《人工智能與教育實(shí)踐》第三章教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)（2次課，每次2學(xué)時(shí)）二、授課題目：人工智能如何演進(jìn)至今三、內(nèi)容分析（一）教學(xué)內(nèi)容地位本章承接第二章學(xué)習(xí)人工智能的必要性認(rèn)知，從歷史發(fā)展的縱向維度深入探究人工智能的演進(jìn)脈絡(luò)。通過(guò)追溯從古希臘哲學(xué)思辨到現(xiàn)代大模型突破的完整歷程，幫助學(xué)生建立人工智能發(fā)展的歷史坐標(biāo)系，理解技術(shù)演進(jìn)的客觀規(guī)律，為后續(xù)章節(jié)的技術(shù)原理學(xué)習(xí)和教育應(yīng)用實(shí)踐奠定歷史認(rèn)知基礎(chǔ)。（二）知識(shí)結(jié)構(gòu)分析本章圍繞"哲學(xué)奠基→技術(shù)突破→學(xué)科誕生→波浪發(fā)展→現(xiàn)代突破"的歷史主線展開：哲學(xué)奠基：亞里士多德邏輯學(xué)、萊布尼茨符號(hào)演算、布爾代數(shù)構(gòu)建理論基礎(chǔ)技術(shù)突破：圖靈機(jī)理論、馮·諾依曼架構(gòu)、香農(nóng)信息論奠定計(jì)算基礎(chǔ)學(xué)科誕生：1956年達(dá)特茅斯會(huì)議確立人工智能獨(dú)立學(xué)科地位波浪發(fā)展：經(jīng)歷"三起兩落"的技術(shù)成熟曲線和周期性發(fā)展規(guī)律現(xiàn)代突破：深度學(xué)習(xí)革命與大模型范式開啟智能化新時(shí)代（三）思政元素融入點(diǎn)創(chuàng)新精神與科學(xué)品格：通過(guò)人工智能發(fā)展的"三起兩落"歷程培養(yǎng)堅(jiān)韌不拔的科學(xué)品格文化自信與道路自信：展示中國(guó)古代智慧思想對(duì)現(xiàn)代人工智能的啟發(fā)作用歷史唯物主義教育：運(yùn)用歷史發(fā)展規(guī)律認(rèn)識(shí)技術(shù)進(jìn)步的必然性和曲折性四、學(xué)情分析（一）學(xué)生基礎(chǔ)分析認(rèn)知基礎(chǔ)：已理解人工智能基本概念和學(xué)習(xí)必要性，具備一定歷史分析能力實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：對(duì)ChatGPT等現(xiàn)代AI工具有使用體驗(yàn)，但缺乏歷史發(fā)展認(rèn)知學(xué)習(xí)興趣：對(duì)技術(shù)發(fā)展史和科學(xué)家故事感興趣，但可能缺乏深層理解能力特點(diǎn)：具備基本的時(shí)間線思維和因果關(guān)系分析能力（二）學(xué)習(xí)困難預(yù)判歷史跨度理解：2400年的發(fā)展歷程跨度大，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)多，梳理困難技術(shù)演進(jìn)邏輯：從哲學(xué)思辨到工程實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)化過(guò)程抽象性強(qiáng)周期性規(guī)律把握："三起兩落"的發(fā)展規(guī)律理解需要辯證思維現(xiàn)代技術(shù)突破：深度學(xué)習(xí)和大模型的技術(shù)原理相對(duì)復(fù)雜五、教學(xué)目標(biāo)及要求（一）知識(shí)目標(biāo)理解人工智能的哲學(xué)與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，掌握亞里士多德邏輯學(xué)、萊布尼茨符號(hào)語(yǔ)言和布爾代數(shù)的奠基性貢獻(xiàn)掌握?qǐng)D靈計(jì)算理論、馮·諾依曼架構(gòu)和香農(nóng)信息論對(duì)人工智能的理論支撐作用認(rèn)識(shí)達(dá)特茅斯會(huì)議在確立人工智能學(xué)科地位中的關(guān)鍵作用及其核心議題分析人工智能早期發(fā)展的曲折歷程及其反映的學(xué)科演進(jìn)規(guī)律掌握深度學(xué)習(xí)與大語(yǔ)言模型在當(dāng)代人工智能發(fā)展中的核心地位（二）能力目標(biāo)歷史分析能力：能夠運(yùn)用歷史唯物主義觀點(diǎn)分析技術(shù)發(fā)展規(guī)律邏輯推理能力：能夠理解從哲學(xué)思想到技術(shù)實(shí)現(xiàn)的演進(jìn)邏輯趨勢(shì)判斷能力：能夠基于歷史規(guī)律預(yù)判人工智能未來(lái)發(fā)展方向批判思維能力：能夠客觀評(píng)價(jià)技術(shù)發(fā)展中的成功與挫折（三）素養(yǎng)目標(biāo)科學(xué)精神：培養(yǎng)面對(duì)技術(shù)挫折的堅(jiān)韌不拔和持續(xù)創(chuàng)新的科學(xué)品格歷史意識(shí)：建立技術(shù)發(fā)展的歷史觀和長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光文化自信：認(rèn)識(shí)中華文明對(duì)人工智能發(fā)展的重要貢獻(xiàn)辯證思維：理解技術(shù)發(fā)展的波浪式前進(jìn)和螺旋式上升規(guī)律六、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)智能思想的哲學(xué)奠基：亞里士多德形式邏輯、萊布尼茨通用符號(hào)演算、布爾代數(shù)計(jì)算理論突破：圖靈機(jī)模型、馮·諾依曼體系架構(gòu)、香農(nóng)信息論達(dá)特茅斯會(huì)議與人工智能學(xué)科誕生的歷史意義深度學(xué)習(xí)革命與大模型范式崛起的技術(shù)突破（二）教學(xué)難點(diǎn)人工智能發(fā)展的波浪式規(guī)律理解（三起兩落的周期性特征）深度學(xué)習(xí)技術(shù)躍遷的底層機(jī)制分析大模型時(shí)代范式轉(zhuǎn)換的本質(zhì)特征從符號(hào)主義到連接主義再到深度學(xué)習(xí)的技術(shù)范式演進(jìn)邏輯七、教學(xué)方法（一）主要教學(xué)方法歷史敘事法：通過(guò)生動(dòng)的歷史故事串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)案例對(duì)比法：運(yùn)用Eliza與ChatGPT對(duì)比揭示技術(shù)躍遷視頻展示法：利用多媒體資源增強(qiáng)歷史感知時(shí)間線構(gòu)建法：通過(guò)可視化工具梳理發(fā)展脈絡(luò)（二）教學(xué)組織形式講授與體驗(yàn)結(jié)合：歷史講解（40%）+案例分析（25%）+實(shí)踐制作（25%）+討論交流（10%）理論與實(shí)際并重：強(qiáng)化歷史認(rèn)知與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的聯(lián)系八、教學(xué)準(zhǔn)備（一）技術(shù)準(zhǔn)備多媒體教室設(shè)備，支持高清視頻播放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，支持在線工具訪問(wèn)時(shí)間線制作工具演示準(zhǔn)備（創(chuàng)客貼等）（二）資源準(zhǔn)備人工智能發(fā)展歷程紀(jì)錄片片段科學(xué)家肖像和重要事件圖片素材Eliza與ChatGPT對(duì)話演示材料歷史事件案例庫(kù)和參考資料（三）材料準(zhǔn)備時(shí)間線制作模板和指導(dǎo)手冊(cè)關(guān)鍵歷史事件信息表分組討論議題清單九、教學(xué)過(guò)程第一次課（90分鐘）：哲學(xué)奠基與技術(shù)突破9.1教學(xué)導(dǎo)入（15分鐘）環(huán)節(jié)1：時(shí)空對(duì)話（8分鐘）展示Eliza（1966年）與ChatGPT（2022年）的對(duì)話對(duì)比提出核心問(wèn)題：從簡(jiǎn)單模式匹配到智能涌現(xiàn)，人工智能經(jīng)歷了怎樣的演進(jìn)歷程？環(huán)節(jié)2：歷史追問(wèn)（7分鐘）播放人工智能發(fā)展簡(jiǎn)史視頻片段引發(fā)思考：今日的AI奇跡源于怎樣的思想長(zhǎng)征？思政融入點(diǎn)：通過(guò)展示中國(guó)古代四大發(fā)明等對(duì)現(xiàn)代科技的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信。9.2教學(xué)展開（65分鐘）模塊一：智能思想的哲學(xué)奠基與數(shù)理準(zhǔn)備（25分鐘）子模塊1.1：亞里士多德形式邏輯的理性啟蒙（8分鐘）展示亞里士多德肖像和《工具論》分析三段論邏輯的推理機(jī)制連接現(xiàn)代專家系統(tǒng)的知識(shí)表示方法子模塊1.2：萊布尼茨通用符號(hào)演算的藍(lán)圖構(gòu)想（8分鐘）介紹"普遍符號(hào)語(yǔ)言"概念展示二進(jìn)制數(shù)制的發(fā)明意義鏈接現(xiàn)代符號(hào)主義人工智能發(fā)展子模塊1.3：布爾代數(shù)的計(jì)算機(jī)邏輯實(shí)現(xiàn)路徑（9分鐘）演示布爾代數(shù)基本運(yùn)算（與、或、非）分析邏輯門電路的設(shè)計(jì)原理強(qiáng)調(diào)布爾代數(shù)作為人工智能"邏輯基因"的作用思政融入點(diǎn)：通過(guò)分析中國(guó)古代邏輯思想（如墨家邏輯、《易經(jīng)》二進(jìn)制思想）對(duì)現(xiàn)代人工智能的啟發(fā)，培養(yǎng)文化自信。模塊二：計(jì)算理論與硬件體系的雙重突破（40分鐘）子模塊2.1：圖靈機(jī)模型與可計(jì)算性理論（15分鐘）圖靈機(jī)工作原理動(dòng)畫演示圖靈測(cè)試的提出與現(xiàn)代意義GPT-4.5通過(guò)圖靈測(cè)試的最新進(jìn)展子模塊2.2：馮·諾依曼體系架構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)（12分鐘）馮·諾依曼架構(gòu)五大組件分析存儲(chǔ)程序概念的革命性意義現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的延續(xù)與發(fā)展子模塊2.3：香農(nóng)信息論對(duì)通信本質(zhì)的揭示（13分鐘）信息熵、比特等核心概念介紹信息論在機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用跨學(xué)科影響和現(xiàn)代價(jià)值9.3課堂討論與小結(jié)（10分鐘）小組討論：哲學(xué)思想如何轉(zhuǎn)化為技術(shù)實(shí)現(xiàn)？學(xué)生分享觀點(diǎn)，教師引導(dǎo)總結(jié)強(qiáng)調(diào)：理論基礎(chǔ)決定技術(shù)高度第二次課（90分鐘）：學(xué)科誕生與現(xiàn)代突破9.4復(fù)習(xí)導(dǎo)入（10分鐘）回顧上節(jié)課核心要點(diǎn)引入問(wèn)題：人工智能如何從理論走向?qū)嵺`？9.5教學(xué)展開（70分鐘）模塊三：達(dá)特茅斯會(huì)議與人工智能學(xué)科誕生（15分鐘）子模塊3.1：歷史背景與會(huì)議組織（7分鐘）1950年代計(jì)算機(jī)發(fā)展?fàn)顩r會(huì)議發(fā)起人和參與者介紹"人工智能"概念的正式提出子模塊3.2：會(huì)議成果與歷史意義（8分鐘）研究方向的確定和分工學(xué)科基礎(chǔ)的奠定對(duì)后續(xù)發(fā)展的深遠(yuǎn)影響模塊四：技術(shù)演進(jìn)的波浪式發(fā)展規(guī)律（30分鐘）子模塊4.1：邏輯推理主導(dǎo)的早期繁榮期（1956-1974）（8分鐘）符號(hào)主義學(xué)派的興起"邏輯理論家"等早期成果過(guò)度樂(lè)觀的預(yù)期與現(xiàn)實(shí)落差子模塊4.2：人工智能的第一次發(fā)展低谷（1974-1980）（7分鐘）技術(shù)瓶頸與資金削減《萊特希爾報(bào)告》的影響研究方向的調(diào)整與反思子模塊4.3：專家系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的復(fù)興浪潮（1980-1993）（8分鐘）專家系統(tǒng)的商業(yè)化成功神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的重新興起知識(shí)工程方法論的確立子模塊4.4：人工智能的第二次發(fā)展低谷（1987-1993）（7分鐘）專家系統(tǒng)的局限性暴露LISP機(jī)器市場(chǎng)的崩盤務(wù)實(shí)主義路線的轉(zhuǎn)向思政融入點(diǎn)：通過(guò)分析"三起兩落"的發(fā)展歷程，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)韌不拔的科學(xué)品格和百折不撓的創(chuàng)新精神。模塊五：深度學(xué)習(xí)革命與大模型范式崛起（25分鐘）子模塊5.1：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)復(fù)興與突破（8分鐘）反向傳播算法的提出大數(shù)據(jù)、算力、算法三大推動(dòng)力ImageNet競(jìng)賽的歷史性突破子模塊5.2：深度學(xué)習(xí)的技術(shù)躍遷（10分鐘）CNN、RNN、Transformer架構(gòu)演進(jìn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的再次崛起AlphaGo、AlphaFold等里程碑應(yīng)用子模塊5.3：大模型時(shí)代范式的確立（7分鐘）GPT系列的發(fā)展歷程多模態(tài)大模型的突破開源與閉源發(fā)展模式全球大模型競(jìng)爭(zhēng)格局思政融入點(diǎn)：結(jié)合中國(guó)在深度學(xué)習(xí)、大模型等領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)，如百度飛槳、阿里通義千問(wèn)等，增強(qiáng)學(xué)生的科技自信。9.6綜合實(shí)踐與總結(jié)（10分鐘）介紹"人工智能發(fā)展歷程可視化時(shí)間線"實(shí)訓(xùn)任務(wù)說(shuō)明制作要求和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)：歷史是最好的教科書9.7課后作業(yè)核心作業(yè)：完成"人工智能發(fā)展歷程可視化時(shí)間線"主題實(shí)訓(xùn)拓展閱讀：《人工智能極簡(jiǎn)史》相關(guān)章節(jié)思考作業(yè)：撰寫“從AI發(fā)展史看技術(shù)創(chuàng)新規(guī)律”（800字）十、教學(xué)評(píng)價(jià)（一）評(píng)價(jià)維度評(píng)價(jià)維度具體指標(biāo)權(quán)重歷史認(rèn)知哲學(xué)基礎(chǔ)理解、技術(shù)突破把握、發(fā)展脈絡(luò)梳理30%規(guī)律分析周期性特征認(rèn)識(shí)、演進(jìn)邏輯理解25%實(shí)踐制作時(shí)間線完整性、信息準(zhǔn)確性、呈現(xiàn)效果30%參與表現(xiàn)討論積極性、思考深度、合作效果15%（二）評(píng)價(jià)方法過(guò)程性評(píng)價(jià)：課堂討論參與度、歷史事件分析質(zhì)量實(shí)踐評(píng)價(jià)：時(shí)間線制作的完整性和創(chuàng)新性總結(jié)評(píng)價(jià)：發(fā)展規(guī)律認(rèn)識(shí)的深度和準(zhǔn)確性同伴評(píng)價(jià)：小組協(xié)作中的貢獻(xiàn)度（三）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀（90-100分）深刻理解歷史發(fā)展脈絡(luò)，準(zhǔn)確把握演進(jìn)規(guī)律，時(shí)間線制作精美完整，積極參與課堂活動(dòng)良好（80-89分）基本理解核心歷史事件，能夠分析發(fā)展趨勢(shì)，時(shí)間線制作質(zhì)量較高中等（70-79分）歷史認(rèn)知基本正確，參與討論一般，作業(yè)完成質(zhì)量中等需改進(jìn)（60-69分）理解不夠深入，參與度不高，需要更多指導(dǎo)和練習(xí)十一、教學(xué)反思（一）預(yù)期反思點(diǎn)歷史縱深感知：學(xué)生對(duì)AI發(fā)展歷程的宏觀把握是否到位？規(guī)律認(rèn)知深度：對(duì)“三起兩落”發(fā)展規(guī)律的理解是否足夠深刻？現(xiàn)代技術(shù)理解：對(duì)深度學(xué)習(xí)和大模型突破的認(rèn)知是否準(zhǔn)確？實(shí)踐效果評(píng)估：時(shí)間線制作是否有效促進(jìn)了歷史認(rèn)知？（二）持