2024-2025學年人教版(2024)信息科技三年級全一冊第28課初識人工智能一、教學目標1.學生能夠了解人工智能在社會各領域的應用以及給人們帶來的便利。2.學生初步體驗生成式人工智能。3.學生了解人工智能帶來的安全風險。二、教學重點與難點教學重點1.讓學生掌握人工智能在不同領域的應用實例。2.引導學生理解生成式人工智能的基本概念和應用方式。教學難點1.培養(yǎng)學生對人工智能應用廣泛性的認識和理解能力。2.提高學生對人工智能安全風險的警惕性和防范意識。三、教學準備1.準備教學課件，包含人工智能在工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療等領域應用的圖片和視頻，生成式人工智能工具的演示視頻，以及人工智能安全風險相關的新聞報道視頻等。2.提前熟悉幾款生成式人工智能工具的操作方法，以便在課堂上進行演示。3.準備一些簡單的問題卡片，用于鞏固練習。四、教學過程（一）導入新課1.教師展示一些科幻電影中關于人工智能的片段，如《機器人總動員》中瓦力的形象，《鋼鐵俠》中賈維斯的語音助手等，引起學生的興趣。2.提問學生：“你們知道這些電影里的機器人和智能系統(tǒng)是基于什么技術實現(xiàn)的嗎？”引導學生思考并回答，從而引出本節(jié)課的課題——初識人工智能。（二）新課講解1.人工智能在社會各領域的應用（1）工業(yè)領域①教師播放智能工廠的視頻，視頻中展示機器人在流水線上進行生產作業(yè)的畫面，如汽車制造工廠中，機器人精準地焊接零部件、組裝車身等。②教師講解在工業(yè)領域，人工智能可以提高生產效率、降低生產成本、提高產品質量。機器人可以24小時不間斷工作，而且不會疲勞，能夠保證生產的穩(wěn)定性和一致性。③教師引導學生思考：如果沒有人工智能，工業(yè)生產會面臨哪些問題？讓學生分組討論，然后每組推選一名代表進行發(fā)言。例如，學生可能會提到生產效率低下、產品質量不穩(wěn)定等問題。（2）農業(yè)領域①教師展示無人機噴灑農藥的圖片和視頻，講解在農業(yè)領域，人工智能可以通過無人機實現(xiàn)精準農業(yè)。無人機可以根據(jù)農田的地形、作物的生長情況等信息，自動規(guī)劃噴灑路線，精確地噴灑農藥和肥料，提高農業(yè)生產效率，減少農藥和肥料的浪費。②教師介紹還有一些智能農業(yè)設備，如智能灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)土壤的濕度自動澆水；智能監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測農作物的生長狀況，如溫度、濕度、病蟲害等情況，并及時反饋給農民，讓農民能夠及時采取措施。③教師讓學生思考：這些人工智能在農業(yè)領域的應用給農民帶來了哪些便利？學生可能會回答節(jié)省勞動力、提高產量等。（3）航空航天領域①教師播放我國載人飛船成功發(fā)射的視頻，講解在航空航天領域，人工智能起到了至關重要的作用。例如，在飛船的設計和制造過程中，人工智能可以幫助工程師進行模擬測試，優(yōu)化飛船的結構和性能；在飛船的飛行過程中，人工智能可以實時監(jiān)測飛船的各項參數(shù)，如溫度、壓力、速度等，并及時做出調整，確保飛船的安全飛行。②教師引導學生思考：如果沒有人工智能，航空航天事業(yè)會面臨哪些困難？讓學生分組討論，然后每組推選一名代表進行發(fā)言。例如，學生可能會提到無法準確模擬測試、難以實時監(jiān)測和調整等問題。（4）交通領域①教師播放智能交通監(jiān)控系統(tǒng)管理交通的視頻，視頻中展示交通攝像頭自動識別車輛違規(guī)行為、智能交通燈根據(jù)車流量自動調整時間等畫面。②教師講解在交通領域，人工智能可以提高交通管理效率，減少交通事故。智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可以實時監(jiān)測道路上的車輛情況，及時發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為并進行處罰；智能交通燈可以根據(jù)車流量自動調整時間，緩解交通擁堵。③教師讓學生思考：這些人工智能在交通領域的應用給我們的生活帶來了哪些便利？學生可能會回答出行更順暢、減少交通事故等。（5）醫(yī)療領域①教師播放智慧醫(yī)療輔助診療的視頻，視頻中展示醫(yī)療機器人協(xié)助醫(yī)生進行手術、智能診斷系統(tǒng)根據(jù)患者的癥狀和檢查結果進行診斷等畫面。②教師講解在醫(yī)療領域，人工智能可以提高醫(yī)療診斷的準確性和效率，減輕醫(yī)生的工作負擔。醫(yī)療機器人可以在手術中提供更加精準的操作，降低手術風險；智能診斷系統(tǒng)可以快速分析大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，為醫(yī)生提供診斷參考。③教師讓學生思考：這些人工智能在醫(yī)療領域的應用給患者帶來了哪些便利？學生可能會回答更快地得到診斷結果、降低手術風險等。（6）教育領域①教師播放機器人陪伴學習的視頻，視頻中展示機器人給學生講解知識、回答問題等畫面。②教師講解在教育領域，人工智能可以根據(jù)學生的學習情況個性化定制教學內容，提高學生的學習效果。機器人可以實時監(jiān)測學生的學習進度和掌握情況，針對性地提供輔導和練習。③教師讓學生思考：這些人工智能在教育領域的應用給學生帶來了哪些便利？學生可能會回答得到個性化的學習指導、提高學習興趣等。（7）物流領域①教師播放智能快遞分揀的視頻，視頻中展示機器人根據(jù)快遞的地址信息自動分揀快遞的畫面。②教師講解在物流領域，人工智能可以提高物流分揀效率，降低物流成本。機器人可以快速準確地分揀快遞，減少人工操作的誤差和時間。③教師讓學生思考：這些人工智能在物流領域的應用給快遞行業(yè)帶來了哪些便利？學生可能會回答提高分揀速度、降低成本等。2.生成式人工智能體驗（1）生成式人工智能介紹①教師播放關于生成式人工智能的視頻，介紹生成式人工智能是一種能夠模仿人類的創(chuàng)造力和想象力，自動生成文字、圖片、視頻、音頻等多種形式的內容的人工智能技術。②教師講解生成式人工智能的應用場景非常廣泛，如在廣告設計、內容創(chuàng)作、藝術創(chuàng)作等領域都有應用。例如，在廣告設計中，生成式人工智能可以根據(jù)產品的特點和目標受眾，自動生成吸引人的廣告文案和圖片；在內容創(chuàng)作中，生成式人工智能可以根據(jù)主題和要求，自動生成文章、故事等。③教師讓學生思考：生成式人工智能和我們之前了解的人工智能有什么不同？讓學生分組討論，然后每組推選一名代表進行發(fā)言。例如，學生可能會提到生成式人工智能更具有創(chuàng)造性和想象力等。（2）生成式人工智能工具演示①教師選擇一款生成式人工智能工具，如文心一言或ChatGPT（如果條件允許），現(xiàn)場演示生成式人工智能生成內容的過程。例如，教師要求生成式人工智能畫一幅“在海邊玩耍的孩子”的畫，然后展示生成的圖片給學生看。②教師在演示過程中，講解操作步驟和注意事項。例如，要準確輸入要求，注意語言的表達和邏輯關系等。③教師讓學生選擇一款生成式人工智能工具（可以是教師推薦的，也可以是自己了解的），自己嘗試體驗生成內容的過程。例如，要求學生讓生成式人工智能寫一篇關于“我的寵物”的文章，然后和同桌分享自己生成的內容。3.人工智能的安全風險（1）AI歌手引發(fā)的安全思考①教師播放AI歌手的音頻，讓學生聽一聽AI歌手的聲音和真人歌手的聲音有什么異同。然后介紹利用人工智能技術和真人歌手已有的歌曲數(shù)據(jù)，可以訓練出效果逼真的AI歌手。②教師引導學生思考：歌手的聲音可以被人工智能模仿，這會帶來哪些安全風險？讓學生分組討論，然后每組推選一名代表進行發(fā)言。例如，學生可能會提到聲音被冒用進行詐騙、侵犯版權等問題。③教師強調要保護好自己的聲音等個人信息，避免被他人利用。（2）“AI換臉”成為詐騙工具①教師講述“AI換臉”成為詐騙工具的案例，如某公司負責人甲的“好友”突然打來視頻電話借錢，甲在確認過對方長相和聲音后，給對方轉了一筆錢，事后發(fā)現(xiàn)，騙子提前搜集甲在網(wǎng)絡上的個人信息，利用“AI換臉”“AI換聲”等虛假音視頻，假裝好友實施詐騙。②教師引導學生思考：如何避免自己成為“AI換臉”詐騙的受害者？讓學生分組討論，然后每組推選一名代表進行發(fā)言。例如，學生可能會提到不隨意在網(wǎng)絡上發(fā)布個人信息、提高警惕、多重驗證等。③教師強調要保護好自己的臉等個人信息，避免被他人利用。（三）鞏固練習1.人工智能應用領域練習（1）個人練習①教師發(fā)放問題卡片，上面寫有不同領域的問題，如工業(yè)領域：人工智能如何提高汽車制造的效率？農業(yè)領域：無人機噴灑農藥有哪些優(yōu)點？航空航天領域：人工智能在飛船飛行過程中有什么作用？交通領域：智能交通監(jiān)控系統(tǒng)是如何工作的？醫(yī)療領域：智慧醫(yī)療輔助診療對患者有什么好處？教育領域：機器人陪伴學習能給學生帶來什么便利？物流領域：智能快遞分揀的原理是什么？②學生拿到卡片后，個人獨立思考并回答問題，將答案寫在紙上。③教師巡視學生的答題情況，對遇到困難的學生給予指導和幫助。例如，如果學生對某個領域的知識不了解，教師可以給予提示。④學生完成答題后，同桌之間互相交換卡片，檢查對方的答案，并給予反饋和建議。（2）小組討論練習①教師將學生分成若干小組，每組34人。②教師在黑板上展示一個綜合領域的問題，如人工智能在社會各領域的應用給人們帶來了哪些共同的便利？③各小組在規(guī)定時間內（如15分鐘）進行討論，討論結果寫在紙上。④教師和其他小組的同學一起對各小組的討論結果進行評價，評價標準包括討論的準確性、全面性、對問題的理解深度等。評選出表現(xiàn)優(yōu)秀的小組，并給予表揚和獎勵。2.生成式人工智能練習（1）生成內容分析①教師發(fā)放問題卡片，上面寫有一些生成式人工智能生成的內容，如一篇文章、一幅圖片、一段視頻等。②學生拿到卡片后，個人獨立分析這些內容是如何生成的，思考生成式人工智能的特點和應用方式，并將分析結果寫在紙上。③教師巡視學生的答題情況，對遇到困難的學生給予指導和幫助。例如，如果學生對某個分析點不了解，教師可以給予提示。④學生完成答題后，同桌之間互相交換卡片，檢查對方的答案，并給予反饋和建議。（2）工具使用體驗①教師再次讓學生選擇一款生成式人工智能工具，要求學生用該工具生成不同形式的內容，如寫一篇故事、畫一幅畫、生成一段音頻等。②學生根據(jù)要求使用工具生成內容，并將生成的內容和使用過程記錄在紙上。③教師巡視學生的使用情況，對遇到困難的學生給予指導和幫助。例如，如果學生在使用工具時遇到問題，教師可以給予幫助解決。④學生完成內容生成后，將自己的作品和同桌分享，并互相評價對方的作品。3.人工智能安全風險練習（1）安全風險識別①教師發(fā)放問題卡片，上面寫有一些人工智能應用場景，如AI歌手、AI換臉等。②學生拿到卡片后，個人獨立識別這些場景中存在的安全風險，并將識別結果寫在紙上。③教師巡視學生的答題情況，對遇到困難的學生給予指導和幫助。例如，如果學生對某個場景的安全風險不了解，教師可以給予提示。④學生完成答題后，同桌之間互相交換卡片，檢查對方的答案，并給予反饋和建議。（2）防范措施討論①教師將學生分成若干小組，每組34人。②教師在黑板上展示一個人工智能安全風險場景，如“AI換臉”詐騙。③各小組在規(guī)定時間內（如15分鐘）進行討論，討論針對該場景的防范措施，并將討論結果寫在紙上。④教師和其他小組的同學一起對各小組的討論結果進行評價，評價標準包括討論的準確性、全面性、對問題的理解深度等。評選出表現(xiàn)優(yōu)秀的小組，并給予表揚和獎勵。（四）課堂小結1.教師引導學生回顧本節(jié)課所學的內容，包括人工智能在社會各領域的應用（工業(yè)、農業(yè)、航空航天、交通、醫(yī)療、教育、物流等領域）、生成式人工智能的概念和體驗、人工智能的安全風險（AI歌手引發(fā)的安全思考、“AI換臉”成為詐騙工具等）。2.讓學生分享自己在本節(jié)課中的收獲和體會，如了解了人工智能的廣泛應用、體驗了生成式人工智能、提高了對人工智能安全風險的防范意識等。3.教師對學生的一輪分享進行總結和補充，強調人工智能在現(xiàn)代社會中的重要性，鼓勵學生在今后的生活和學習中繼續(xù)關注人工智能的發(fā)展，合理利用人工智能帶來的便利，同時注意防范人工智能帶來的安全風險。（五）作業(yè)布置1.讓學生回家后和家長一起討論人工智能在家庭生活中的應用，至少列舉三個方面，并記錄下來。2.選擇一款生成式人工智能工具，用它生成一篇關于“我的學?！钡奈恼潞鸵环P于“我的老師”的畫，并將生成的作品保存下來。3.收集一個關于人工智能安全風險的案例，并分析其中的安全風險和防范措施。五、板書設計1.人工智能應用工業(yè)農業(yè)航空航天程教育（機器人陪伴學習）物流2.生成式人工智能概念體驗3.人工智能安全風險AI歌手AI換臉六、課后反思在本節(jié)課的教學過程中，通過多種教學方法和手段，學生對人工智能在社會各領域的應用、生成式人工智能以及人工智能的安全風險有了較為深入的了解和掌握。1.成功之處（1）導入部分通過展示科幻電影中人工智能的片段，引發(fā)學生的興趣，自然地引出課題，使學生更容易理解人工智能的概念。（2）在新課講解中，采用視頻展示、案例分析、實際操作演示等多種方式，使抽象的知識變得更加直觀和易于理解。特別是在人工智能應用領域的講解中，通過各個領域的視頻展示和問題引導，學生能夠較好地掌握人工智能在不同領域的應用實例。在生成式人工智能體驗部分，通過工具演示和學生自己的操作體驗，學生能夠初步了解生成式人工智能的基本概念和應用方式。在人工智能安全風險部分，通過案例分析和學生分組討論，學生能夠提高對人工智能安全風險的警惕性和防范意識。（3）鞏固練習部分設計了多種形式的練習，如個人練習、小組討論練習、生成內容分析、工具使用體驗、安全風險識別、防范措施討論等，能夠從