人工智能探索 教案 教学设计-1.2.1、1.2.2人工智能定义

教案1授课章节及主题1.2.1何为人工智能1.2.2人工智能的发展历程

学习模块教学项目授课学时1授课对象授课地点课程类型教学目标知识目标1.能准确表述人工智能的定义，明确其作为计算机科学分支的属性，知晓其涵盖语音识别、图像处理等任务领域。2.掌握人工智能发展的七个阶段（起源与诞生、诞生与早期发展、反思发展期、应用发展期、低迷发展期、稳步发展期、蓬勃发展期），记住各阶段的时间范围与关键事件，如1956年达特茅斯会议提出“人工智能”术语、2014年尤金・古斯特曼通过图灵测试等。3.理解人工智能从古代神话幻想（如“偃师造人”）到现代技术研究的演变逻辑，认识神经网络数学模型、图灵测试等对学科的奠基作用。能力目标1.通过分析“小爱同学”语音交互等案例，培养将人工智能定义与生活实例关联的能力，能判断某一技术是否属于AI应用。2.运用时间轴梳理发展历程，提升归纳总结能力，能简述各阶段的核心特征（如专家系统在应用发展期的出现）。3.在讨论“AI发展为何出现低谷”等问题时，发展逻辑推理能力，能解释技术瓶颈与社会期望的关系。素养目标1.从图灵、麦卡洛克等科学家的贡献中，感悟科技探索的坚持精神，培养“大胆假设、严谨求证”的科学态度。2.通过对比古代神话与现代技术，体会人类对智能的持续追求，增强文化自信与创新意识。3.认识到人工智能发展的曲折性，树立“科技发展需兼顾理论与应用”的辩证思维，激发投身科技发展的责任感。学情分析知识基础1.学生已通过前序学习对人工智能有初步认知，如知道AI能实现语音交互，但对“何为AI”的定义缺乏系统理解，对发展历程的认知零散，不了解各阶段的内在联系。2.文化课基础薄弱，对“计算机科学分支”“神经网络”等抽象概念理解困难，需借助直观案例转化知识。学生特点1.形象思维占主导，对图片、视频等直观素材兴趣浓厚，适合通过可视化时间轴、动画等形式学习。2.动手实践欲望强，可通过分组制作“AI发展里程碑”卡片等活动提升参与度，但逻辑推理能力较弱，需教师引导梳理阶段脉络。3.注意力集中时间约15-20分钟，教学中需穿插互动提问、小组竞赛等环节维持兴趣。教学内容1.人工智能的定义：计算机科学分支，模拟人类智能行为，涵盖语音识别、自然语言处理等任务。2.概念起源：古代神话对智能机器的憧憬（如中国“偃师造人”、古希腊“铜人塔罗斯”），1943年神经网络数学模型、1950年图灵测试的理论奠基。3.发展历程：七个阶段的时间、关键事件及成果，如1956年达特茅斯会议诞生AI学科、20世纪70年代专家系统推动应用、2011年至今大数据驱动AI爆发式增长。教学任务1.引导学生构建“定义-起源-发展”的知识框架，理解AI从理论构想到技术落地的全过程。2.通过案例分析与时间轴梳理，帮助学生掌握AI定义的核心要素与发展阶段的特征，能区分不同阶段的技术突破与应用场景。3.借助科学家故事与技术起伏案例，培养学生对科技发展规律的认知，激发探索AI前沿的兴趣。教学重点1.人工智能的定义及核心任务领域。2.发展历程中七个阶段的时间节点、关键事件（如达特茅斯会议、专家系统出现）。教学难点1.理解“模拟人类智能行为”的抽象内涵，如AI如何通过机器学习实现“自主改进”。2.把握各发展阶段的内在联系，如反思发展期的技术瓶颈如何导致低迷发展期。教学环境带有多媒体教学一体机的教室教学方法1.案例教学法：以“小爱同学”为例讲解AI定义，用自动驾驶发展历程体现技术演进。2.时间线教学法：绘制动态发展时间轴，标注各阶段关键事件，帮助学生建立时序认知。3.情境模拟法：模拟达特茅斯会议场景，让学生扮演专家讨论AI学科命名，体会学科诞生的历史意义。4.小组合作法：分组完成“阶段特征卡片”制作，如用关键词、图片概括应用发展期的特点。课前准备1.多媒体课件：包含AI定义解析图、古代神话插图、动态时间轴（标注七个阶段）、达特茅斯会议照片。2.微课视频：剪辑“AI定义动画”（3分钟，用卡通形式演示语音识别等任务）、“图灵测试简介”（2分钟）。3.教具材料：阶段特征卡片模板（空白卡片，供学生填写时间、事件、成果）、计时器（用于模拟图灵测试）。4.设备检查：确保多媒体一体机可播放视频，准备音响设备播放语音助手案例音频。教学过程设计环节教学内容教师活动学生活动设计意图（含思政）任务导入（5min）通过“AI就在身边”的互动游戏，展示智能音箱、人脸识别门禁等生活场景，引出“到底什么是人工智能”的核心问题。•播放“小爱同学”执行语音指令的视频片段（如“播放音乐”“查询天气”），提问：“视频中的音箱能听懂人话吗？它和普通音箱的区别是什么？”•展示学校人脸识别门禁的图片，追问：“机器如何认出不同的人？这属于人工智能吗？”•总结学生回答，引出课题：“这些技术都属于人工智能的应用，那究竟什么是AI？它是如何发展到今天的？”•观看视频和图片，积极分享自己使用智能设备的体验（如手机语音助手、购物APP推荐）。•思考教师提问，尝试用自己的语言描述AI（如“会思考的机器”“能模仿人的技术”）。从学生日常接触的技术切入，打破AI的神秘感，激发学习兴趣。通过生活案例渗透“科技改变生活”的理念，引导学生关注身边的科技应用，培养“用科技思维观察世界”的习惯。同时，案例中的国产技术（如小爱同学）可增强学生的民族自豪感。任务描述（10min）•讲解人工智能的定义：计算机科学分支，目标是开发模拟人类智能行为的系统，能执行语音识别、决策制定等任务。•简述概念起源：从古代神话中的智能机器幻想，到1943年神经网络数学模型、1950年图灵测试的理论突破。•概览发展历程：七个阶段的名称与时间范围，强调每个阶段都是“理论突破+应用探索”的结合。•板书定义关键词：“计算机科学分支”“模拟人类智能行为”“语音识别、图像处理”，用“小爱同学”案例对应解释“自然语言处理”任务。•展示“偃师造人”的神话插画，讲述古代工匠创造能歌舞的木偶的故事，过渡到1943年麦卡洛克和皮茨提出神经网络模型的科学突破，播放微课“AI定义动画”。•用时间轴课件展示七个阶段，用“萌芽-发展-起伏-爆发”的比喻帮助学生理解整体脉络，重点标注1956年（AI学科诞生）、2011年（大数据驱动期）等关键时间点。•记录定义关键词，结合案例理解“模拟智能”的含义（如AI语音助手的回应逻辑）。•对比神话与科学理论，感叹人类对智能的长期追求，观看微课时关注神经网络模型的简单示意图。•跟随时间轴课件，用符号标注自己熟悉的阶段（如“蓬勃发展期”的自动驾驶）。通过“神话-科学”的对比，展现人类对智能的探索从幻想走向理性的过程，渗透“科技源于梦想，成于实践”的理念。定义讲解结合生活案例，降低抽象性；时间轴概览帮助学生建立全局认知，为后续分阶段学习铺垫。神话故事的引入增强文化氛围，培养学生的文化自信。任务实施（25min）•定义深入解析：以“AI能否像人一样思考”为话题，结合图灵测试概念，分析“模拟智能”与“真正智能”的区别。•发展历程分阶段讲解：重点分析“诞生与早期发展期”（1956年达特茅斯会议）和“蓬勃发展期”（2011年至今），通过案例说明技术突破与应用落地的关系。•小组活动：分组完成“阶段特征卡片”，选择一个阶段，用关键词、图片、案例描述其特点，如“应用发展期”的专家系统在医疗领域的应用。•定义解析：讲述1950年图灵提出测试的故事，播放微课“图灵测试简介”，提问：“如果AI能骗过30%的人，它算有智能吗？”引导学生思考AI的“智能”本质是“行为模拟”而非“意识产生”。•阶段讲解：◦诞生与早期发展期：展示达特茅斯会议照片，模拟专家讨论场景：“假设你们是1956年的科学家，如何向别人解释‘人工智能’？”引出学科命名的意义，介绍机器定理证明等早期成果。◦蓬勃发展期：播放自动驾驶汽车视频，分析大数据、云计算如何推动AI突破（如深度神经网络在图像识别中的应用），对比2011年前“AI不好用”与现在“AI可以用”的差异。•小组活动指导：发放阶段特征卡片模板，提示学生从“时间、关键事件、代表技术、应用案例”四方面填写，巡视指导，收集典型卡片准备展示（如“低迷发展期”可标注“专家系统应用狭窄”）。•思政融入：讲述图灵在二战中破解密码的贡献及坎坷人生，强调科学家的家国情怀与坚持精神；对比中外AI发展，提及我国在5G、AI芯片（如昇腾）的成就，激发民族自豪感。•观看图灵测试微课，分组讨论“AI是否有智能”，派代表发言（如“AI只是按程序回答，没有真正的思考”）。•参与达特茅斯会议模拟，尝试用通俗语言解释AI（如“让机器像人一样解决问题”），记录早期成果的案例（如跳棋程序）。•观看自动驾驶视频，结合生活中的AI应用（如健康码识别），理解大数据对AI的推动作用。•小组合作完成卡片制作，如“蓬勃发展期”组用“大数据+深度学习”“自动驾驶、智慧医疗”等关键词描述，绘制芯片和机器人简笔画。通过图灵测试的讨论，培养学生的批判性思维，理解AI的技术边界；阶段模拟与案例分析让抽象的历史事件具象化，符合学生形象思维特点。小组活动锻炼合作与归纳能力，卡片制作成果可作为课堂展示素材，增强成就感。科学家故事与国产技术案例的融入，渗透爱国主义教育与科学精神培养，引导学生树立正确的科技价值观。课堂小结（3min）•引导学生用“三句话”总结本节课：“AI是______”“它的发展经历了______阶段”“最让我印象深刻的事件是______”。•展示学生制作的阶段特征卡片，用时间轴课件串联各阶段，强调“理论-应用-反思-再突破”的发展规律。•布置课后思考：“如果让你预测AI的下一个发展阶段，你觉得会有什么突破？”作业布置（2min）•基础作业：绘制“AI发展时间轴”，标注七个阶段的名称、时间及一个关键事件，可用彩笔和简笔画装饰。•拓展作业：观看资源库微课“1.2拓展阅读-中外人工智能对比.mp4”，记录我国在AI领域的三项成就，下节课分享。课后拓展•推荐阅读课本中“我国AI产业现状”的内容，完成题库中“AI定义与发展历程”的选择题（如“AI之父是谁”“达特茅斯会议在哪一年”）。•鼓励学生观察生活中的AI应用，拍摄照片或视频，下节课用于“AI应用分享会”。教学反思•反思定义讲解是否足够通俗，如“计算机科学分支”是否需要用“AI是计算机的一个厉害功能”替代。•评估小组活动的效果，如学生是否能准确概括阶段特征，是否需要提供更多案例模板。•观察学生对思政元素的反应，如讲述图灵故事时的专注度，调整后续课程的情感渗透方式。