人教版（2024）四年級全一冊信息科技28.大數(shù)據(jù)助力智能

教案

教學設(shè)計

基本信息

主題28.大數(shù)據(jù)助力智能學科信息科技

老師年級四年級

教學內(nèi)容分析

《大數(shù)據(jù)助力智能》這一課旨在向小學四年級的學生介紹大數(shù)據(jù)的基本

概念及其在現(xiàn)代智能技術(shù)中的重要作用。鑒于小學生的認知能力和興趣點,

本課將避免深入探討復雜的技術(shù)細節(jié)，而是通過生動有趣的實例和實踐活

動，讓學生感受到大數(shù)據(jù)如何像〃魔法〃一樣，讓機器變得更加聰明,從而

理解大數(shù)據(jù)與智能技術(shù)之間的緊密聯(lián)系。教學內(nèi)容將圍繞大數(shù)據(jù)的收集、處

理、分析以及具在智能識別、預測等方面的應用展開，力求讓學生在輕松愉

快的氛圍中掌握相關(guān)知識。

學情分析

小學四年級的學生正處于好奇心旺盛、求知欲強的階段，他們對周圍的

世界充滿7好奇，尤其對于新興科技有著濃厚的興趣。然而，由于年齡和經(jīng)

驗的限制，他們對于大數(shù)據(jù)、人工智能等復雜概念的理解能力有限。因此，

本課設(shè)計將采用直觀展示、動手操作、故事講述等多種教學方法，結(jié)合學生

生活實際,將抽象概念具體化、形象化,以便學生更好地理解和接受。

學習目標

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信息意識：讓學生認識到大數(shù)據(jù)在現(xiàn)代社會中的廣泛存在和重要性，了

解大數(shù)據(jù)與智能技術(shù)之間的關(guān)系。

計算思維：通過體驗活動，初步培養(yǎng)學生的邏輯思維和數(shù)據(jù)分析能力，

理解數(shù)據(jù)如何被用來解決問題。

數(shù)字化學習與創(chuàng)新：激發(fā)學生對大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)的興趣，鼓勵他們嘗

試利用數(shù)字化工具進行簡單的數(shù)據(jù)分析和創(chuàng)新應用。

信息社會責任:引導學生認識到在使用大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)時應遵守的倫

理規(guī)范，尊重他人隱私，不濫用技術(shù)。

教學重點

1.大數(shù)據(jù)在智能應用場景中的作用。

2.常見的大數(shù)據(jù)應用及相關(guān)功能。

3.發(fā)現(xiàn)人工智能應用所使用的大數(shù)據(jù)。

教學難點

人工智能應用所使用的大數(shù)據(jù)及其作用。

教學準備

具備上網(wǎng)條件的信息科技實驗室、多媒體課件等。

教學實施過程

情境導入

教師活動學生活動設(shè)計意圖

【教師活動1］教師提問：為什么用導【學生活動1】學生【設(shè)計意圖】

航軟件進行導航時，可以第一時間得到思考并回答，完成讓學生親身

最新的道路信息，方便地知道目前哪條課前預習任務。感知大數(shù)據(jù)

路最便捷，哪里在修路，哪里擁堵？在生活中的

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【教師小結(jié)】因為這些導航軟件收集了應用，了解大

全球二百多個國家和地區(qū)的位置數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的基本

并實時更新，導航軟件就是基十這些大特點,激發(fā)學

數(shù)據(jù)，為我們規(guī)劃的路線。生的學習興

大數(shù)據(jù)是具有數(shù)量巨大、類型多樣、處趣，為本節(jié)課

理時效短、存取速度快、應用價值高的的學習作鋪

海量數(shù)據(jù)的集合。大數(shù)據(jù)的〃大〃不僅墊。

是數(shù)量大，它還蘊含著無數(shù)寶藏，只待

人們?nèi)ネ诰?，而人工智能則是開啟這些

寶藏的一把鑰匙?？靵眢w驗人工智能的

應用，感受大數(shù)據(jù)對學習和生活的強大

助力吧！

教學活動體驗大數(shù)據(jù)的應用

教師活動學生活動設(shè)計意圖

1.初步感知〃拍照識花〃程序的應用?！驹O(shè)計意圖】

【教師活動2］播放視頻，讓學生了解【學生活動2】觀看通過實際操

用〃花伴侶〃〃識花君〃等小程序識別視頻并思考〃拍照作,讓學生對

植物的過程。然后引導學生說說〃拍照識花拍照識物"〃拍照識別〃

識花〃的識別步驟。的識別步驟。有更為直觀

【設(shè)計意圖】初步了解〃拍照識花〃的的感知。

識別步驟。

2.實際操作，體驗〃拍照識花〃的識【學生活動3】學生

別步驟。使用〃拍照識花〃

【教師活動3】展小幾張常見的花朵的程序進行識別，并

照片，看學生能否猜出分別是哪種花？總結(jié)出〃拍照識花〃

的識別步驟，完成

【學習活動一】。

教學活動發(fā)現(xiàn)〃拍照識花〃背后的數(shù)據(jù)

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教師活動學生活動設(shè)計意圖

1.了解〃拍照識花〃背后的數(shù)據(jù)支持

和原理?！緦W生活動4】借助【設(shè)計意圖】

【教師活動4】教師講解〃拍照識花〃中國植物圖像庫查了解〃拍照識

的原理，并概括為：采集花朵圖片——看其中的花朵圖像花〃背后的數(shù)

提取花朵的特征一一將其與圖像庫中庫數(shù)據(jù)，進一步了據(jù)支持和原

花朵的特征比對——輸出識別的結(jié)果。解〃拍照識花〃背理，鍛煉學生

［截止2025年1月20日，中國植物后的數(shù)據(jù)支持和原利用在線平

圖像庫已收錄各類植物圖片627科理，并完成【學習臺和數(shù)字設(shè)

7919屬85752種（含品種15721）活動二】。備獲取學習

19001650幅）］資源進行自

2.了解更多大數(shù)據(jù)的應用場景。我學習的能

【教師活動5】講解：根據(jù)〃拍照識花〃【學生活動5】說說力。

的原理，將〃花朵”改為〃人臉〃或“車自己了解的更多大【設(shè)計意圖】

輛〃，就可以在其他類似軟件中實現(xiàn)人數(shù)據(jù)的應用場景，啟發(fā)學生舉

臉識別或車輛識別等應用。并完成【學習活動一反三，發(fā)現(xiàn)

除了〃拍照識花〃外，識物技術(shù)的應用三】。更多的大數(shù)

范圍也很廣，如〃智能拍照識物〃不但據(jù)應用場景，

可以識別植物，還可以識別動物，甚至讓學生感受

生活物品。原理的通用

【案例一】通過手機大數(shù)據(jù)，根據(jù)某用性，感受大數(shù)

戶晚9點至早9點出現(xiàn)次數(shù)最多的地點據(jù)應用無處

可以推測該用戶的居住地，根據(jù)某用戶不在。

早9點至晚9點出現(xiàn)次數(shù)最多的地點可

以推測該用戶的工作地。

【案例二】一些課程學習網(wǎng)站會根據(jù)我

們做錯的題目進行有針對性的練習和

課程推送。

【案例三】在體檢時，醫(yī)院會根據(jù)你所

體檢的項目進行大數(shù)據(jù)分析，自動為你

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規(guī)劃用時最短的項目順序，實現(xiàn)智能體

檢，告別以刖旨目、扎堆現(xiàn)象。

教學活動思考機器計算和人工計算的異同

教師活動學生活動設(shè)計意圖

1.了解圍棋類智能對奔產(chǎn)品學會下棋

的過程。【學生活動6】交流【設(shè)計意圖】

【教師活動6】引導學生討論圍棋類智討論圍棋類智能對讓學生了解

能對弈產(chǎn)品是怎樣學會下棋的。弈產(chǎn)品是怎樣學會圍棋類智能

【教師小結(jié)】圍棋類智能對弈產(chǎn)品學會下棋的，對奕產(chǎn)品學

下棋的過程主要依賴于人工智能技術(shù)會下棋的過

的兩大核心——深度學習和強化學習,程，感知機器

以及大量的棋局數(shù)據(jù)，學習的過程包括計算和人工

學習規(guī)則、觀察學習、自己練習、記住計算的異同。

經(jīng)驗、預測未來、不斷進步等步驟。圍

棋類智能對弈產(chǎn)品使用大量的圍棋棋

局數(shù)據(jù)不斷積累經(jīng)驗，訓練深度學習模

型，優(yōu)化下棋策略，這些棋局數(shù)據(jù)可以【學生活動7】交流

來自與人類棋手的對弈記錄，也可以通討論：大數(shù)據(jù)如何

過自我對弈生成。讓機器變得更〃聰【設(shè)計意圖】

2.大數(shù)據(jù)在圍棋類智能對弈產(chǎn)品中所明〃？大數(shù)據(jù)在圍讓學生感受

起到的作用。棋類智能對弈產(chǎn)品大數(shù)據(jù)在圍

【教師活動7】教師引導學生交流討論：中起到什么作用？棋類智能對

大數(shù)據(jù)如何讓機器變得更〃聰明〃？大并完成【學習活動弈產(chǎn)品中所

數(shù)據(jù)在圍棋類智能對弈產(chǎn)品中起到什四】。起到的作用。

么作用？

講解：大數(shù)據(jù)如何讓機器變得更〃聰

明〃？阿爾法圍棋結(jié)合數(shù)白萬人類圍棋

專家的棋譜數(shù)據(jù)，用了3000萬盤比賽

作為訓練數(shù)據(jù)，自我博外超過100萬

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次，有了這些大數(shù)據(jù)支持，使得阿爾法

圍棋知道怎么走最有利。不斷提升預測

下一步的能力，其第二代版本在2016

年以4:1的總比分贏得了和人類圍棋

世界冠軍棋手的比賽。

阿爾法圍棋的最后一代版本——

AlphaGoZero,在完全摒棄人類棋譜

數(shù)據(jù)的前提下，經(jīng)過3天490萬盤的

自我博弈后，以100:0完勝阿爾法圍【學生活動8】交流

棋第二代版本。討論，并完成【學【設(shè)計意圖】

通過以上，我們可以看出，在人_L智能習活動五】。了解大數(shù)據(jù)

的應用中，對大數(shù)據(jù)的使用并不一定越分析對于學

多越好，阿爾法圍棋的前幾代用了習生活的作

3000萬盤比賽作為訓練數(shù)據(jù)，自我博用，感知更多

弈超過100萬次，而最后一代版本僅經(jīng)大數(shù)據(jù)分析

過3天490萬盤的自我博弈卻取勝之的智能應用

前版本，所以數(shù)據(jù)的品質(zhì)、方法的設(shè)計場景。

也是影響性能的重要因素。

3.大數(shù)據(jù)分析的應用。

【教師活動8】介紹大數(shù)據(jù)分析在體育

項目中的應用，以及使用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)科

學訓練的案例。然后引導學生說說大數(shù)

據(jù)分析在學習生活中的應用。

【案例一】在籃球項目中，通過分析大

量的比賽視頻和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以精確地

了解球員在場上的位置、投籃成功率以

及對手的弱點。

【案例二】在足球項目中，通過分析球

員的跑動路徑、傳球成功率和防守位置

等數(shù)據(jù)，可以制定更精準的訓練計劃和

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比賽策略。

【案例三】在游泳項目中，通過分析肢

體運動的角度、力量分布和水的阻力等

數(shù)據(jù)，可以調(diào)整運動員的泳姿以提高速

度。

【案例四】大數(shù)據(jù)分析對于教育教學的

作用也是巨大的，如：可以進行個性化

教學，通過大數(shù)據(jù)分析收集學生的學習

數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、社會據(jù)等,通過全

面分析，了解學生的學習狀態(tài)、興趣愛

好、潛在問題等，提供個性化的教學方

案和輔導計劃，自動調(diào)整學習內(nèi)容和難

度，以適應學生的實際水平，從而提高

學習效果。

應用提升

教師活動學生活動設(shè)計意圖

了解大數(shù)據(jù)在黑洞〃畫像〃中的作用。

【教師活動9］教師介紹：2022年5【學生活動9】自主

月12日晚9時