教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科初中信息科技年級(jí)九年級(jí)學(xué)期秋季課題第9課人工智能發(fā)展教科書(shū)書(shū)名：義務(wù)教育教科書(shū)信息科技九年級(jí)出版社：浙江教育出版社出版日期：2023年7月教學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)對(duì)象分析本課主要內(nèi)容包括“人工智能對(duì)生活影響的案例”“人工智能對(duì)社會(huì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用”以及“智能＋X和人工智能發(fā)展熱點(diǎn)”。作為本單元最后一課，在前三課的基礎(chǔ)上遠(yuǎn)眺人工智能的發(fā)展前景。本單元前幾課的學(xué)習(xí)，從描述智慧社會(huì)的特征出發(fā)，通過(guò)展現(xiàn)“智能化”給社會(huì)形態(tài)帶來(lái)深刻變革，使學(xué)生感受人工智能的發(fā)展與應(yīng)用對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生的深刻影響，深化學(xué)生對(duì)人工智能的理解，引導(dǎo)他們批判性思考人工智能與社會(huì)的關(guān)系，以及人工智能的倫理與安全挑戰(zhàn)，為本課奠定了理論知識(shí)、情感態(tài)度價(jià)值觀基礎(chǔ)。本課從優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)等方面思考人工智能未來(lái)可能的發(fā)展方向，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)中“知道人工智能可能的科技發(fā)展方向，了解自主可控技術(shù)的地位”的內(nèi)容要求。本課幫助學(xué)生通過(guò)梳理人工智能對(duì)各行各業(yè)的影響，首先建立對(duì)“點(diǎn)”的認(rèn)知，然后引導(dǎo)他們將各“點(diǎn)”的認(rèn)知進(jìn)行系統(tǒng)化、專業(yè)化和理論化。第一部分“智能＋X”學(xué)習(xí)人工智能在推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)升級(jí)、塑造新產(chǎn)業(yè)及促進(jìn)新體驗(yàn)方面的影響，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)“面”的認(rèn)知。第二部分“人工智能發(fā)展熱點(diǎn)”基于第一部分人工智能對(duì)生活影響的案例和對(duì)社會(huì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用的學(xué)習(xí)，通過(guò)分析實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生理解人工智能對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生了越來(lái)越深刻的影響，感受人工智能支撐的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中，技術(shù)的原始創(chuàng)新和自主可控的重要性。本課的學(xué)習(xí)對(duì)象是九年級(jí)學(xué)生，他們對(duì)知識(shí)的獲取開(kāi)始由感性認(rèn)識(shí)提升到理性認(rèn)識(shí)，已經(jīng)具有一定的探究能力，探究新知的欲望也比較強(qiáng)烈，獨(dú)立判斷能力顯著增強(qiáng)，且具備一定的思辨能力。在日常生活中，學(xué)生或多或少地接觸過(guò)人工智能的應(yīng)用，在八年級(jí)下第一單元“人工智能在身邊”中，他們對(duì)人工智能的起源、應(yīng)用和影響已經(jīng)有了系統(tǒng)學(xué)習(xí)。九年級(jí)學(xué)生對(duì)人工智能發(fā)展熱點(diǎn)中的“類腦計(jì)算”和“人工智能計(jì)算平臺(tái)”等一類遠(yuǎn)離生活的抽象概念理解起來(lái)有一定難度，因此，需要教師采用更直觀、理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法組織本環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。教學(xué)目標(biāo)分析（含核心素養(yǎng)導(dǎo)向）1.通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能對(duì)生活影響的案例，認(rèn)識(shí)人工智能對(duì)社會(huì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用。2.通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能發(fā)展熱點(diǎn)，了解人工智能未來(lái)發(fā)展方向及核心技術(shù)的重要性。教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)人工智能對(duì)社會(huì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用。

教學(xué)難點(diǎn)：了解人工智能發(fā)展熱點(diǎn)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。教學(xué)過(guò)程（一）感知◆活動(dòng)描述師生互動(dòng)交流，感受人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用?！魧W(xué)生活動(dòng)1.觀看視頻《人工智能的發(fā)展史》，回顧人工智能的發(fā)展歷程。2.觀察“人工智能應(yīng)用領(lǐng)域”圖譜（圖1），解讀圖譜內(nèi)容，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)分享人工智能在醫(yī)療、教育、金融、交通、零售、娛樂(lè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。3.針對(duì)“你有一個(gè)智能學(xué)伴，你希望它如何幫助你學(xué)習(xí)”這一問(wèn)題分享想法。圖1人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域◆教師活動(dòng)1.在學(xué)生解讀圖譜的過(guò)程中，鼓勵(lì)更多學(xué)生進(jìn)行分享。特別是學(xué)生最熟悉的教育領(lǐng)域，引導(dǎo)學(xué)生分享更多的應(yīng)用細(xì)節(jié)。2.在討論智能學(xué)伴時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)需求提出功能要求。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)視頻《人工智能的發(fā)展史》，師生共同回顧人工智能的起源、發(fā)展和應(yīng)用。這有助于學(xué)生系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和回顧人工智能發(fā)展歷程，也為本課要學(xué)習(xí)的前瞻人工智能發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。展示人工智能應(yīng)用領(lǐng)域圖譜，讓學(xué)生直觀感受人工智能的應(yīng)用狀況，并請(qǐng)學(xué)生遷移思考的問(wèn)題：“如果你有一個(gè)智能學(xué)伴，你希望它如何幫助你學(xué)習(xí)？”這既是對(duì)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)的挖掘，又是引發(fā)學(xué)生暢想，旨在引導(dǎo)學(xué)生思考在自己比較熟悉的教育領(lǐng)域，人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)可能的實(shí)踐方向。（二）建構(gòu)學(xué)習(xí)活動(dòng)一：人工智能成果展◆活動(dòng)描述探究人工智能不同場(chǎng)景的典型案例，填寫(xiě)學(xué)習(xí)記錄表。◆學(xué)生活動(dòng)1.自學(xué)教材第46頁(yè)“親身體驗(yàn)”中的案例，用自己的話分享人工智能給農(nóng)業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)的影響。2.小組成員上網(wǎng)查閱關(guān)于“人工智能技術(shù)取得的成果以及對(duì)社會(huì)發(fā)展的價(jià)值”的資料。3.組內(nèi)討論統(tǒng)一意見(jiàn)，記錄員填寫(xiě)學(xué)習(xí)記錄表1（表1），匯報(bào)員根據(jù)記錄內(nèi)容準(zhǔn)備匯報(bào)。4匯報(bào)員匯報(bào)人工智能技術(shù)取得的成果和價(jià)值。表1學(xué)習(xí)記錄表1人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用案例價(jià)值與未來(lái)發(fā)展在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用華南農(nóng)業(yè)大學(xué)創(chuàng)建了水稻無(wú)人農(nóng)場(chǎng)，做到了耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋、機(jī)庫(kù)田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動(dòng)、自動(dòng)避障異況停車保安全、作物生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)全監(jiān)控和智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無(wú)人在我國(guó)的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，農(nóng)村人口將不斷減少，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力成本持續(xù)提高。無(wú)人農(nóng)場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展和無(wú)人農(nóng)場(chǎng)的逐漸普及，將降低無(wú)人農(nóng)場(chǎng)成本，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。農(nóng)業(yè)＋人工智能＝新型農(nóng)業(yè)◆教師活動(dòng)1.在學(xué)生分享人工智能在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用時(shí)，通過(guò)追問(wèn)引導(dǎo)學(xué)生從具體應(yīng)用案例、價(jià)值與未來(lái)的發(fā)展等方面進(jìn)行交流。2.在學(xué)生查閱填寫(xiě)學(xué)習(xí)記錄表時(shí)，巡視并引導(dǎo)學(xué)生先明確應(yīng)用領(lǐng)域，再進(jìn)行精準(zhǔn)搜索。對(duì)于個(gè)別問(wèn)題，教師及時(shí)給予指導(dǎo)；發(fā)現(xiàn)共性問(wèn)題時(shí)做統(tǒng)一提醒，例如應(yīng)用案例長(zhǎng)篇大論，概括不夠精煉等。3.請(qǐng)三個(gè)記錄清晰或者表達(dá)清晰的小組匯報(bào)成果，針對(duì)學(xué)生的展示做簡(jiǎn)要的歸納點(diǎn)評(píng)。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)習(xí)分析教材中的應(yīng)用案例，打開(kāi)學(xué)生的思路，為后續(xù)的探究與分享提供方向。通過(guò)小組合作與探究學(xué)習(xí)，促使學(xué)生聯(lián)系生活，發(fā)現(xiàn)人工智能技術(shù)在不同生活場(chǎng)景中的應(yīng)用，感受人工智能帶來(lái)的變化與創(chuàng)造的價(jià)值。通過(guò)記錄與分享學(xué)習(xí)成果，鍛煉學(xué)生的抽象提煉能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。學(xué)習(xí)活動(dòng)二：“智能＋X”展露“頭雁效應(yīng)”◆活動(dòng)描述學(xué)生小組合作完成“學(xué)習(xí)記錄表2”，感受人工智能對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生的影響?！魧W(xué)生活動(dòng)1.觀察“人工智能與眾多學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)”關(guān)系圖（圖2），交流對(duì)“智能＋X”的理解。圖2“人工智能與眾多學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)”關(guān)系圖2.自學(xué)教材第46～48頁(yè)“智能＋X”的內(nèi)容，小組討論形成統(tǒng)一觀點(diǎn)，完成學(xué)習(xí)記錄表2的填寫(xiě)。3.分享人工智能對(duì)該行業(yè)產(chǎn)生的影響。表3學(xué)習(xí)記錄表2行業(yè)人工智能對(duì)該行業(yè)產(chǎn)生的影響傳統(tǒng)行業(yè)新興行業(yè)服務(wù)行業(yè)◆教師活動(dòng)1.出示關(guān)系圖，與學(xué)生一起探討“智能＋X”的含義。2.在學(xué)生討論填寫(xiě)學(xué)習(xí)記錄表2時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生借助教材確定方向，通過(guò)搜索補(bǔ)充資料。3.請(qǐng)兩個(gè)小組（與活動(dòng)1展示不重復(fù)）交流分享人工智能對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生的影響，與學(xué)生一起探討、補(bǔ)充、點(diǎn)評(píng)。4.針對(duì)學(xué)生的交流進(jìn)行知識(shí)總結(jié)。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“人工智能與眾多學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)”關(guān)系圖，理解“智能＋X”的概念。通過(guò)自主學(xué)習(xí)、小組探究，感受人工智能正在各行各業(yè)中滲透并不斷輔助社會(huì)發(fā)展，在活動(dòng)探究中理解“‘智能＋X’發(fā)揮出‘頭雁效應(yīng)’”這句話的內(nèi)涵。(三）應(yīng)用◆活動(dòng)描述體驗(yàn)生成式AI應(yīng)用平臺(tái)，感受人工智能發(fā)展的新特征?！魧W(xué)生活動(dòng)1.觀看視頻《類腦計(jì)算——構(gòu)建“人造超級(jí)大腦”》，交流并理解人工智能經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展呈現(xiàn)的新特征：深度學(xué)習(xí)、跨界融合、人機(jī)協(xié)同、群智開(kāi)放和自主操作。2.體驗(yàn)生成式AI應(yīng)用平臺(tái)，比如AI編程、寫(xiě)一首藏頭詩(shī)、畫(huà)一幅畫(huà)，分享體驗(yàn)過(guò)程與感受。3.閱讀“中國(guó)芯”的故事，分享對(duì)我國(guó)人工智能支撐的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的啟示?！艚處熁顒?dòng)1.播放視頻，互動(dòng)交流，引導(dǎo)學(xué)生理解人工智能的新特征。2.在學(xué)生體驗(yàn)生成式AI應(yīng)用平臺(tái)時(shí)，巡視指導(dǎo)。發(fā)現(xiàn)、展示學(xué)生不同的體驗(yàn)成果，如對(duì)話、詩(shī)歌、作畫(huà)等。3.在學(xué)生分享啟示后，進(jìn)行小結(jié)。引導(dǎo)學(xué)生感受技術(shù)的原始創(chuàng)新和自主可控的重要性。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生對(duì)于類腦計(jì)算的概念相對(duì)比較陌生，通過(guò)視頻觀看與解析，有助于理解較抽象的概念。通過(guò)交流互動(dòng)可以幫助學(xué)生理解人工智能發(fā)展的新特征，通過(guò)人工智能平臺(tái)的體驗(yàn)活動(dòng)可以讓學(xué)生進(jìn)一步感受人工智能發(fā)展的特征。通過(guò)對(duì)“中國(guó)芯”案例的分析討論，引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到技術(shù)的原