第9課人工智能發(fā)展浙教版九年級(jí)上冊(cè)教學(xué)目標(biāo)實(shí)踐意識(shí)：通過(guò)對(duì)智能環(huán)保系統(tǒng)的暢想、設(shè)計(jì)和規(guī)劃，學(xué)生學(xué)習(xí)如何面對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題，并通過(guò)創(chuàng)新思維來(lái)提出解決方案。這種實(shí)踐意識(shí)能夠幫助學(xué)生提高問(wèn)題解決能力，并培養(yǎng)創(chuàng)新思維。學(xué)生需要不斷嘗試新的方法和技術(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品方案。這種實(shí)踐意識(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新能力。教學(xué)目標(biāo)社會(huì)責(zé)任：在對(duì)智能環(huán)保系統(tǒng)的暢想中，學(xué)生需要思考如何運(yùn)用技術(shù)來(lái)解決社會(huì)問(wèn)題，如環(huán)境保護(hù)、資源利用等。這種實(shí)踐能夠幫助學(xué)生更好地理解技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系，并意識(shí)到技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要影響。學(xué)生需要關(guān)注智能環(huán)保系統(tǒng)的社會(huì)影響，包括對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等方面的影響。這種實(shí)踐意識(shí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。新知導(dǎo)入人工智能時(shí)代已然到來(lái)，讓我們共同暢想2050年在人工智能驅(qū)動(dòng)下的世界將會(huì)是怎樣一幅圖景。新知導(dǎo)入1.你熟悉的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作有何不足?人工智能是否可以助力智能環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理?2.要設(shè)計(jì)一個(gè)智能系統(tǒng),你覺(jué)得需要哪些學(xué)科的知識(shí)和技能?新知導(dǎo)入我們熟悉的語(yǔ)音識(shí)別和圖像識(shí)別在應(yīng)用中存在以下安全隱患：生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作在當(dāng)前雖然取得了一定成效，但仍存在一些不足之處。以下是一些常見(jiàn)的不足之處：321預(yù)警和響應(yīng)機(jī)制不完善監(jiān)測(cè)手段有限數(shù)據(jù)處理能力不足新知導(dǎo)入我們熟悉的語(yǔ)音識(shí)別和圖像識(shí)別在應(yīng)用中存在以下安全隱患：人工智能可以助力智能環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理。在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，人工智能可以通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)設(shè)備收集環(huán)境數(shù)據(jù)，并結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。這種技術(shù)可以及時(shí)獲取環(huán)境質(zhì)量、空氣污染、水質(zhì)變化等信息，有助于提前預(yù)警環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)環(huán)境管理和決策，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施。在環(huán)境管理方面，人工智能可以提供對(duì)環(huán)境污染源的智能識(shí)別和追蹤，從而幫助環(huán)保部門更好地掌握污染源的情況。此外，人工智能還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境治理方案的智能優(yōu)化和推薦，為政府和企業(yè)提供決策支持和指導(dǎo)，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的實(shí)施。新知導(dǎo)入要設(shè)計(jì)一個(gè)智能系統(tǒng),需要以下學(xué)科的知識(shí)和技能：構(gòu)建智能系統(tǒng)的架構(gòu)、開(kāi)發(fā)高效的算法和確保系統(tǒng)安全計(jì)算機(jī)科學(xué)確保系統(tǒng)的公正性和透明性倫理學(xué)與法律自動(dòng)適應(yīng)、預(yù)測(cè)和決策的智能系統(tǒng)人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理、測(cè)試與驗(yàn)證以及系統(tǒng)集成工程學(xué)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型、監(jiān)控系統(tǒng)性能以及優(yōu)化決策過(guò)程數(shù)據(jù)科學(xué)理解算法的工作原理，并開(kāi)發(fā)新的優(yōu)化方法數(shù)學(xué)新知講解相關(guān)知識(shí)暢想未來(lái)智能場(chǎng)景設(shè)計(jì)未來(lái)智能產(chǎn)品新知講解

人工智能技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)據(jù)和算力資源日益豐富，應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓新，為開(kāi)展人工智能場(chǎng)景創(chuàng)新奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。生態(tài)環(huán)境保護(hù)既是發(fā)展問(wèn)題，也是民生問(wèn)題。隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展，人們迫切需要利用新技術(shù)破解生態(tài)環(huán)境保護(hù)難題，助力改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

智慧環(huán)保將互聯(lián)互通、協(xié)調(diào)一致的理念與生態(tài)環(huán)境多元感知技術(shù)和人工智能技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)治理工具智能化和治理決策科學(xué)化，搭建“智慧環(huán)保系統(tǒng)”,提升環(huán)境管理精細(xì)化與智慧化水平。親身體驗(yàn)全班同學(xué)分成若干小組，組內(nèi)明確分工，協(xié)同工作，包括資料搜集、應(yīng)用暢想、方案策劃和創(chuàng)意表達(dá)等。頭腦風(fēng)暴階段可體驗(yàn)在線會(huì)議，使用思維導(dǎo)圖在線協(xié)同。新知講解智能環(huán)保系統(tǒng)構(gòu)建起生態(tài)環(huán)境“大監(jiān)測(cè)”,通過(guò)環(huán)境實(shí)時(shí)感知監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。1.大氣環(huán)境管理。采集各類大氣檢測(cè)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣質(zhì)量、揮發(fā)性有機(jī)物、顆粒物、餐飲油煙、揚(yáng)塵等的全面監(jiān)測(cè)監(jiān)管。通過(guò)多源數(shù)據(jù)的交互應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)影響大氣環(huán)境質(zhì)量的污染源頭，提升區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)管水平。一、場(chǎng)景應(yīng)用暢想新知講解2.水環(huán)境管理。對(duì)地表水、地下水和城市黑臭水體等水質(zhì)監(jiān)測(cè)，明確水質(zhì)變化情況?？衫眠b感遙測(cè)技術(shù)，主動(dòng)識(shí)別海洋污染，研判水質(zhì)情況及變化趨勢(shì)。3.污染源管理。對(duì)排污企業(yè)進(jìn)行監(jiān)管，使用無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星航拍、高空視頻監(jiān)控等手段，實(shí)現(xiàn)全方位物聯(lián)監(jiān)控和多維度精準(zhǔn)預(yù)警。一、場(chǎng)景應(yīng)用暢想親身體驗(yàn)通過(guò)在線協(xié)作平臺(tái)進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，小組討論智能環(huán)保系統(tǒng)在典型業(yè)務(wù)場(chǎng)景中應(yīng)具有的功能及技術(shù)手段。表10-1典型業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景特定場(chǎng)景應(yīng)具有的功能設(shè)備或技術(shù)手段涉及的學(xué)科要素分析安全因素分析工業(yè)排放監(jiān)測(cè)、城市垃圾管理、自然生態(tài)保護(hù)、水資源管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、預(yù)警預(yù)測(cè)、決策支持傳感器網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)新知講解1.生態(tài)環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)使用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、5G、衛(wèi)星定位等技術(shù)，采集空氣、地表水、污染源、輻射等環(huán)境信息，對(duì)采集的各種環(huán)境信息進(jìn)行智能診斷、分析、預(yù)警等，實(shí)現(xiàn)覆蓋水、氣、聲、渣、輻射等的一體化生態(tài)環(huán)境檢測(cè)傳輸網(wǎng)。二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)新知講解2.數(shù)據(jù)資源中心使用高性能計(jì)算分析，對(duì)跨地域、跨行業(yè)的海量生態(tài)環(huán)境業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整合、存儲(chǔ)、分析、管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全面互聯(lián)共享，為智慧應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)新知講解3.智慧應(yīng)用通過(guò)全面整合的環(huán)境數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建生態(tài)環(huán)境大屏可視化展示，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反映環(huán)境質(zhì)量狀況及變化趨勢(shì)，對(duì)目標(biāo)未達(dá)成的情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)警并進(jìn)行影響成因分析。將各類監(jiān)測(cè)報(bào)警、分析預(yù)警、環(huán)保舉報(bào)等信息統(tǒng)一接入系統(tǒng)，進(jìn)行智能研判分析，生成相應(yīng)的環(huán)境處置任務(wù)事件，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一管理并實(shí)現(xiàn)智能化支持，為環(huán)保部門進(jìn)行環(huán)境治理提供決策依據(jù)。二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)新知講解4.用戶根據(jù)用戶的屬性(如政府用戶、企業(yè)用戶、個(gè)人用戶等)分別定制不同的個(gè)性化展示內(nèi)容，提供個(gè)人工作臺(tái)、消息推送等功能。二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)新知講解二、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)親身體驗(yàn)通過(guò)在線協(xié)作平臺(tái)進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，小組討論針對(duì)不同用戶可開(kāi)發(fā)的APP名稱及具體功能描述。表10-2討論記錄表用戶APP名稱功能環(huán)保愛(ài)好者和關(guān)心環(huán)境質(zhì)量的公眾EcoGuard實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)展示環(huán)保知識(shí)普及環(huán)保行動(dòng)指南社區(qū)互動(dòng)與分享環(huán)保挑戰(zhàn)與激勵(lì)新知講解以水質(zhì)監(jiān)測(cè)為例，設(shè)計(jì)智能化無(wú)人船，能及時(shí)抵達(dá)淺水區(qū)域和污染地帶等具有危險(xiǎn)的水域，實(shí)現(xiàn)航路規(guī)劃、自主航行、水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)視和檢測(cè)、圖像采集和檢測(cè)、污水處理、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。三、智能檢測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新知講解1.智能產(chǎn)品功能模塊設(shè)備按功能可劃分為三個(gè)模塊:負(fù)責(zé)自動(dòng)巡航、定位和無(wú)線通信服務(wù)的無(wú)人船端;負(fù)責(zé)對(duì)水質(zhì)、生態(tài)環(huán)境等各種綜合數(shù)據(jù)的采集與分析，對(duì)水質(zhì)處理劑投入、進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和調(diào)控的地上終端;負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息管理的云服務(wù)器平臺(tái)。三、智能檢測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)新知講解2.智能產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)展望無(wú)人船的人工智能算法需更好的可解釋性，向無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)展，提高自身的自主學(xué)習(xí)能力，能適應(yīng)更多復(fù)雜場(chǎng)景。人工智能算法所使用的數(shù)據(jù)集內(nèi)容更專業(yè)化、多維化和精細(xì)化。三、智能檢測(cè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)際演練小組成員分別完成各個(gè)模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。進(jìn)一步分析智能化無(wú)人船各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)指標(biāo)、性能指標(biāo);制定各個(gè)模塊的硬件方案和軟件方案。小組內(nèi)協(xié)同完成技術(shù)方案文件，選擇合適的方式進(jìn)行發(fā)布。小組分享，方案評(píng)估，論證展示，客觀評(píng)價(jià)，并思考后續(xù)完善的方向。實(shí)際演練智能化無(wú)人船技術(shù)方案一、設(shè)備模塊設(shè)計(jì)二、軟硬件環(huán)境設(shè)計(jì)三、智能化技術(shù)應(yīng)用四、安全方案構(gòu)想實(shí)際演練表10-3方案評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)條目說(shuō)明評(píng)分(1-10分)評(píng)分主要依據(jù)后續(xù)完善方向方案設(shè)計(jì)場(chǎng)景設(shè)置合理，軟硬件方案制定有據(jù)，系統(tǒng)簡(jiǎn)介清晰，關(guān)注項(xiàng)目安全性。支撐材料支撐材料科學(xué)、可靠、豐富，能夠很好地支撐方案論證。論證過(guò)程表述簡(jiǎn)明扼要，內(nèi)在邏輯關(guān)系清晰。后續(xù)建議面對(duì)人工智能的發(fā)展，能提出理性而有價(jià)值的完善建議。隨堂練習(xí)思考設(shè)計(jì)的產(chǎn)品有可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。拓展延伸曾經(jīng)OpenAI的聯(lián)合創(chuàng)始人馬斯克，面對(duì)AI他會(huì)有著怎么樣的思考？課堂總結(jié)在這堂充滿創(chuàng)意與探索的課程中，我們深入探討了人工智能在不同場(chǎng)景中的應(yīng)用，并具體以水質(zhì)監(jiān)測(cè)為例，設(shè)計(jì)了一款智能化無(wú)人船。這不僅僅是一次技術(shù)的學(xué)習(xí)，更是一次對(duì)未來(lái)科技發(fā)展的暢想。課堂總結(jié)在暢想AI應(yīng)用的同時(shí)，我們也深入探討了系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)。一個(gè)成功的AI應(yīng)用，離不開(kāi)合理的系統(tǒng)架構(gòu)支持。我們學(xué)習(xí)了如何根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的需求，設(shè)計(jì)出高效、穩(wěn)定、可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)。這包括數(shù)據(jù)收集、處理、分析、決策等多個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。只有這些環(huán)節(jié)協(xié)同工作，才能確保AI應(yīng)用的順利運(yùn)行。課堂總結(jié)作為本堂課的重點(diǎn)，我們還以水質(zhì)監(jiān)測(cè)為例，設(shè)計(jì)了一款智能化無(wú)人船。這款無(wú)人船集成了多種傳感器和AI算法，能夠自主巡航、自動(dòng)采樣、實(shí)時(shí)分析水質(zhì)數(shù)據(jù)，并將結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸?shù)皆贫似脚_(tái)。通過(guò)這款無(wú)人船，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水域的快速、準(zhǔn)確、全面的監(jiān)測(cè)，為保護(hù)水資源提供有力支持。課堂總結(jié)通過(guò)這堂課的學(xué)習(xí)，我們不僅掌握了相關(guān)的知識(shí)和技能，更激發(fā)了對(duì)未來(lái)科技發(fā)展的無(wú)限憧憬。人工智能作為引領(lǐng)未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵力量，將為我們創(chuàng)造更加美好的未來(lái)。同時(shí)，我們也意識(shí)到，在追求科技進(jìn)步的同時(shí)，我們也應(yīng)該關(guān)注其對(duì)社會(huì)、環(huán)境等方面的影響，確?？萍?/p>