中的道德修養(yǎng)入手，使他們既能認識到信息技術(shù)對生活的影響，又能以積極向上的態(tài)度參與家庭和社會事務(wù)。此外，創(chuàng)新思維也是一個重要的跨學(xué)科能力，可以從信息技術(shù)學(xué)科的計算思維中培養(yǎng)，并結(jié)合道德與

信息社會責(zé)任也是重要的目標(biāo)，要引導(dǎo)學(xué)生正確認識人工智能的利弊，尊重個人隱私，合理使用信息技術(shù)。道德與法治學(xué)科的目標(biāo)包括培養(yǎng)學(xué)生的道德修養(yǎng)和健全人格，使他們能成為良好的家庭成員，換位思考并關(guān)心他人，處理好與家庭、他人、集體和社會的關(guān)系。同時，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識，提升他們的責(zé)任感、擔(dān)當(dāng)精神和參與能力。法治學(xué)科中的換位思考和責(zé)任意識，使學(xué)生在設(shè)計和優(yōu)化智能系統(tǒng)的同時展現(xiàn)出關(guān)心他人和擔(dān)當(dāng)精神。最后，社會責(zé)任也貫穿于兩個學(xué)科之中，要引導(dǎo)學(xué)生正確認識人工智能的利弊，并在使用信息技術(shù)時尊重個人隱私、保護他人權(quán)益，為家庭和社會的幸福與和諧做出貢獻

教學(xué)內(nèi)容開發(fā)《我的智能房間》和《我的家庭貢獻與責(zé)任》兩節(jié)課可以通過融合智能科技和家庭價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。在《我的智能房間》中，學(xué)生通過理解智能家電的工作原學(xué)生可以將所學(xué)的智能家居知識應(yīng)用于實際生活中，例如使用智能控制系統(tǒng)管理家庭用電，持續(xù)減少浪費，并積極參與家務(wù)勞動，關(guān)心家人的需要，從而增強家庭意識和責(zé)任感。通過這樣的融合，學(xué)生既能夠享受智

理和體驗智能模式下房間燈的開關(guān)與窗外亮度的關(guān)系，感受到智能家居給生活帶來的便利和舒適，同時也培養(yǎng)了節(jié)約能源的意識。這為《我的家庭貢獻與責(zé)任》提供了一個自然的過渡，讓學(xué)生思考如何運用智能科技來為家庭作出貢獻并承擔(dān)責(zé)任。能科技帶來的便利，又能夠?qū)⑵渑c家庭價值相結(jié)合，提升整體素養(yǎng)和家庭情感的發(fā)展。

學(xué)習(xí)資源建設(shè)教師準(zhǔn)備課件、教材、學(xué)生任務(wù)單、情境引入視頻、編程指引等。借助任務(wù)單和編程提示作為腳手架，輔助學(xué)生任務(wù)，突破本課難點。通過分層教學(xué)，滿足不同編程能力學(xué)生的學(xué)習(xí)需求

教學(xué)活動設(shè)計本節(jié)課一共設(shè)計三個任務(wù)。任務(wù)一：探索智能家居之密。通過智能家居的真實情境出發(fā)，引發(fā)學(xué)生思考智能家居的工作原理。任務(wù)二：開發(fā)智能家居之道。此任務(wù)為實現(xiàn)簡易虛擬智能家居系統(tǒng)開發(fā)，突破教學(xué)重難點，分解成三個子任務(wù)。任務(wù)三：構(gòu)建智能生活之善。通過小組合作的方式思考如何用智能家居幫助獨居老人，讓學(xué)生認識到人工智能是實現(xiàn)美好生活的有利工具，培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力和創(chuàng)新意識。本節(jié)課基于“一主三環(huán)”的教學(xué)范式，采用情景創(chuàng)設(shè)法、任務(wù)驅(qū)動法等教學(xué)方法，注重學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)和問題解決能力的培養(yǎng)，教學(xué)中引入“設(shè)計師"身份作為本節(jié)課任務(wù)情境。在教學(xué)過程中，以學(xué)生為中心，教師起引導(dǎo)作用，鼓勵學(xué)生通過自主探究、小組互助互學(xué)等方法進行學(xué)習(xí)。

教學(xué)支架搭建利用多媒體技術(shù)等設(shè)備輔助課堂教學(xué)。利用人工智能平臺實現(xiàn)虛擬智能房間設(shè)計。教師在教學(xué)過程中積極引導(dǎo)和支持學(xué)生創(chuàng)造性表現(xiàn)和學(xué)習(xí)。運用現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備，例如希沃白板、知新互動平臺。通過廣州市中小學(xué)人工智能平臺實現(xiàn)虛擬智能房間的編程設(shè)計。

組織形式落實給每個小組分配一個任務(wù)或問題，要求小組成員共同討論并提供答案或解決方案。鼓勵小組成員相互討論和合作，分享自己的想法、觀點和知識?？梢栽O(shè)置時間限制，確保每個小組有足夠的時間來完成任務(wù)。要求每個小組派代表向全班展示他們的成果或答案，讓其他小組成員也能了解不同小組的觀點和思路。通過小組合作學(xué)習(xí)，學(xué)生可以共同解決問題、分享知識、彼此傾聽和理解，并相互支持和協(xié)助。

教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)提供體驗和設(shè)計虛擬智能房間環(huán)境。提供學(xué)習(xí)任務(wù)單等學(xué)習(xí)支架。體驗和設(shè)計虛擬智能房間環(huán)境可以激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，使他們更加主動地參與學(xué)習(xí)過程，并提高學(xué)習(xí)的積極性。學(xué)生可以進行真實的操作和互動，增強他們對智能家居設(shè)備功能的理解和掌握。學(xué)習(xí)任務(wù)單和相關(guān)的問題引導(dǎo)可以幫助學(xué)生在體驗和設(shè)計過程中思考問題、尋求答案，并培養(yǎng)他們的問題解決能力和創(chuàng)新思維。

教學(xué)評價實施在課堂教學(xué)過程中，教師運用語言和行為對學(xué)生的回答和表現(xiàn)進行激勵性評價，并通過學(xué)生自評、互評、師評，多維度考察分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況。針對跨學(xué)科課程重點評價創(chuàng)新能力部分。1.自評：其中自我評價表（表1）將評價融入任多維度評價能夠?qū)崿F(xiàn)全面、客觀、準(zhǔn)確、可比較的評估，并為個體或?qū)ο筇峁┯嗅槍π缘姆答伜桶l(fā)展方向，采用多維度評價可以降低個人主觀因素對評價結(jié)果的影響，可以指導(dǎo)個體或?qū)ο笤诟鱾€方面的發(fā)展和改進，促進其全面提升和成長。

務(wù)中，讓學(xué)生做完即可自我反思評價，發(fā)揮學(xué)生主觀能動性?；ピu：組長根據(jù)表2對組員進行評價，強化組長責(zé)任與義務(wù)，將評價表量化，易于組長評價操作，更直觀表現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果。師評：教師課后能根據(jù)課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、任務(wù)單填寫情況通過表2對學(xué)生進行評價。

附件一：學(xué)生任務(wù)單

第五課《我的智能房間》學(xué)生任務(wù)單

班級：小組：第組姓名：□組長□組員

任務(wù)一：探索智能家居之密任務(wù)評價（完成任務(wù)打√）

觀看視頻，回答問題。視頻中的智能家居運用了哪些人工智能技術(shù)？（請在對應(yīng)選項中打√）語音識別○物聯(lián)網(wǎng)○文字識別○指紋識別（2）視頻中在影院模式下，以下哪些智能家電發(fā)生變化？電視○燈○空氣凈化器○空調(diào)○窗簾正確回答問題1正確回答問題2

任務(wù)二：開發(fā)智能家居之道

子任務(wù)一：體驗分析

體驗系統(tǒng)，思考以下問題。系統(tǒng)如何開啟語音識別？說出口令“我回來了”，情境模式變成什么模式？進入模式后，什么情況會自動開燈？什么情況會自動關(guān)燈？

認真思考問題

子任務(wù)二：流程填寫

分析虛擬智能家居系統(tǒng)，將序號填入流程圖對應(yīng)位置。

□正確填寫流程圖

選項流程圖

開燈是進入“居家模式”，說“歡迎回家”關(guān)燈語音中包含“回來"嗎？否

子任務(wù)三：編寫程序

在編程平臺中，完成智能家居系統(tǒng)的開發(fā)。

語音識別模塊模式設(shè)置□實現(xiàn)“居家模式”

1.按下“空格"鍵開始

基礎(chǔ)任務(wù)居家模式進行語音識別；如果語音識別結(jié)果包含“回來”；情境模式設(shè)置為“居家模式"；發(fā)出“歡迎回家”的聲音。當(dāng)情境模式是“居家模式"時；如果“自然光”＜50，開燈；否則，關(guān)燈。

□實現(xiàn)“學(xué)習(xí)模式"

提升任務(wù)學(xué)習(xí)模式如果語音識別結(jié)果包含“學(xué)習(xí)”；情境模式設(shè)置為“學(xué)習(xí)模式"；發(fā)出“進入學(xué)習(xí)模式”的聲音。當(dāng)情境模式是“學(xué)習(xí)模式"時；如果“自然光”≥60，關(guān)燈、打開窗簾；否則，開燈（窗簾狀態(tài)可設(shè)關(guān)閉）。

任務(wù)三：構(gòu)建智能生活之善

小組討論以下問題，并進行匯報。合理分析獨居老

（1）獨居老人在家中會遇到什么困難？（可從居家安全、健康檢測、心理問題等方面思人的生活困難

考）設(shè)計的智能家居

模式能解決困難

（2）可以設(shè)計什么智能家居模式解決該困難？（針對1個困難多個功能進行解決）

匯報內(nèi)容形式：小組分工明確

1.小組介紹，自我介紹。積極參與小組討

我們小組討論結(jié)果如下，獨居老人有特征，在生活中可能會遇到問題。針對上述問題，我們小組設(shè)計了智能家居模式。該模式有個功能。（1）智能家居可以幫助獨居老人.......論

（2）智能家居可以幫助獨居老人.......

........

4.我們小組的匯報到此結(jié)束，謝謝大家聆聽。

設(shè)計師資格認定我本節(jié)課獲得個，設(shè)計師資格為：□高級設(shè)計師（8及以上）□中級設(shè)計師（7

-4）

初級設(shè)計師（3及以下）

附件二：評價表（共三表）

表1.自我評價表

表2.小組評價和教師評價表

評價維度評價內(nèi)容組長評教師評

學(xué)會學(xué)習(xí)上課認真聽講，積極舉手回答問題（10分）

善于