《人工智能安全與倫理》教學(xué)設(shè)計一、教材與學(xué)情分析深入了解人工智能的含義及發(fā)展歷程，了解人工智能關(guān)鍵技術(shù)及其與人類智能的區(qū)別，旨在幫助學(xué)生系統(tǒng)、宏觀地了解人工智能的豐富內(nèi)涵以及人工智能發(fā)展中的安全與倫理問題，激發(fā)學(xué)生對人工智能技術(shù)探究的熱情。六年級學(xué)生對新技術(shù)、新事物好奇心強(qiáng)，具備良好的信息獲取、加工、處理等能力，大部分學(xué)生有意或無意地使用過手機(jī)人工智能APP應(yīng)用軟件的經(jīng)歷，隨著人工智能在生活生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷應(yīng)用，他們對人工智能并不陌生，同時又覺得人工智能神秘，對其發(fā)展歷程及其本質(zhì)知之甚少。二、教學(xué)目標(biāo)與要求1.了解人工智能的含義，了解人工智能的起源與發(fā)展歷程，學(xué)會用學(xué)科思維思考其發(fā)展變化，提升學(xué)生信息意識。2.了解人工智能幾個發(fā)展階段及其技術(shù)特點，了解人工智能與人類智能的聯(lián)系與區(qū)別，思考人工智能的本質(zhì)。3.交流身邊的人工智能應(yīng)用，感受人工智能的神奇，激發(fā)人工智能的學(xué)習(xí)熱情，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)意識和學(xué)習(xí)習(xí)慣。三、教學(xué)重點與難點1.人工智能的發(fā)展歷程。2.人工智能與人類智能的區(qū)別與聯(lián)系。四、教學(xué)方法與手段演示教學(xué)法、探究學(xué)習(xí)法、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、角色扮演。五、課時安排安排1課時。六、教學(xué)準(zhǔn)備小度音箱（或其他人工智能產(chǎn)品如：科大訊飛的小飛）、相關(guān)資源。七、教學(xué)過程（一）課前鋪墊：視頻學(xué)習(xí)（10個關(guān)于人工智能小知識）、詩歌欣賞問題：這兩首詩，一首是人工智能創(chuàng)作的，一首是老師自己創(chuàng)作的。請猜一猜：哪一首是人工智能創(chuàng)作的？創(chuàng)作者是誰？（1）看那里/閃爍的幾顆星/西山上的太陽/青蛙兒正在遠(yuǎn)遠(yuǎn)的淺水/她嫁了人間許多的顏色（2）這個春天/我不栽桃李/不種春花/滿山遍野/我就種——你五彩笑容唱響的那本詩集/還有——你清澈眼神里流動的星辰學(xué)生1：第一首。學(xué)生2：第二首。教師：第一首詩的作者是人工智能，她的名字叫“微軟小冰”，這首詩選自第一本人工智能作者創(chuàng)作的詩集《陽光失了玻璃窗》。教師：你們觀察一下，這兩首有什么不同的地方？機(jī)器是怎么創(chuàng)作詩歌的呢？學(xué)生：略。教師：其實計算不僅能寫漂亮的現(xiàn)代詩，還能寫故事，也能寫小說。（呈現(xiàn)清華大學(xué)寫詩機(jī)器人“九歌”視頻。）教師：剛剛的視頻里，“九歌”機(jī)器人是如何學(xué)習(xí)的？請大家說一說。學(xué)生：通過學(xué)習(xí)30多萬首古詩，慢慢習(xí)得了古詩詞的韻律和平仄要求，最后就能夠自己創(chuàng)作古詩了。教師：計算機(jī)除了能寫作，還能做什么呢？今天，就讓我們一起走近人工智能，了解人工智能，設(shè)計與創(chuàng)新人工智能。設(shè)計意圖：通過兩首詩歌的誦讀和猜作者小活動，能夠迅速將學(xué)生帶到本課內(nèi)容，還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣?！熬鸥琛睂懺姍C(jī)器人視頻資料，展示了我國在自然語言處理方面的先進(jìn)技術(shù)及研究團(tuán)隊的風(fēng)采，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的熱情。（二）體驗人工智能老師：小度小度，請在45分鐘后提醒我們下課。小度：好的。教師：今天我們請來了人工智能老師“小度”，什么是人工智能？它從哪里來？它的前世、今生與未來都是怎樣的呢？下面，我們請小度老師為我們解答，今天課堂上表現(xiàn)優(yōu)秀的小組或個人可以獲得和小度老師單獨交流的機(jī)會?；顒?：考考人工智能老師小度教師：小度老師很厲害，會做算術(shù)題，會唱歌，會解答問題。哪位同學(xué)想請小度解答問題？學(xué)生1：小度小度，123＋45/9×12301等于多少??？小度：61628。學(xué)生2：小度，你看我胖嗎？小度：你這么帥，氣宇軒昂啊。設(shè)計意圖：人工智能小度老師的進(jìn)場，一是為了引發(fā)學(xué)生興趣，體驗人工智能的計算、語音、信息搜索等功能。二是希望通過“小度”介紹人工智能的含義。三是為后面章節(jié)討論人工智能老師是否會替代“教師”職業(yè)埋下伏筆。（三）認(rèn)識人工智能1.什么是人工智能？教師：小度小度，什么是人工智能呢？小度：人工智能（ArtificialIntelligence），英文縮寫為AI。它是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)?；顒?：尋找身邊的人工智能小組討論、交流，說說生活中的人工智能。學(xué)生代表發(fā)言：略。教師：剛剛同學(xué)們分享了很多人工智能的案例，通過交流，我們發(fā)現(xiàn)人工智能已經(jīng)走進(jìn)了我們的家庭，成為我們生活中的好助手。那么，什么是人工智能呢？你能根據(jù)剛剛同學(xué)們的發(fā)言，用自己的語言來表達(dá)嗎？教師：有的同學(xué)說人工智能就機(jī)器模擬人，像人一樣做事；有人說人工智能就是計算機(jī)模擬人獲取知識；有人說，人工智能就是教機(jī)器向人一樣思考，做事等等，同學(xué)們說得都很好。呈現(xiàn)板書：人工智能是指利用數(shù)字計算機(jī)或者數(shù)字計算機(jī)控制的機(jī)器模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能，感知環(huán)境、獲取知識并使用知識獲得最佳結(jié)果的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。設(shè)計意圖：人工智能的定義比較枯燥，如果教師直接給出會比較生硬，難以理解。通過小度老師給出人工智能定義，可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)小度給出答案背后的原因，即信息搜索呈現(xiàn)百度百科中關(guān)于人工智能的定義。另外，生活中形形色色人工智能的應(yīng)用及學(xué)生對其所見人工智能的分享，能夠逐步豐富他們對人工智能的理解。教師還可以從幾個維度對人工智能的定義做簡要介紹，幫助學(xué)生較為深刻地理解人工智能。2.人工智能的歷史自主閱讀學(xué)習(xí)任務(wù)單。角色扮演“圖靈測試”。（1）人工智能的起源教師：請同學(xué)自主學(xué)習(xí)教材“人工智能的起源”部分。教師：圖靈對人工智能的貢獻(xiàn)是什么？活動3：小組角色扮演：“圖靈測試”（2）人工智能的發(fā)展歷程活動4：探究學(xué)習(xí)人工智能大佬分為兩派：一派人工智能幫我們算出一切難題，被稱為符號計算學(xué)派；一派人工智能像人腦一樣思考，被稱為神經(jīng)計算學(xué)派。任務(wù)：自主閱讀課本“人工智能的起源與歷史”，了解人工智能的發(fā)展歷程。學(xué)生分為三組，分別上網(wǎng)搜索三個不同發(fā)展階段發(fā)生的一些重要事件，說一說它們的故事，談一談它們的價值和意義，并選擇合適的關(guān)鍵詞填入下表。發(fā)展階段時間事件名稱技術(shù)特點關(guān)鍵人物意義啟示第一階段1997年深藍(lán)戰(zhàn)勝GarryKasparov……教師：請各組同學(xué)分別說一說人工智能發(fā)展史上一些重要的故事，并介紹每個階段的技術(shù)特點。設(shè)計意圖：想讓學(xué)習(xí)真正發(fā)生，就要將時間和講臺讓給學(xué)生，指導(dǎo)他們充分地探究、充分地思考，充分地交流與表達(dá)。（四）追問人工智能1.人工智能的關(guān)鍵技術(shù)教師：PPT呈現(xiàn)人工智能關(guān)鍵技術(shù)結(jié)構(gòu)圖，介紹人工智能關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)，以及人工智能的分類。設(shè)計意圖：該部分不是重點，但能幫助學(xué)生從宏觀上了解人工智能的關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)，對人工智能的學(xué)習(xí)有個整體認(rèn)知。2.人工智能與人類智能問題1：今天小度老師來到我們的課堂，請你說說小度與真人老師的區(qū)別。聯(lián)系你曾看過的人工智能方面的電影，也可以結(jié)合影片中人工智能角色，談?wù)勊惺裁粗悄芴攸c，？說說它與人類智能的異同點。？問題2：人工智能老師小度走進(jìn)教室，作為“真人”老師如何才能在未來的講臺更好地立足？作為中學(xué)生要如何學(xué)習(xí)，才能適應(yīng)未來社會的需求？（五）課堂小結(jié)今天，人工智能已經(jīng)走進(jìn)我們的生活，成為我們的好幫手，這一切離不開無數(shù)科學(xué)家的辛勤努力。為了人類更美好的未來，讓我們一起加入人工智能學(xué)習(xí)、研究的隊伍，為科技進(jìn)步打好堅實的基礎(chǔ)。（六）課后作業(yè)選擇下列一項任務(wù)展開探究學(xué)習(xí)，并完成作業(yè)。1.觀看電影《模仿游戲》，選取影片中一個片段，寫段影評。2.拓展閱讀《人工智能發(fā)展史》（作者尼