2019人教版 高中信息技术 选择性必修4 人工智能初步《第1章 人工智能概述》大单元整体教学设计2020课标

人教版高中信息技术选择性必修4人工智能初步《第1章人工智能概述》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》中的选择性必修4《人工智能初步》模块，旨在让学生了解和掌握人工智能的基础知识和应用，感受人工智能技术的快速发展及其对社会的深远影响。本章《第1章人工智能概述》作为该模块的开篇，扮演着至关重要的角色。通过本章的学习，学生将初步认识人工智能的概念、发展历程、基本特征及其广泛应用，为后续深入学习人工智能的相关知识奠定坚实的基础。教学内容主要包括以下几个部分：初识人工智能：通过生活中的实际案例，如人脸识别、语音翻译等，引导学生理解人工智能的基本概念，感受人工智能技术的广泛应用。人工智能的基本特征：详细阐述人工智能的基本特征，包括由人类设计、为人类服务，能感知环境、能产生反应等，帮助学生深入理解人工智能的本质。人工智能发展历程和现状：回顾人工智能的发展历程，分析各个阶段的重要事件和标志性成果，同时介绍当前人工智能的发展现状，包括智能接口技术、大规模并行计算、大数据技术等。人工智能研究内容与应用：介绍人工智能的主要研究内容，如知识表示、专家系统、人工神经网络等，并通过具体案例展示人工智能在各个领域的应用，如智能家居、智能交通、智能安防等。（二）单元内容分析本章内容以“人工智能概述”为主题，从多个角度全面介绍了人工智能的基础知识。通过生活中的实际案例，让学生感受到人工智能技术的广泛应用和巨大潜力，同时通过对人工智能发展历程和现状的梳理，让学生了解到人工智能技术的快速发展和不断创新。本章还详细介绍了人工智能的基本特征和研究内容，为学生后续深入学习人工智能提供了理论支持。在单元内容安排上，本章注重理论与实践相结合，通过具体案例和实践活动，帮助学生深入理解人工智能的相关知识。本章还注重培养学生的信息素养和创新能力，鼓励学生积极探索人工智能的新应用和新领域。（三）单元内容整合为了让学生更好地理解和掌握本章内容，需要对单元内容进行整合和优化。具体整合思路如下：主题引领，案例支撑：以“人工智能概述”为主题，通过生活中的实际案例和典型应用，引导学生逐步深入了解人工智能的相关知识。每个案例都紧扣主题，突出人工智能的特点和应用价值。理论与实践相结合：在理论讲解的基础上，设计一系列实践活动，如人脸识别体验、智能推荐引擎分析等，让学生在实践中加深对人工智能的理解。循序渐进，逐步提升：从初识人工智能到深入了解人工智能的发展历程、基本特征和研究内容，再到探索人工智能的广泛应用，逐步提升学生的认知水平和实践能力。注重评价，及时反馈：通过课堂表现、实践活动、作业完成情况等多种方式对学生进行评价，及时反馈学生的学习情况，帮助学生及时发现问题并加以改进。二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解（一）信息意识内涵：信息意识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。具备信息意识的学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断；对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。在本章中的体现：通过生活中的实际案例，如人脸识别、语音翻译等，引导学生认识到人工智能技术在信息处理方面的巨大优势，培养学生的信息敏感度。在分析人工智能应用案例时，引导学生关注信息来源的可靠性、内容的准确性以及信息的价值，提升学生的信息判断力。鼓励学生积极分享自己收集到的关于人工智能的信息和资料，与团队成员共同交流和探讨，实现信息的共享和价值的最大化。（二）计算思维内涵：计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。在本章中的体现：在分析人工智能的基本特征时，引导学生理解人工智能系统是如何通过抽象、建模和算法来实现智能行为的，培养学生的计算思维能力。在介绍人工智能的主要研究内容时，如知识表示、人工神经网络等，引导学生运用计算思维的思想方法来理解这些概念和技术。设计实践活动，如利用人工智能开放平台搭建简单的人工智能应用模块，让学生在实践中体验计算思维的过程和方法。（三）数字化学习与创新内涵：数字化学习与创新是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。具备数字化学习与创新的学生，能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯；掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，助力终身学习能力的提高。在本章中的体现：引导学生利用互联网和人工智能开放平台等数字化资源，自主学习人工智能的相关知识，提升学生的数字化学习能力。设计实践活动，如利用人工智能技术进行图像处理、语音识别等，让学生在实践中探索人工智能的新应用和新领域，培养学生的创新意识和创新能力。鼓励学生将数字化学习与创新的思想方法应用到其他学科的学习和生活中，提升学生的综合素质和终身学习能力。（四）信息社会责任内涵：信息社会责任是指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。具备信息社会责任的学生，具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全；关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。在本章中的体现：在分析人工智能应用案例时，引导学生关注信息安全和隐私保护问题，提升学生的信息安全意识。引导学生了解并遵守信息法律法规和伦理准则，在使用人工智能技术时尊重他人的合法权益和公共信息安全。鼓励学生关注信息技术革命所带来的环境问题和人文问题，培养学生的社会责任感和使命感。-在实践活动中，引导学生理性看待人工智能技术的发展和应用，避免盲目追求技术创新而忽视其潜在的社会影响。三、学情分析（一）已知内容分析高中学生在进入《人工智能初步》这一选择性必修课程前，已经完成了信息技术必修课程《数据与计算》和《信息系统与社会》的学习。在这一基础上，学生们已经具备了一定的信息技术基础知识，包括数据处理、算法与程序设计、信息系统组成与应用、信息安全等方面的基本概念和技能。具体来说，学生们能够：理解数据与信息的关系：学生能够描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式，并能理解数据、信息与知识的相互关系。掌握基本的算法与程序设计：学生能够使用一种程序设计语言实现简单算法，理解算法的基本概念和基本要素，通过编程解决实际问题。了解信息系统的基本组成：学生能够描述信息系统的组成与功能，理解计算机、移动终端在信息系统中的作用，以及软件在信息系统中的重要性。具备一定的信息安全意识：学生了解信息安全的重要性，知道信息系统应用过程中可能存在的风险，并初步掌握信息系统安全防范的常用技术方法。在日常生活中，学生们也或多或少接触过一些人工智能的应用，如智能手机中的语音助手、人脸识别门禁系统、智能家居设备等，这些经验为他们理解人工智能的基本概念提供了直观的感受。（二）新知内容分析《人工智能初步》第一章《人工智能概述》的教学内容主要围绕“人工智能基础”、“人工智能的发展历程和现状”以及“人工智能研究内容与应用”三个方面展开。具体内容包括：人工智能基础：介绍人工智能的概念、基本特征，通过人脸识别等实际案例让学生体验人工智能技术的应用，并理解图灵测试的意义。人工智能的发展历程和现状：梳理人工智能从早期尝试到符号推理、从专家系统到知识工程、从大数据到深度学习的发展历程，分析各个阶段的重要事件和标志性成果，并介绍当前人工智能的发展现状和趋势。人工智能研究内容与应用：阐述人工智能的主要研究内容，包括知识表示、专家系统、人工神经网络、计算机视觉、自动推理等，并介绍人工智能在智能家居、智能交通、智能安防等领域的应用。这些新知内容不仅要求学生掌握人工智能的基本概念和特征，还要能够理解人工智能的发展历程和现状，以及人工智能在不同领域的应用。这些内容具有一定的抽象性和专业性，需要学生在理解基本概念的基础上，结合具体案例进行深入分析和思考。（三）学生学习能力分析高中学生在信息技术课程的学习过程中，已经逐步形成了自主学习、合作探究的能力。他们能够通过网络搜索、查阅资料等方式获取信息，解决学习中遇到的问题。通过必修课程的学习，学生们也具备了一定的逻辑思维能力和问题解决能力，能够运用所学知识分析实际问题并提出解决方案。在《人工智能初步》这一课程中，学生们将面对更为复杂和抽象的概念，如人工智能的基本特征、算法原理等。这需要他们具备较强的抽象思维能力和逻辑推理能力。由于人工智能技术的快速发展和广泛应用，学生们还需要具备持续学习和更新知识的能力，以适应未来社会的需求。学生们在学习过程中还需要具备一定的创新意识和实践能力。通过参与项目学习、实践活动等方式，将所学知识应用于实际问题的解决中，提升自己的创新能力和实践能力。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习《人工智能初步》第一章《人工智能概述》过程中可能遇到的学习障碍，我们可以采取以下策略进行突破：创设情境，激发兴趣通过创设贴近学生生活实际的情境，如智能家居、智能安防等应用场景，激发学生的学习兴趣和探究欲望。结合具体案例和实物展示，让学生直观感受人工智能技术的应用效果，增强学习的直观性和趣味性。分解难点，逐步深入针对人工智能课程中较为抽象和复杂的概念，如人工智能的基本特征、算法原理等，我们可以采用分解难点、逐步深入的方法进行教学。先介绍基本概念和原理，再通过具体案例进行分析和讲解，逐步引导学生深入理解和掌握所学知识。合作探究，互动交流鼓励学生通过小组合作、探究学习等方式进行互动交流。在小组活动中，学生们可以共同讨论问题、分享经验、协作解决问题。这种合作探究的方式不仅可以培养学生的团队合作精神和沟通能力，还可以促进学生之间的思维碰撞和知识共享。实践操作，强化体验通过实践操作和项目学习等方式，让学生亲身体验人工智能技术的应用效果。例如，可以设计一些简单的编程任务或实践活动，让学生利用所学知识解决实际问题或创建自己的智能应用。这种实践操作的方式不仅可以巩固学生的所学知识，还可以提升他们的实践能力和创新能力。引导反思，总结提升在教学过程中，引导学生对所学知识进行反思和总结。通过提问、讨论等方式，让学生回顾自己的学习过程和收获，思考存在的问题和不足，并提出改进措施。这种反思和总结的过程不仅可以帮助学生巩固所学知识，还可以培养他们的自主学习能力和批判性思维能力。通过创设情境、分解难点、合作探究、实践操作和引导反思等策略，我们可以有效突破学生在学习《人工智能初步》第一章《人工智能概述》过程中可能遇到的学习障碍，提升他们的学习效果和综合能力。四、大主题或大概念设计本单元以“探索人工智能的奥秘与影响”为大主题，围绕“人工智能基础”、“人工智能的发展历程和现状”以及“人工智能的研究内容与应用”三个核心子概念展开。通过本单元的学习，学生将深入了解人工智能的基本概念、发展历程、主要研究内容及其对社会生活的影响，从而培养学生的信息素养，激发对人工智能技术的兴趣和探索欲。五、大单元目标叙写（一）信息意识学生能够主动关注人工智能技术的最新进展和应用案例，认识到人工智能技术在现代社会中的重要性。学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求与人工智能技术相关的信息，评估信息的可靠性和价值。学生能够敏锐地感知到人工智能技术在不同领域的应用变化，对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考。（二）计算思维学生能够采用计算机科学领域的思想方法，对人工智能问题进行抽象、建模和结构化表达。学生能够通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法和逻辑推理，形成解决人工智能问题的方案。学生能够总结利用计算机解决人工智能问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，利用数字化资源和工具进行人工智能相关知识的学习与探索。学生能够掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造。学生能够结合人工智能的应用场景，创造性地提出新的解决方案或应用案例，提升数字化学习与创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在人工智能应用过程中注重信息安全与隐私保护。学生能够认识到人工智能技术的两面性，在享受其带来便利的同时，关注其可能引发的社会问题，如就业冲击、伦理道德挑战等。学生能够积极参与人工智能技术的讨论与决策过程，为构建健康、安全、可持续的信息社会贡献自己的力量。六、大单元教学重点人工智能基础概念的深入理解：学生需要掌握人工智能的基本概念、特征及其发展历程，理解人工智能技术的核心原理和应用场景。人工智能研究内容的系统学习：学生需要了解人工智能的主要研究内容，包括知识表示、专家系统、人工神经网络、计算机视觉、自动推理、模式识别和自然语言处理等，并能够理解这些研究内容在人工智能技术发展中的作用。人工智能应用案例的广泛探索：学生需要通过广泛探索人工智能在不同领域的应用案例，理解人工智能技术对社会生活的影响，并能够结合实际情况提出创新性的应用方案。信息意识与计算思维的培养：在教学过程中，注重培养学生的信息意识和计算思维，使学生能够主动关注人工智能技术的最新进展，运用计算机科学领域的思想方法解决人工智能问题。数字化学习与创新能力的提升：通过数字化学习环境的创设和数字化资源与工具的应用，提升学生的数字化学习与创新能力，鼓励学生在人工智能领域进行创造性探索和实践。七、大单元教学难点人工智能基础概念的抽象性：人工智能涉及众多复杂的概念和原理，对于学生来说具有一定的抽象性。如何将这些抽象的概念和原理具体化、生动化，使学生易于理解和掌握，是本单元教学的一个难点。人工智能研究内容的广泛性：人工智能的研究内容涵盖了多个学科领域，包括哲学、心理学、认知科学、计算机科学、数学和工程学等。如何在有限的教学时间内，系统地介绍这些研究内容，并使学生能够理解和掌握，是本单元教学的另一个难点。人工智能应用案例的多样性：人工智能在不同领域的应用案例具有多样性，如何选取具有代表性的案例进行分析和讲解，使学生能够从中获得启发和借鉴，是本单元教学的一个挑战。信息意识与计算思维的培养：信息意识和计算思维是信息技术学科核心素养的重要组成部分，但它们的培养并非一蹴而就，需要教师在教学过程中不断渗透和强化。如何通过具体的教学活动和任务设计，有效提升学生的信息意识和计算思维，是本单元教学的一个难点。数字化学习与创新能力的提升：数字化学习与创新能力的提升需要学生具备一定的自主学习能力和创新精神。如何在教学过程中激发学生的学习兴趣和创造力，鼓励他们进行自主学习和协作探究，从而提升数字化学习与创新能力，是本单元教学的一个挑战。针对以上教学难点，教师可以采取以下策略：利用多媒体教学资源：通过视频、动画、图像等多媒体教学资源，将抽象的人工智能概念和原理具体化、生动化，帮助学生理解和掌握。组织小组合作学习：通过小组合作学习的方式，鼓励学生共同探讨人工智能的研究内容和应用案例，分享彼此的观点和见解，从而加深对人工智能技术的理解。开展项目式学习：结合实际情况，设计具有挑战性和创新性的项目任务，让学生在完成任务的过程中锻炼信息意识、计算思维和数字化学习与创新能力。注重实践教学：通过实践操作和实验活动，让学生亲身体验人工智能技术的魅力和挑战，从而激发他们的学习兴趣和创造力。-加强评价与反馈：在教学过程中及时给予学生评价和反馈，帮助他们发现自己的不足和进步空间，鼓励他们不断调整学习策略和方法，提升学习效果。八、大单元整体教学思路一、教学目标设定本单元的教学旨在通过《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的指导，结合人教版高中信息技术选择性必修4《人工智能初步》的教学内容，使学生全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在现实生活中的应用。通过一系列项目活动和实践活动，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力以及信息社会责任。具体教学目标设定如下：（一）信息意识敏感度与判断力：学生能够敏锐感知人工智能在生活和学习中的应用，对人工智能相关信息保持高度敏感，能够判断信息的准确性和价值。主动获取与处理：学生能够在解决具体问题时，自觉、主动地寻求人工智能相关的资源和方法，能够有效获取和处理人工智能领域的信息。信息共享与合作：学生愿意在团队合作中分享人工智能领域的信息，实现信息的更大价值，促进团队整体对人工智能的理解和应用。（二）计算思维问题抽象与形式化：学生能够运用计算思维的方法，将人工智能领域中的复杂问题抽象化，用形式化的方式表述问题。模型构建与数据组织：学生能够根据问题的需求，构建人工智能模型，合理组织数据，运用算法解决问题。方案设计与优化：学生能够设计解决人工智能问题的方案，通过迭代优化，不断改进和完善解决方案。（三）数字化学习与创新数字化环境适应：学生能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习工具和资源，有效应用于人工智能的学习。自主学习与协作：学生能够利用数字化学习工具进行自主学习和协作学习，共同探索人工智能领域的新知识和新技术。创新创造：学生能够在数字化学习环境中，结合人工智能知识，创造性地解决问题，形成创新性的作品或应用。（四）信息社会责任信息安全与隐私保护：学生具有一定的信息安全意识，能够遵守信息法律法规，保护个人和他人的隐私，在人工智能应用中注意信息安全问题。伦理道德：学生能够在人工智能应用中遵守伦理道德准则，对人工智能可能带来的社会影响有理性的认识和判断。积极贡献：学生能够认识到信息技术包括人工智能对社会发展的积极作用，愿意为信息社会的发展作出积极贡献。二、教学内容整合本单元的教学内容主要包括人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在现实生活中的应用。通过对这些内容的整合，形成以下教学框架：初识人工智能：介绍人工智能的概念和基本特征，让学生初步了解人工智能是什么，以及它与传统计算技术的区别。人工智能的发展历程和现状：梳理人工智能的发展历程，介绍当前人工智能的发展现状，让学生理解人工智能技术的演进过程和未来趋势。人工智能研究内容与应用：深入探讨人工智能的主要研究内容，以及人工智能技术在各个领域的应用，通过案例分析，让学生感受到人工智能技术的广泛应用和巨大潜力。三、教学活动设计为了达成上述教学目标，本单元将设计一系列丰富多样的教学活动，包括项目活动、实践活动、讨论活动等，具体设计如下：（一）项目活动：人工智能在身边项目准备：全班学生分成若干小组，每组选举组长，明确分工，包括资料搜集、项目策划、项目实施和项目汇报等。项目实施：阶段一：资料搜集与调研：各小组通过图书馆、网络等途径搜集人工智能的相关信息，了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其应用。阶段二：项目策划：各小组根据搜集到的资料，策划一个与人工智能相关的项目，可以是人工智能技术的应用展示、人工智能产品的设计与开发、人工智能领域的调研报告等。阶段三：项目实施：各小组按照项目策划，进行项目实施，制作项目成果，如PPT、视频、实物模型等。阶段四：项目汇报与展示：各小组在课堂上进行项目汇报和展示，分享项目成果和学习心得。项目评价：根据各小组的项目成果、汇报表现、团队合作等方面进行评价，评选出优秀项目小组，给予表彰和奖励。（二）实践活动：体验人工智能应用活动准备：教师提供人工智能开放平台的账号和密码，学生注册并熟悉平台的使用。活动实施：活动一：人脸识别体验：学生登录人工智能开放平台，体验人脸识别技术，上传照片进行人脸识别，了解人脸识别技术的原理和应用。活动二：智能推荐引擎体验：学生在电商平台上体验智能推荐引擎，观察推荐商品的变化，分析推荐算法的原理和效果。活动三：语音识别体验：学生使用语音识别应用，进行语音输入和识别，了解语音识别技术的原理和应用。活动总结：学生撰写活动总结，分享体验感受和收获，讨论人工智能应用的优势和不足。（三）讨论活动：人工智能的伦理与未来讨论准备：教师提供关于人工智能伦理和未来发展趋势的相关资料，学生阅读并思考。讨论实施：议题一：人工智能的伦理问题：学生围绕人工智能可能带来的伦理问题进行讨论，如隐私保护、数据安全、就业影响等。议题二：人工智能的未来发展趋势：学生探讨人工智能技术的未来发展方向，如强人工智能、通用人工智能、人机协作等。讨论总结：学生撰写讨论总结，整理讨论观点和收获，形成对人工智能伦理和未来发展趋势的理性认识。四、学业评价设计学业评价是教学过程中的重要环节，本单元将采用多元化的评价方式，全面、客观地评价学生的学习成果和表现。具体评价设计如下：（一）过程性评价参与度评价：评价学生在项目活动、实践活动和讨论活动中的参与度，包括发言次数、小组讨论贡献等。合作能力评价：评价学生在团队合作中的表现，包括协作精神、分工合理性、沟通效率等。创新能力评价：评价学生在项目活动中的创新能力，包括创意构思、问题解决方案的新颖性等。（二）总结性评价项目成果评价：评价各小组的项目成果，包括项目的创意性、实用性、技术实现等，采用评分制进行评价。汇报展示评价：评价各小组的汇报展示表现，包括PPT制作质量、演讲表达能力、互动效果等，采用评分制进行评价。总结报告评价：评价学生的活动总结和讨论总结报告，包括内容的完整性、观点的合理性、表达的清晰性等，采用评分制进行评价。（三）自我评价与互评自我评价：学生撰写自我评价报告，反思自己的学习过程和表现，提出改进意见和建议。互评：学生在小组内进行互评，评价同伴在项目活动、实践活动和讨论活动中的表现，提出建设性的意见和建议。五、教学反思与改进教学反思是提升教学质量的重要途径。在教学过程中，教师应不断反思和改进教学方法和手段，以适应学生的学习需求和特点。具体反思和改进措施如下：教学内容反思：教师应反思教学内容的选择和组织是否合理，是否符合学生的认知水平和兴趣特点，及时调整和优化教学内容。教学方法反思：教师应反思教学方法的有效性和适用性，是否能够激发学生的学习兴趣和主动性，探索更多元化的教学方法和手段。学业评价反思：教师应反思学业评价的设计和实施是否合理、公正，是否能够全面、客观地评价学生的学习成果和表现，及时调整和优化评价方案。学生反馈收集：教师应积极收集学生的反馈意见，了解学生的学习需求和困难，及时调整教学计划和教学策略，以满足学生的学习需求。持续专业发展：教师应积极参加各种培训和研讨活动，不断提升自身的专业素养和教学能力，为学生提供更好的教学服务。通过以上教学反思与改进措施的实施，不断优化和完善本单元的教学设计，提高教学质量和效果，促进学生的全面发展。九、学业评价一、教学目标本章节《人工智能概述》的教学旨在通过一系列主题学习项目，使学生全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在现实生活中的广泛应用，并激发学生对人工智能技术的兴趣，培养其信息素养和创新能力。具体教学目标如下：信息意识：学生能够识别并理解人工智能技术在日常生活中的应用，对人工智能信息具有敏锐的感知力和判断力。计算思维：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，分析人工智能技术的原理和应用，形成解决问题的逻辑框架。数字化学习与创新：学生能够利用数字化资源和工具，探索人工智能技术的最新进展，创造性地解决实际问题。信息社会责任：学生能够理解人工智能技术的社会影响，遵守相关法律法规和伦理准则，具备信息安全意识和社会责任感。二、学习目标根据教学目标，本章节的学习目标细化为以下四个方面：信息意识学生能够列举并解释人工智能技术在日常生活中的应用实例。学生能够分析人工智能信息对人们生活、工作和学习的影响。计算思维学生能够理解人工智能的基本概念、基本特征及其发展历程。学生能够描述人工智能算法的基本原理和实现过程。数字化学习与创新学生能够利用人工智能开放平台，体验人工智能技术的应用。学生能够结合所学内容，设计并实施一个简单的人工智能应用项目。信息社会责任学生能够探讨人工智能技术的社会伦理问题，提出自己的见解。学生能够遵守人工智能应用的相关法律法规，具备信息安全意识。三、评价目标设定基于教学目标和学习目标，本章节的评价目标设定为以下四个方面，以全面衡量学生的学习成效：信息意识评价目标1：学生能够准确识别并解释人工智能技术在日常生活中的应用实例，展现出对人工智能信息的敏锐感知力。评价目标2：学生能够分析人工智能信息对人们生活、工作和学习的影响，并能用恰当的语言进行表达。计算思维评价目标3：学生能够准确描述人工智能的基本概念、基本特征及其发展历程，展现出对人工智能技术的深入理解。评价目标4：学生能够阐述人工智能算法的基本原理和实现过程，形成逻辑清晰的问题解决框架。数字化学习与创新评价目标5：学生能够熟练操作人工智能开放平台，体验并应用人工智能技术，展现出良好的数字化学习能力。评价目标6：学生能够结合所学内容，设计并实施一个简单的人工智能应用项目，展现出创新思维和实践能力。信息社会责任评价目标7：学生能够探讨人工智能技术的社会伦理问题，提出合理的见解，展现出对社会责任的深刻认识。评价目标8：学生能够遵守人工智能应用的相关法律法规，具备信息安全意识，展现出良好的信息素养。四、评价活动设计与实施为了达成上述评价目标，本章节将设计并实施以下评价活动：课堂互动评价活动设计：在课堂上，通过提问、讨论等方式，了解学生对人工智能基本概念、基本特征及其发展历程的理解情况。实施方式：教师提问，学生回答；学生分组讨论，分享观点。评价依据：学生的回答内容、讨论参与度及观点表达的清晰度。作业评价活动设计：布置作业，要求学生列举并解释人工智能技术在日常生活中的应用实例，分析其对人们生活、工作和学习的影响。实施方式：学生提交书面作业，教师批改并给出反馈。评价依据：作业的完成情况、内容的准确性和深度、分析的逻辑性。项目评价活动设计：要求学生分组设计并实施一个简单的人工智能应用项目，如智能推荐系统、人脸识别系统等。实施方式：学生分组合作，完成项目设计、实施和展示；教师全程指导，并在项目完成后组织展示和评价。评价依据：项目设计的创新性、实施过程的规范性、展示效果的清晰度以及团队合作情况。测试评价活动设计：设计测试卷，包含选择题、填空题、简答题等多种题型，全面考查学生对人工智能知识的掌握情况。实施方式：学生闭卷作答，教师批改并给出成绩。评价依据：测试卷的得分情况，反映学生对知识点的掌握程度和理解深度。自我评价与同伴评价活动设计：在学习过程中，要求学生进行自我评价和同伴评价，反思自己的学习成效和合作情况。实施方式：学生填写自我评价表和同伴评价表，教师收集并分析评价数据。评价依据：自我评价的准确性和客观性、同伴评价的公正性和建设性。五、评价结果解释与反馈评价活动结束后，教师将对收集到的评价数据进行统计和分析，得出每个学生在四个评价目标上的具体表现。根据评价结果，教师将给出个性化的反馈建议，帮助学生明确自己的优点和不足，制定改进计划。教师还将对整个教学过程进行反思和总结，不断优化教学方法和手段，提高教学效果。在解释评价结果时，教师将重点关注以下几个方面：信息意识：学生是否能够有效识别并解释人工智能技术在日常生活中的应用实例，是否对人工智能信息具有敏锐的感知力和判断力。计算思维：学生是否能够准确描述人工智能的基本概念、基本特征及其发展历程，是否具备逻辑清晰的问题解决框架。数字化学习与创新：学生是否能够熟练操作人工智能开放平台，是否能够结合所学内容设计并实施简单的人工智能应用项目，展现出创新思维和实践能力。信息社会责任：学生是否能够探讨人工智能技术的社会伦理问题，是否具备信息安全意识和社会责任感。针对每个学生在不同评价目标上的表现，教师将给出具体的反馈建议，如加强理论学习、提高实践能力、增强信息安全意识等。教师还将鼓励学生之间相互学习、相互帮助，共同提高信息素养和创新能力。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路本单元《人工智能初步》围绕“人工智能在身边”这一主题，旨在通过项目式学习，引导学生全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。以下是详细的大单元实施思路：情境创设与项目引入：通过生活中的实例，如智能音箱、智能家居等，创设人工智能的应用场景，激发学生的学习兴趣，引入项目主题“人工智能在身边”。知识讲解与体验活动：按照教学内容，逐步讲解人工智能的基础概念、基本特征、发展历程和现状，以及人工智能的主要研究内容和应用领域。每个知识点后设计相应的体验活动，如人脸识别体验、语音翻译应用等，帮助学生加深对知识的理解和记忆。项目实践与协作学习：组织学生进行项目实践，如“寻找身边的人工智能”项目，要求学生分组合作，通过实地调查、网络搜索等方式，发现并记录身边的人工智能应用，撰写项目报告并进行汇报展示。总结评价与反思提升：在项目实践结束后，组织学生进行总结评价，回顾学习过程，分享学习心得。引导学生反思在学习过程中遇到的问题和挑战，提出改进建议，为今后的学习提供参考。拓展延伸与创新应用：鼓励学生结合所学知识，尝试进行人工智能的创新应用，如开发简单的人工智能小程序、设计智能家居解决方案等，培养学生的数字化学习与创新能力。二、教学目标设定根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元的教学内容，设定以下教学目标：（一）信息意识能够识别并理解生活中的人工智能应用，认识到人工智能对信息社会的重要影响。能够根据解决问题的需要，主动寻求并获取与人工智能相关的信息，具备对信息的敏感度和判断力。（二）计算思维能够理解人工智能的基本概念和原理，掌握人工智能领域的一些基本算法和思想方法。能够运用计算思维的方法，分析和解决与人工智能相关的问题，如设计简单的智能算法、优化人工智能应用等。（三）数字化学习与创新能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习资源和工具的使用方法，进行自主学习和协作学习。能够结合所学知识，进行人工智能的创新应用，如开发人工智能小程序、设计智能解决方案等，提高数字化学习与创新能力。（四）信息社会责任能够遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能的过程中，尊重和保护个人及他人的隐私和权益。能够关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，积极参与人工智能相关的讨论和交流，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。三、教学结构图人工智能初步|+++||初识人工智能发展历程和现状||++++++||||基本概念基本特征发展历程发展现状||||++++|人工智能研究内容与应用|+++||主要研究内容应用领域||++++++||||知识表示专家系统人工神经网络智能家居智能交通智能安防...四、具体教学实施步骤第一步：情境创设与项目引入（1课时）课堂导入：播放一段关于人工智能应用的视频，如智能家居、智能机器人等，引导学生进入学习情境。项目引入：介绍项目主题“人工智能在身边”，说明项目的学习目标和要求。分组合作：将学生分成若干小组，每组选出一名组长，负责协调小组内的学习和实践活动。第二步：知识讲解与体验活动（4课时）1.1初识人工智能（2课时）基本概念讲解：介绍人工智能的定义、起源和发展，讲解人工智能的基本概念和原理。体验活动一：人脸识别：组织学生登录人工智能开放平台，体验人脸识别技术的应用，理解其工作原理和应用场景。基本特征讲解：讲解人工智能的基本特征，如感知环境、自主学习、交互协作等。体验活动二：语音翻译：使用手机或电脑上的语音翻译应用，体验语音翻译的功能和效果，理解其背后的技术原理。1.2人工智能发展历程和现状（2课时）发展历程讲解：按照时间顺序，讲解人工智能的发展历程，包括早期尝试、专家系统、大数据与深度学习等阶段。现状分析：分析当前人工智能技术的发展现状，包括技术突破、应用领域、发展趋势等。案例分享：分享国内外人工智能应用的典型案例，如AlphaGo、自动驾驶汽车等，引导学生思考人工智能对社会的影响。小组讨论：组织学生分组讨论人工智能的发展趋势和潜在挑战，提出自己的观点和看法。1.3人工智能研究内容与应用（2课时）研究内容讲解：介绍人工智能的主要研究内容，包括知识表示、专家系统、人工神经网络等。应用领域分析：讲解人工智能在各个领域的应用，如智能家居、智能交通、智能安防等，并展示相关应用案例。体验活动三：智能推荐系统：在购物网站上体验智能推荐系统的功能，分析其推荐算法和效果。项目实践准备：布置“寻找身边的人工智能”项目任务，说明项目要求和实施步骤。第三步：项目实践与协作学习（4课时）实地调查：组织学生分组进行实地调查，寻找并记录身边的人工智能应用，如智能门锁、智能音箱、自动驾驶汽车等。网络搜索：引导学生利用网络搜索工具，查找更多的人工智能应用案例和相关信息。项目报告撰写：各组根据调查结果，撰写项目报告，包括项目背景、调查过程、发现的人工智能应用、分析与应用等。汇报展示：组织各组进行项目汇报展示，分享调查成果和学习心得，其他同学进行提问和点评。第四步：总结评价与反思提升（2课时）总结评价：对本单元的学习内容进行总结回顾，评价学生的学习成果和项目表现。分享交流：组织学生进行学习心得分享，交流在学习过程中遇到的问题和解决方法。反思提升：引导学生反思学习过程，提出改进建议，为今后的学习提供参考。拓展延伸：鼓励学生结合所学知识，尝试进行人工智能的创新应用，如开发简单的人工智能小程序、设计智能解决方案等。第五步：拓展延伸与创新应用（课外时间）创新应用实践：学生利用课余时间，结合所学知识进行人工智能的创新应用实践，如开发一个简单的人工智能小程序、设计一个智能家居解决方案等。成果展示：组织一次创新应用成果展示会，让学生展示自己的创新作品，分享创作过程和心得体会。评价反馈：教师对学生的创新应用成果进行评价反馈，提出改进建议，鼓励学生在今后的学习中继续探索和创新。通过以上教学实施步骤，学生将全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用，同时培养信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为今后的学习和生活打下坚实基础。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合人教版高中信息技术选择性必修4《人工智能初步》第1章《人工智能概述》的教学内容，本章教学将围绕“人工智能在身边”这一主题，通过项目式学习，创设大情境、大任务，旨在达成以下教学目标：（一）信息意识学生能够识别并理解生活中的人工智能应用，认识到人工智能对信息社会的重要影响。学生能够根据解决问题的需要，主动寻求并获取与人工智能相关的信息，具备对信息的敏感度和判断力。（二）计算思维学生能够理解人工智能的基本概念和原理，掌握人工智能领域的一些基本算法和思想方法。学生能够运用计算思维的方法，分析和解决与人工智能相关的问题，如设计简单的智能算法、优化人工智能应用等。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习资源和工具的使用方法，进行自主学习和协作学习。学生能够结合所学知识，进行人工智能的创新应用，如开发简单的人工智能小程序、设计智能解决方案等，提高数字化学习与创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能的过程中，尊重和保护个人及他人的隐私和权益。学生能够关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，积极参与人工智能相关的讨论和交流，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。二、大情境、大任务创设（一）大情境创设情境背景随着科技的飞速发展，人工智能已经渗透到我们生活的方方面面，从智能家居到智能出行，从智能医疗到智能教育，人工智能正在改变着我们的世界。为了更好地理解和应用人工智能，我们将围绕“人工智能在身边”这一主题，创设一个大情境，让学生在这个情境中亲身体验人工智能的魅力，探索人工智能的奥秘。情境描述在一个名为“智慧未来城”的虚拟城市中，人工智能已经成为城市运行的核心动力。在这个城市中，智能家居、智能交通、智能医疗、智能教育等各个领域都充满了人工智能的身影。学生将扮演“智慧未来城”的居民，通过亲身体验和探索，了解人工智能在城市中的应用，感受人工智能给生活带来的巨大变化。情境任务作为“智慧未来城”的居民，学生需要完成以下任务：探索城市：在“智慧未来城”中，探索各个领域的人工智能应用，了解它们的工作原理和应用场景。体验应用：亲身体验一些典型的人工智能应用，如智能家居控制、智能交通调度、智能医疗诊断等，感受人工智能的便捷和高效。分析问题：分析人工智能在“智慧未来城”中的应用存在的问题和挑战，提出改进建议。创新应用：结合所学知识，设计并开发一个简单的人工智能应用，为“智慧未来城”的居民提供更好的服务。（二）大任务创设任务一：探索城市，了解人工智能应用任务描述学生将分组进入“智慧未来城”的虚拟环境，探索各个领域的人工智能应用。每个小组负责一个领域，如智能家居、智能交通、智能医疗等。在探索过程中，学生需要了解这些应用的工作原理、应用场景以及它们给城市带来的变化。活动设计分组与分工：将学生分成若干小组，每组选择一个领域进行探索。在小组内部分工合作，明确各自的任务和责任。虚拟环境体验：利用虚拟现实技术或在线模拟平台，为学生提供“智慧未来城”的虚拟环境。学生可以在这个环境中自由探索，了解各个领域的人工智能应用。资料搜集与整理：学生通过网络、图书馆等途径搜集相关资料，整理并归纳所探索领域的人工智能应用信息。汇报与分享：每个小组准备一份汇报材料，向全班展示所探索领域的人工智能应用情况。汇报内容包括应用的工作原理、应用场景、城市变化等。评价标准学生对所探索领域的人工智能应用有深入的了解。汇报材料内容详实、条理清晰，能够充分展示所探索领域的人工智能应用情况。学生在汇报过程中能够自信、流畅地表达自己的观点。任务二：体验应用，感受人工智能魅力任务描述在了解人工智能应用的基础上，学生将亲身体验一些典型的人工智能应用。通过亲身体验，学生将更深入地了解人工智能的工作原理和应用场景，感受人工智能的便捷和高效。活动设计选择体验应用：学生根据自己的兴趣和所探索的领域，选择一个或多个典型的人工智能应用进行体验。如智能家居控制、智能交通调度、智能医疗诊断等。实地体验或在线模拟：对于可以实地体验的应用，如智能家居控制，学生可以到实验室或相关场所进行体验。对于无法实地体验的应用，如智能交通调度，学生可以利用在线模拟平台进行体验。记录体验过程：学生在体验过程中需要记录自己的感受和思考，包括应用的工作流程、便捷性、存在的问题等。小组讨论与分享：学生分组讨论自己的体验感受，分享彼此的经验和思考。通过讨论，学生可以更深入地了解人工智能的应用场景和潜在问题。评价标准学生能够积极参与体验活动，认真记录自己的感受和思考。学生在小组讨论中能够积极发言，分享自己的体验感受和思考。学生能够对所体验的人工智能应用进行深入的分析和思考，提出合理的评价和改进建议。任务三：分析问题，提出改进建议任务描述在体验人工智能应用的基础上，学生将分析这些应用存在的问题和挑战，并提出改进建议。通过这一过程，学生将培养批判性思维和解决问题的能力。活动设计问题收集与整理：学生回顾自己所体验的人工智能应用，收集并整理这些应用存在的问题和挑战。问题可以包括技术上的限制、用户体验上的不足、安全性问题等。小组讨论与分析：学生分组讨论所收集到的问题，分析问题的原因和影响。在讨论过程中，学生需要运用所学的计算思维方法，对问题进行深入的分析和思考。提出改进建议：针对所分析的问题，学生提出具体的改进建议。建议可以包括技术上的优化、用户体验上的改进、安全性加强等。撰写报告与展示：学生将改进建议整理成报告，并在全班进行展示。展示内容包括问题的分析、改进建议的提出以及预期效果等。评价标准学生对所体验的人工智能应用存在的问题有深入的了解和分析。学生提出的改进建议具有针对性和可行性，能够切实解决应用存在的问题。学生在撰写报告和展示过程中能够清晰、准确地表达自己的观点和建议。任务四：创新应用，设计智能解决方案任务描述在了解和分析人工智能应用的基础上，学生将结合所学知识，设计并开发一个简单的人工智能应用。通过这一过程，学生将培养数字化学习与创新的能力，提升对人工智能技术的理解和应用能力。活动设计确定应用主题：学生根据自己的兴趣和所学知识，确定一个人工智能应用的主题。主题可以是智能家居、智能交通、智能医疗等领域的创新应用，也可以是其他与人工智能相关的创意应用。设计方案与规划：学生根据所确定的应用主题，设计具体的方案和规划。方案包括应用的功能需求、技术实现路径、用户界面设计等。在设计过程中，学生需要充分考虑用户的需求和体验，确保应用的实用性和便捷性。开发与实现：学生利用所学的编程语言和人工智能技术，开发并实现所设计的人工智能应用。在开发过程中，学生需要不断调试和优化代码，确保应用的稳定性和性能。测试与评估：学生对所开发的人工智能应用进行测试和评估，包括功能测试、性能测试、用户体验测试等。通过测试，学生可以发现并修复应用中存在的问题和不足，提升应用的质量和可靠性。展示与分享：学生将所开发的人工智能应用进行展示和分享，向全班展示应用的功能和效果。展示过程中，学生需要介绍应用的设计思路、技术实现和用户体验等方面的内容。评价标准学生所设计的人工智能应用具有创新性和实用性，能够满足用户的实际需求。学生在开发过程中能够熟练运用所学的编程语言和人工智能技术，实现应用的功能需求。学生对所开发的人工智能应用进行了充分的测试和评估，确保应用的稳定性和性能。学生在展示和分享过程中能够清晰、准确地介绍应用的设计思路、技术实现和用户体验等方面的内容。三、总结评价通过本章的教学，学生将全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用。学生将培养信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为今后的学习和生活打下坚实基础。在教学过程中，教师将注重对学生学习过程的评价和反馈，及时发现并解决学生存在的问题和不足。教师还将鼓励学生积极参与讨论和交流，培养学生的合作精神和创新能力。通过本章的学习，学生将能够成为具备较高信息素养和创新能力的数字化时代公民。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：人工智能初步——第1章人工智能概述课时设计：第一课时：情境创设与项目引入（1课时）第二课时：初识人工智能（2课时）1.1.1初识人工智能（1课时）1.1.2人工智能的基本特征（1课时）第三课时：人工智能发展历程和现状（2课时）1.2.1人工智能的发展历程（1课时）1.2.2人工智能的发展现状（1课时）第四课时：人工智能研究内容与应用（2课时）1.3.1人工智能的主要研究内容（1课时）1.3.2人工智能的应用（1课时）第五课时：总结评价与反思提升（2课时）第六课时：拓展延伸与创新应用（课外时间）（二）学习目标教学目标设定：（一）信息意识学生能够识别并理解生活中的人工智能应用，认识到人工智能对信息社会的重要影响。学生能够根据解决问题的需要，主动寻求并获取与人工智能相关的信息，具备对信息的敏感度和判断力。（二）计算思维学生能够理解人工智能的基本概念和原理，掌握人工智能领域的一些基本算法和思想方法。学生能够运用计算思维的方法，分析和解决与人工智能相关的问题，如设计简单的智能算法、优化人工智能应用等。（三）数字化学习与创新学生能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习资源和工具的使用方法，进行自主学习和协作学习。学生能够结合所学知识，进行人工智能的创新应用，如开发人工智能小程序、设计智能解决方案等，提高数字化学习与创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能的过程中，尊重和保护个人及他人的隐私和权益。学生能够关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，积极参与人工智能相关的讨论和交流，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。（三）评价任务课堂参与度评价：观察学生在课堂上的讨论、提问和回答问题的积极性，评价其信息意识和信息社会责任。项目实践评价：通过“寻找身边的人工智能”项目，评价学生的实地考察、网络搜索、项目报告撰写和汇报展示的能力，考察其计算思维和数字化学习与创新能力。体验活动评价：通过人脸识别、语音翻译等体验活动，评价学生对人工智能技术的理解和应用能力。总结评价与反思提升：通过学生的总结报告和反思日记，评价其对本单元学习内容的掌握情况和学习过程中的问题与挑战。创新应用评价：通过学生开发的人工智能小程序或设计的智能解决方案，评价其数字化学习与创新能力。（四）学习过程第一课时：情境创设与项目引入课堂导入：播放一段关于人工智能应用的视频，如智能家居、智能机器人等，引导学生进入学习情境。项目引入：介绍项目主题“人工智能在身边”，说明项目的学习目标和要求。分组合作：将学生分成若干小组，每组选出一名组长，负责协调小组内的学习和实践活动。第二课时：初识人工智能1.1.1初识人工智能基本概念讲解：介绍人工智能的定义、起源和发展，讲解人工智能的基本概念和原理。体验活动一：组织学生登录人工智能开放平台，体验人脸识别技术的应用，理解其工作原理和应用场景。1.1.2人工智能的基本特征基本特征讲解：讲解人工智能的基本特征，如感知环境、自主学习、交互协作等。体验活动二：使用手机或电脑上的语音翻译应用，体验语音翻译的功能和效果，理解其背后的技术原理。第三课时：人工智能发展历程和现状1.2.1人工智能的发展历程发展历程讲解：按照时间顺序，讲解人工智能的发展历程，包括早期尝试、专家系统、大数据与深度学习等阶段。案例分享：分享国内外人工智能应用的典型案例，如AlphaGo、自动驾驶汽车等，引导学生思考人工智能对社会的影响。1.2.2人工智能的发展现状现状分析：分析当前人工智能技术的发展现状，包括技术突破、应用领域、发展趋势等。小组讨论：组织学生分组讨论人工智能的发展趋势和潜在挑战，提出自己的观点和看法。第四课时：人工智能研究内容与应用1.3.1人工智能的主要研究内容研究内容讲解：介绍人工智能的主要研究内容，包括知识表示、专家系统、人工神经网络等。1.3.2人工智能的应用应用领域分析：讲解人工智能在各个领域的应用，如智能家居、智能交通、智能安防等，并展示相关应用案例。体验活动三：在购物网站上体验智能推荐系统的功能，分析其推荐算法和效果。第五课时：总结评价与反思提升总结评价：对本单元的学习内容进行总结回顾，评价学生的学习成果和项目表现。分享交流：组织学生进行学习心得分享，交流在学习过程中遇到的问题和解决方法。反思提升：引导学生反思学习过程，提出改进建议，为今后的学习提供参考。第六课时：拓展延伸与创新应用创新应用实践：学生利用课余时间，结合所学知识进行人工智能的创新应用实践，如开发一个简单的人工智能小程序、设计一个智能家居解决方案等。成果展示：组织一次创新应用成果展示会，让学生展示自己的创新作品，分享创作过程和心得体会。评价反馈：教师对学生的创新应用成果进行评价反馈，提出改进建议，鼓励学生在今后的学习中继续探索和创新。（五）作业与检测课后作业：完成人工智能开放平台的注册和体验，填写项目活动记录表。撰写人工智能小论文，分析人工智能的发展现状和未来趋势。准备项目实践所需的资料和工具，为下一阶段的项目实践做准备。阶段性检测：通过课堂提问和小组讨论，检测学生对人工智能基本概念和原理的掌握情况。通过项目报告和汇报展示，评价学生的项目实践能力和创新思维。通过创新应用成果展示，检测学生的数字化学习与创新能力。（六）学后反思在本单元的学习过程中，学生应不断反思自己的学习方法和学习效果，及时调整学习策略，提高学习效率。学生还应关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。通过本单元的学习，学生应能够全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用，同时培养信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，为今后的学习和生活打下坚实基础。十三、学科实践与跨学科学习设计一、引言《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出，信息技术课程应培养学生的学科核心素养，包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任等。在人工智能初步这一选择性必修模块中，通过学科实践与跨学科学习设计，旨在让学生在实践中深入理解人工智能的概念、原理及应用，同时提升其综合素养。本设计将以《第1章人工智能概述》的教学内容为基础，结合学科实践与跨学科学习的特点，设计一系列实践活动，以达到教学目标。二、教学目标信息意识：学生能够识别并理解生活中的人工智能应用，认识到人工智能对信息社会的重要影响；能够根据解决问题的需要，主动寻求并获取与人工智能相关的信息，具备对信息的敏感度和判断力。计算思维：学生能够理解人工智能的基本概念和原理，掌握人工智能领域的一些基本算法和思想方法；能够运用计算思维的方法，分析和解决与人工智能相关的问题，如设计简单的智能算法、优化人工智能应用等。数字化学习与创新：学生能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习资源和工具的使用方法，进行自主学习和协作学习；能够结合所学知识，进行人工智能的创新应用，如开发人工智能小程序、设计智能解决方案等，提高数字化学习与创新能力。信息社会责任：学生能够遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能的过程中，尊重和保护个人及他人的隐私和权益；能够关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，积极参与人工智能相关的讨论和交流，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。三、学习目标初识人工智能理解人工智能的概念，知道人工智能的基本特征。通过体验和探索，激发对人工智能技术的学习兴趣。人工智能的基本特征了解人工智能的基本特征，如感知环境、自主学习、交互协作等。能够分析人工智能系统的工作原理，理解其与人类智能的区别与联系。人工智能的发展历程和现状了解人工智能的发展历程，分析人工智能发展过程中出现高潮和低谷的原因。知道人工智能的发展现状，了解我国在人工智能领域的成就。人工智能研究内容与应用了解人工智能的主要研究内容和重点应用领域。能够发现身边的人工智能，感受人工智能对我们生活的影响。四、作业目标设定信息意识收集并整理人工智能在各个领域的应用案例，分析其对信息社会的影响。撰写一篇关于人工智能对信息社会影响的短文，展示对信息的敏感度和判断力。计算思维设计一个简单的智能算法，如路径规划算法、图像识别算法等，并解释其工作原理。利用编程语言实现该算法，展示计算思维在解决实际问题中的应用。数字化学习与创新利用数字化学习资源和工具，自主学习人工智能相关知识，如观看在线课程、阅读专业论文等。结合所学知识，设计一个人工智能创新应用方案，如智能家居解决方案、智能安防系统等，并阐述其创新点和应用价值。信息社会责任分析人工智能应用中的伦理道德问题，如隐私保护、数据安全等，提出解决方案。参与人工智能相关的讨论和交流活动，分享自己的观点和看法，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。五、学科实践与跨学科学习设计1.实践活动一：人工智能应用案例搜集与分析活动目的：提升学生的信息意识，使其能够识别并理解生活中的人工智能应用。培养学生的分析问题和解决问题的能力，以及信息整理和总结的能力。活动内容：学生分组搜集人工智能在各个领域的应用案例，如智能家居、智能交通、智能安防等。分析每个案例的应用场景、技术原理、优缺点以及对信息社会的影响。整理搜集到的信息，制作PPT或撰写报告，向全班展示分享。跨学科整合：结合物理学科中的传感器技术、数学学科中的算法思想等，深入分析人工智能应用的技术原理。结合社会科学学科中的社会影响分析，探讨人工智能对社会结构、就业市场等方面的影响。2.实践活动二：人工智能基本特征体验活动目的：使学生亲身体验人工智能的基本特征，如感知环境、自主学习、交互协作等。培养学生的计算思维，使其能够理解人工智能系统的工作原理。活动内容：组织学生体验人脸识别、语音翻译、智能推荐等人工智能应用，感受其智能化程度。分析这些应用背后的技术原理，如深度学习、大数据分析等，理解人工智能系统如何实现感知环境、自主学习等功能。引导学生讨论人工智能与人类智能的区别与联系，思考人工智能技术的未来发展趋势。跨学科整合：结合生物学科中的神经系统研究，探讨人工智能感知环境的能力与人类感知系统的异同。结合心理学学科中的学习理论，分析人工智能自主学习机制的实现方式及其对人类学习方式的启示。3.实践活动三：人工智能发展历程与现状研究活动目的：使学生了解人工智能的发展历程和现状，认识到技术发展的曲折性和长期性。培养学生的历史观和全局观，理解技术进步对社会发展的推动作用。活动内容：学生分组研究人工智能的发展历程，包括各个阶段的重要事件、标志性成果和技术突破。分析人工智能发展过程中出现高潮和低谷的原因，探讨技术进步与社会需求之间的关系。了解当前人工智能技术的发展现状，包括我国在人工智能领域的成就和面临的挑战。制作时间轴或思维导图，展示研究成果，并向全班汇报。跨学科整合：结合历史学科中的科技发展史，分析人工智能技术在历史长河中的地位和作用。结合经济学学科中的产业发展理论，探讨人工智能技术对经济发展的影响及其未来趋势。4.实践活动四：人工智能研究内容与应用探索活动目的：使学生了解人工智能的主要研究内容和重点应用领域。培养学生的创新思维和实践能力，鼓励其尝试进行人工智能的创新应用。活动内容：学生分组研究人工智能的主要研究内容，如知识表示、专家系统、人工神经网络等。分析这些研究内容在人工智能领域中的重要性及其应用前景。引导学生探索人工智能在各个领域的应用案例，如智能家居、智能交通、智能安防等。结合所学知识，设计一个人工智能创新应用方案，如开发一个简单的人工智能小程序或设计一个智能家居解决方案。组织学生进行方案展示和交流，互相学习借鉴，完善设计方案。跨学科整合：结合计算机科学学科中的编程技术和算法设计，实现人工智能创新应用方案的开发和测试。结合艺术学科中的设计思维和美学原理，提升人工智能创新应用方案的用户体验和视觉效果。5.实践活动五：人工智能伦理道德问题讨论活动目的：使学生认识到人工智能应用中的伦理道德问题，如隐私保护、数据安全等。培养学生的信息社会责任意识，引导其积极参与人工智能相关的讨论和交流。活动内容：组织学生讨论人工智能应用中的伦理道德问题，如人脸识别技术的隐私泄露风险、智能推荐系统的算法偏见等。分析这些问题产生的原因和后果，探讨解决方案和预防措施。引导学生思考人工智能技术的未来发展趋势及其对社会的影响，提出自己的观点和看法。组织学生进行小组讨论和全班分享，互相交流思想，提升对人工智能技术的全面认识。跨学科整合：结合法学学科中的法律法规知识，分析人工智能应用中的法律风险和合规要求。结合哲学学科中的伦理道德理论，探讨人工智能技术的道德边界和责任归属。六、总结通过本次学科实践与跨学科学习设计，学生将全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用。学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任将得到显著提升。在未来的学习和生活中，学生将能够更好地适应数字化时代的要求，积极参与人工智能技术的创新和应用实践。十四、大单元作业设计一、教学目标根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合人教版高中信息技术选择性必修4《人工智能初步》的教学内容，本单元的教学目标是引导学生全面了解人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。二、作业目标设定（一）信息意识识别与理解：学生能够识别并理解生活中的人工智能应用，认识到人工智能对信息社会的重要影响。敏感度与判断力：能够根据解决问题的需要，主动寻求并获取与人工智能相关的信息，具备对信息的敏感度和判断力。（二）计算思维基本概念与原理：能够理解人工智能的基本概念和原理，掌握人工智能领域的一些基本算法和思想方法。问题解决能力：能够运用计算思维的方法，分析和解决与人工智能相关的问题，如设计简单的智能算法、优化人工智能应用等。（三）数字化学习与创新适应数字化环境：能够适应数字化学习环境，掌握数字化学习资源和工具的使用方法，进行自主学习和协作学习。创新应用：能够结合所学知识，进行人工智能的创新应用，如开发人工智能小程序、设计智能解决方案等，提高数字化学习与创新能力。（四）信息社会责任遵守法规与伦理：能够遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能的过程中，尊重和保护个人及他人的隐私和权益。关注技术影响：能够关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，积极参与人工智能相关的讨论和交流，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。三、大单元作业设计（一）初识人工智能作业目标：信息意识：识别并理解人工智能的基本概念，了解人工智能对信息社会的影响。计算思维：初步理解人工智能的基本原理，为后续学习打下基础。作业内容：阅读与理解：阅读关于人工智能的基础概念材料，理解人工智能的定义、起源和发展。案例分析：分析一个具体的人工智能应用案例（如智能音箱、智能家居等），描述其应用场景和功能特点。思维导图：绘制关于人工智能基础概念的思维导图，包括定义、起源、发展、应用等方面。作业反馈：小组讨论：在小组内分享自己的思维导图，讨论并补充完善。教师评价：教师对学生的思维导图进行评价，提出改进建议。（二）人工智能的基本特征作业目标：信息意识：理解人工智能的基本特征，能够识别生活中的人工智能应用。计算思维：初步掌握人工智能领域的一些基本算法和思想方法。作业内容：特征总结：结合阅读材料，总结人工智能的基本特征，如感知环境、自主学习、交互协作等。体验活动：参与人脸识别、语音翻译等人工智能体验活动，记录体验过程并撰写体验报告。案例分析：分析一个具体的人工智能应用案例（如智能陪护机器人），阐述其如何实现交互和互补功能。作业反馈：小组汇报：在小组内分享体验报告和案例分析，讨论人工智能的基本特征和应用。教师点评：教师对学生的体验报告和案例分析进行评价，提出改进建议。（三）人工智能的发展历程和现状作业目标：信息意识：了解人工智能的发展历程和现状，认识人工智能对社会的影响。计算思维：分析人工智能发展过程中出现高潮和低谷的原因，理解人工智能技术的演进。作业内容：时间线绘制：绘制人工智能的发展历程时间线，包括重要事件、技术突破和应用领域等方面。现状分析：查阅资料，分析当前人工智能技术的发展现状，包括技术突破、应用领域和发展趋势等。案例分享：分享国内外人工智能应用的典型案例（如AlphaGo、自动驾驶汽车等），分析其对社会的影响。作业反馈：班级展示：在班级内展示时间线和案例分析，分享学习心得。教师总结：教师对学生的时间线和案例分析进行总结，强调人工智能对社会的影响和未来发展趋势。（四）人工智能的主要研究内容作业目标：计算思维：了解人工智能的主要研究内容，掌握相关领域的基本知识和算法。数字化学习与创新：通过自主学习和协作学习，加深对人工智能研究内容的理解。作业内容：知识梳理：梳理人工智能的主要研究内容，包括知识表示、专家系统、人工神经网络等方面。自主学习：选择其中一个研究内容，查阅相关资料，撰写学习笔记，并尝试设计一个简单的应用场景。小组协作：在小组内分享学习笔记和应用场景设计，讨论并完善。作业反馈：小组汇报：在小组内汇报学习成果，展示应用场景设计，并接受同学和教师的提问。教师评价：教师对学生的学习笔记和应用场景设计进行评价，提出改进建议。（五）人工智能的应用作业目标：信息意识：了解人工智能在各个领域的应用，认识人工智能对生活的影响。数字化学习与创新：结合所学知识，尝试进行人工智能的创新应用。作业内容：应用调研：调查身边的人工智能应用，如智能家居、智能交通、智能安防等，记录应用场景和功能特点。项目实践：选择一个应用场景，设计一个简单的智能解决方案，并尝试实现（如设计一个简单的智能家居控制系统）。汇报展示：撰写项目报告，制作汇报PPT，向全班同学展示项目成果和学习心得。作业反馈：班级展示：在班级内展示项目成果，分享学习心得和遇到的问题及解决方法。教师评价：教师对学生的项目报告和展示进行评价，提出改进建议。（六）总结评价作业目标：信息意识：全面回顾本单元的学习内容，总结人工智能的基本概念、发展历程、研究内容及其在生活中的应用。信息社会责任：反思学习过程，关注人工智能技术的发展趋势和社会影响，培养对人工智能技术的正确认识和责任感。作业内容：学习总结：撰写本单元的学习总结，包括学习收获、存在的问题和改进建议等方面。未来展望：结合当前人工智能的发展趋势，思考人工智能未来的发展方向和可能带来的影响。个人反思：反思在学习过程中遇到的问题和挑战，提出个人的学习心得和体会。作业反馈：个人汇报：在班级内分享学习总结和未来展望，接受同学和教师的提问。2.教师总结：教师对学生的学习总结和未来展望进行总结，强调人工智能的重要性及其对社会的影响，鼓励学生继续关注和探索人工智能技术。十五、“教-学-评”一致性课时设计课程基本信息教材版本：人教版高中信息技术选择性必修4人工智能初步单元主题：第1章人工智能概述课时设计：本单元共8课时，包括情境创设与项目引入（1课时）、知识讲解与体验活动（4课时）、项目实践与协作学习（2课时）、总结评价与反思提升（1课时）第一课时：情境创设与项目引入教学目标（一）信息意识能够识别并理解生活中的人工智能应用，认识到人工智能对信息社会的重要影响。能够根据解决问题的需要，主动寻求并获取与人工智能相关的信息。（二）计算思维初步了解人工智能的基本概念，激发对人工智能技术的学习兴趣。（三）数字化学习与创新适应数字化学习环境，通过项目式学习初步体验人工智能的应用。（四）信息社会责任遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能的过程中，尊重和保护个人及他人的隐私和权益。作业目标完成人工智能开放平台的注册，并初步了解平台的使用方法。查找并记录生活中的人工智能应用实例。教学过程课堂导入（5分钟）播放一段关于人工智能应用的视频，如智能家居、智能机器人等，引导学生进入学习情境。项目引入（10分钟）介绍项目主题“人工智能在身边”，说明项目的学习目标和要求。强调信息意识的重要性，鼓励学生关注身边的人工智能应用。分组合作（10分钟）将学生分成若干小组，每组选出一名组长，负责协调小组内的学习和实践活动。作业布置（5分钟）完成人工智能开放平台的注册，并初步了解平台的使用方法。查找并记录生活中的人工智能应用实例。评价方式通过课堂观察，评价学生对人工智能应用的兴趣和关注度。检查学生完成人工智能开放平台注册的情况，以及记录的人工智能应用实例。第二、三课时：知识讲解与体验活动（初识人工智能）教学目标（一）信息意识能够识别并理解人工智能的基本概念，知道人工智能对信息社会的重要影响。（二）计算思维理解人工智能的基本特征，激发对人工智能技术的学习兴趣。（三）数字化学习与创新通过体验活动，加深对人工智能技术的理解和记忆。（四）信息社会责任遵守信息法律法规和伦理道德规范，在使用人工智能技术时，尊重和保护个人及他人的隐私和权益。作业目标完成人脸识别和语音翻译的体验活动，并记录体验过程和感受。思考并撰写关于人工智能基本特征的小论文。教学过程初识人工智能（40分钟）基本概念讲解（10分钟）：介绍人工智能的定义、起源和发展，讲解人工智能的基本概念和原理。体验活动一：人脸识别（20分钟）：组织学生登录人工智能开放平台，体验人脸识别技术的应用，理解其工作原理和应用场景。基本特征讲解（10分钟）：讲解人工智能的基本特征，如感知环境、自主学习、交互协作等。作业布置与小组讨论（20分钟）完成人脸识别和语音翻译的体验活动，并记录体验过程和感受。小组讨论人工智能的基本特征，并准备撰写小论文。评价方式通过课堂观察，评价学生对人工智能基本概念和基本特征的理解程度。检查学生完成体验活动的记录和小组讨论的情况。批阅学生撰写的小论文，评价其对人工智能基