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文档简介
清华版(贵州)小学信息技术六年级下册(全册)教学设计目录第1单元AI伙伴——谈笑风声第1课初遇AI伙伴——AI伙伴交互方式与应用场景第2课AI伙伴的工作过程——AI伙伴的输人、处理与输出第3课AI伙伴项目实现——项目设计第4课AI伙伴的“好坏”——AI伙伴的个性化训练第2单元无人驾驶汽车——目达耳通第1课初识无人驾驶汽车——无人驾驶汽车的发展现状与愿景第2课无人驾驶汽车的工作过程——无人驾驶汽车的感知、决策与控制执行第3课无人驾驶小车项目实现——项目设计第4课无人驾驶汽车的社会思考———优势与挑战第3单元智能机器人一融会贯通第1课初会智能机器人——智能机器人的不同应用第2课智能机器人的工作过程——智能机器人的控制与人机交互第3课智能机器人项目实现——项目设计第4课人机共存之道——人机边界与机器人守则全册教学设计第1单元AI伙伴——谈笑风声第1课初遇AI伙伴——AI伙伴交互方式与应用场景一、教材分析本课是清华版(贵州)小学信息技术六年级下册第一单元《AI伙伴——谈笑风声》的开篇课,属于人工智能启蒙认知课。教材以生活中常见的AI伙伴为切入点,先定义AI伙伴的概念,再系统梳理语音、文字、图像、触控等交互方式,结合智能家居、学习辅助、生活服务、娱乐陪伴等场景展开案例分析。内容从“感知认知”到“分类归纳”,从“案例体验”到“生活联结”,贴合六年级学生认知水平,注重理论与实践结合,渗透信息意识、数字化学习与创新素养,为后续学习AI工作原理、项目设计奠定基础。二、学情分析六年级学生已具备基础信息素养,熟悉手机、电脑等数字设备,生活中接触过智能音箱、语音助手、聊天机器人等AI产品,但对“AI伙伴”缺乏系统认知。学生好奇心强、乐于探究,但易将AI伙伴等同于普通电子设备,混淆交互方式与应用场景的关联。他们以具象思维为主,需通过直观案例、互动体验、生活联结理解抽象概念,本课通过生活化素材、互动问答、实操体验,帮助学生建立清晰认知。三、核心素养教学目标(依据2022版新课标)信息意识:能识别生活中的AI伙伴,感知AI技术的普遍性,了解AI伙伴的交互方式与应用场景,形成主动关注智能技术的意识。计算思维:能对AI伙伴的交互方式、应用场景进行分类归纳,梳理“交互方式—应用场景”的对应关系,初步形成分类、归纳的逻辑思维。数字化学习与创新:能尝试与AI伙伴进行语音、文字交互,体验AI的便捷性,学会用AI伙伴解决简单学习、生活问题。信息社会责任:了解AI伙伴给生活带来的便利,树立合理、安全使用AI工具的意识,遵守智能设备使用规范。四、教学重难点教学重点:认识AI伙伴的概念,掌握语音、文字、图像、触控四种主要交互方式,识别常见应用场景。教学难点:理解不同交互方式与应用场景的对应关系,能结合生活实际举例说明AI伙伴的应用价值。五、教学过程(一)情境导入:初识身边的AI伙伴师:同学们,每天早上叫醒你的闹钟、帮你查天气的手机助手、家里能语音控制的智能音箱,它们有一个共同的名字——AI伙伴。今天我们就一起走进《初遇AI伙伴——AI伙伴交互方式与应用场景》,认识这些身边的智能朋友。
师:先看教材情境图(智能音箱对话、手机文字交互、机器人图像识别、平板触控操作),大家说说,图中这些设备能和人互动吗?它们是怎么和人交流的?
生1:智能音箱能听懂说话,回答问题。
生2:手机可以打字和AI聊天。
生3:机器人能看懂图片,识别物体。
生4:平板用手触摸屏幕,就能让AI执行指令。
师:大家观察得很仔细!这些能和人类互动、帮我们完成任务的智能程序或设备,就是AI伙伴。今天我们就重点学习它的交互方式和应用场景。设计意图:依托教材情境图,结合生活经验导入,唤醒学生已有认知,明确学习主题,激发探究兴趣,自然衔接新课内容。(二)探究新知一:认识AI伙伴的交互方式1.语音交互(教材核心知识点)师:首先看教材第一个知识点——语音交互,这是最常见的AI交互方式。
师:什么是语音交互?大家看教材定义:通过说话、语音指令与AI伙伴交流,AI伙伴“听懂”语音后执行任务。
师:生活中哪些AI伙伴用语音交互?
生:智能音箱、手机语音助手、车载导航、智能电视。
师:我们来体验一下:对着教材示例的智能音箱说“今天天气怎么样”,AI伙伴会怎么做?
生:接收语音指令,查询天气,用语音回答我们。
师小结:语音交互就像我们和朋友聊天,用嘴巴说,AI用耳朵听,方便快捷,适合hands-free(双手忙碌)的场景。2.文字交互(教材核心知识点)师:第二种是文字交互,看教材讲解:通过打字、输入文字与AI伙伴交流,AI伙伴以文字回应。
师:大家平时用过吗?
生:聊天机器人、AI作文助手、手机文字问答、在线客服。
师:看教材案例:在AI学习助手输入“解释‘愚公移山’的意思”,AI就会输出文字解释。
师:语音和文字交互有什么不同?
生:语音用说话,文字用打字;语音更快捷,文字适合安静、需要留存记录的场景。3.图像交互(教材拓展知识点)师:第三种是图像交互,教材定义:通过图片、照片、摄像头拍摄的图像与AI伙伴交流。
师:举例:AI识图软件、人脸识别打卡、智能相机识别物体、翻译软件拍图翻译。
师:看教材示例:用手机拍一朵花,AI伙伴能识别花的名称、生长习性。
师小结:图像交互是用眼睛看,AI帮我们识别,解决“看不懂、认不出”的问题。4.触控交互(教材基础知识点)师:第四种是触控交互,通过手指触摸、点击屏幕与AI伙伴互动。
师:常见于平板、手机、智能机器人,比如点击AI伙伴的功能按钮、选择指令、滑动操作。
师:触控交互是最基础的方式,常和语音、文字配合使用。师生互动总结:
师:四种交互方式分别是什么?用一句话概括。
生:语音(说)、文字(写)、图像(看)、触控(点)。
师:大家完成教材表格填写,将交互方式、对应设备、操作方式填完整。设计意图:紧扣教材知识点,分模块讲解四种交互方式,结合师问生答、案例举例、教材表格填写,帮助学生系统认知,通过对比区分不同交互方式的特点,落实信息意识与计算思维培养。(三)探究新知二:AI伙伴的应用场景1.生活服务场景(教材重点)师:AI伙伴在生活中无处不在,先看教材第一个场景——生活服务。
师:教材案例:智能音箱控制家电(开灯、开空调)、语音查天气、设闹钟、叫外卖、查路线。
师:大家说说,生活中还有哪些?
生:智能门锁人脸识别、扫地机器人自动清扫、语音控制窗帘。
师:生活服务场景的核心:方便日常生活,提高效率,解放双手。2.学习辅助场景(教材重点)师:第二个场景——学习辅助,这是我们最常用的。
师:教材案例:AI作文批改、单词背诵、难题解答、课文朗读、知识点讲解。
师:大家体验过吗?
生:AI助手帮查数学题、背英语单词、朗读语文课文。
师:学习辅助场景:帮助学习,解决难题,辅助自主学习。3.娱乐陪伴场景(教材拓展)师:第三个场景——娱乐陪伴。
师:教材案例:AI聊天机器人陪聊天、智能音箱讲故事、唱儿歌、AI游戏对战、虚拟偶像互动。
师:适合孤单、休闲的时候,AI伙伴成为我们的“玩伴”。4.智能家居场景(教材综合)师:第四个场景——智能家居。
师:教材案例:全屋智能控制,语音控制灯光、电视、窗帘、热水器,实现家居智能化。
师:智能家居是多种交互方式的结合:语音控制+触控操作+图像识别。师生互动梳理:
师:完成教材“应用场景—交互方式—具体功能”对应表。
例如:生活服务:语音交互→查天气、控家电学习辅助:文字/语音交互→解题、朗读娱乐陪伴:语音/文字交互→聊天、讲故事智能家居:语音/触控交互→控制家电设计意图:结合教材场景分类,通过案例分析、师问生答、表格梳理,帮助学生建立“交互方式—应用场景”的关联,将抽象知识与生活实际联结,落实数字化学习与创新素养。(四)互动体验:我与AI伙伴交朋友师:现在我们分组体验,用教室的AI学习机、智能音箱,尝试四种交互方式。第一组:语音交互——对智能音箱说“播放一首儿歌”“查今天的日期”第二组:文字交互——在AI学习机打字“介绍贵州的景点”第三组:图像交互——用平板拍课本上的图片,让AI识别物体第四组:触控交互——点击AI伙伴的功能按钮,选择“讲故事”“查单词”
学生分组体验,教师巡视指导,纠正操作错误。
体验后,每组派代表分享:用了什么交互方式?AI伙伴完成了什么任务?
生1:我们用语音交互,音箱播放了儿歌,很方便。
生2:我们文字提问,AI详细介绍了黄果树瀑布。
生3:我们拍了铅笔,AI识别出是文具,还说了用途。
生4:我们触控选择,AI讲了一个童话故事。设计意图:依托教材体验环节,设计分组实操,让学生在动手操作中深化交互方式认知,感受AI伙伴的便捷性,落实数字化实践能力,活跃课堂氛围。(五)巩固练习:教材习题解答教材判断题:
(1)AI伙伴只能用语音交互(×)
(2)文字交互适合需要留存记录的场景(√)
(3)图像交互可以帮我们识别不认识的物体(√)教材连线题:语音交互→智能音箱查天气文字交互→AI助手解题图像交互→拍图识别花卉触控交互→点击平板AI功能按钮教材简答题:举例说说AI伙伴在你生活中的2个应用。
学生独立完成,指名汇报,集体订正,教师强调交互方式与场景的对应关系。设计意图:紧扣教材习题,通过判断、连线、简答,巩固本课核心知识点,检验学生掌握情况,强化知识记忆与应用。六、课堂小结师:今天我们学习了《初遇AI伙伴》,大家有什么收获?
生1:认识了AI伙伴,知道有四种交互方式:语音、文字、图像、触控。
生2:知道AI伙伴用在生活服务、学习辅助、娱乐陪伴、智能家居场景。
生3:体验了和AI伙伴互动,觉得很方便、很有趣。
师:总结得很好!AI伙伴是我们生活、学习的好帮手,四种交互方式各有特点,对应不同应用场景。希望大家课后继续观察生活中的AI伙伴,尝试用不同方式和它们互动,合理、安全地使用智能技术,让AI更好地服务我们的生活。第2课AI伙伴的工作过程——AI伙伴的输人、处理与输出一、教材分析本课是第一单元第二课,承接上节课“交互方式与应用场景”,聚焦AI伙伴的内部工作原理。教材将AI工作过程拆解为输入、处理、输出三个核心环节,用“耳朵听—大脑想—嘴巴说”的生活化类比,结合语音交互案例(语音指令→识别理解→语音回应),讲解每个环节的功能、技术与数据流动。教材从“外部交互”深入“内部原理”,注重具象化、通俗化讲解,渗透计算思维、信息意识,帮助学生理解AI“听懂—思考—回应”的逻辑,为后续项目设计、AI训练奠定原理基础。二、学情分析六年级学生已掌握AI伙伴的交互方式与应用场景,对AI“如何工作”充满好奇。但AI内部原理抽象,学生难以理解“数据处理、算法计算、语义分析”等专业概念。他们习惯具象认知,需通过生活化类比、直观图示、分步拆解、案例演示,将抽象原理转化为易懂知识。学生易混淆三个环节的顺序与功能,需通过对比、互动、实操,明确“输入→处理→输出”的逻辑关系,建立完整的工作流程认知。三、核心素养教学目标(依据2022版新课标)1.信息意识:理解AI伙伴“输入—处理—输出”的完整工作过程,知晓每个环节的功能与数据变化,形成对智能系统信息流动的感知。2.计算思维:能拆解AI工作的三个环节,梳理“指令—数据—结果”的逻辑关系,初步建立“过程与控制”的系统思维。3.数字化学习与创新:能结合语音交互案例,模拟AI工作流程,体验数据从输入到输出的完整过程,提升数字化探究能力。4.信息社会责任:了解AI处理数据的基本逻辑,树立保护个人信息、规范使用AI数据的意识,理解技术背后的信息安全要求。四、教学重难点教学重点:掌握AI伙伴工作的三个核心环节——输入、处理、输出,明确每个环节的功能与顺序。教学难点:理解“处理环节”的核心作用(数据识别、算法分析、指令执行),建立“输入→处理→输出”的完整逻辑链条。五、教学过程(一)复习导入:联结旧知,引出新知师:上节课我们认识了AI伙伴的交互方式和应用场景,谁来说说,AI伙伴有哪四种交互方式?
生:语音、文字、图像、触控。
师:当我们对AI伙伴说“查天气”时,它是怎么听懂、怎么给出回答的呢?内部发生了什么?
生:不知道,很神奇。
师:今天我们就学习《AI伙伴的工作过程——AI伙伴的输入、处理与输出》,揭开AI伙伴的“工作秘密”。设计意图:复习上节课核心知识,通过问题引发认知冲突,激发探究AI内部原理的兴趣,自然衔接新课,明确学习主题。(二)探究新知一:输入环节——AI的“耳朵”(教材核心)师:首先看教材第一个环节——输入环节,教材类比:AI的“耳朵”,负责接收外部信息、收集指令数据。1.输入的作用师:输入是AI工作的第一步,没有输入,AI就无法工作。就像我们人,先要用耳朵听、眼睛看,获取信息,AI也是如此。2.输入的方式(联结旧知)师:结合上节课知识,输入方式对应交互方式:语音输入:说话、语音指令(智能音箱、语音助手)文字输入:打字、文字指令(AI聊天、学习助手)图像输入:拍照、图片上传(识图、人脸识别)触控输入:点击、触摸屏幕(平板、手机AI)3.教材案例分析(语音输入)师:看教材案例:对智能音箱说“今天天气怎么样”。
师:这个过程中,输入环节做了什么?
生:音箱的麦克风接收我们的语音声音,把声音变成AI能识别的数据。
师:对!输入环节的核心:把人类的指令,转化为AI能识别的数字数据。4.输入的关键设备师:教材提到,输入需要硬件支持:麦克风(语音输入)、摄像头(图像输入)、键盘/屏幕(文字/触控输入)。
师:没有这些设备,AI就无法获取信息。设计意图:紧扣教材内容,用“耳朵”类比输入环节,联结上节课交互方式知识,结合案例、硬件讲解,让学生理解输入的功能、方式与作用,化抽象为具象,落实信息意识。(三)探究新知二:处理环节——AI的“大脑”(教材难点)师:最核心的环节——处理环节,教材类比:AI的“大脑”,负责分析数据、理解指令、执行计算、生成结果。1.处理的核心地位师:输入是“收集信息”,处理是“思考理解”,是AI工作的心脏。就像我们人,听到话后,大脑要思考什么意思、怎么回答。2.处理的主要过程(教材分步讲解)教材将处理环节分为三步:(1).数据识别:把输入的数字数据“翻译”成AI能理解的内容。语音数据→识别文字(如“今天天气怎么样”→文字指令)(2).语义理解:分析指令的意思,明白我们要做什么。理解“查天气”=查询当前天气信息(3).算法计算/信息检索:AI大脑调用数据、算法,完成任务。查天气→连接网络,检索天气数据,计算整理3.教材案例深度分析师:回到“查天气”案例,处理环节怎么做?
生1:先把语音变成文字“今天天气怎么样”。
生2:AI理解是要查天气。
生3:AI上网找天气数据,整理好。
师:完全正确!处理环节就是**“听懂+思考+找答案”**,是最复杂、最关键的一步。4.处理的技术支撑师:教材简单介绍:语音识别、语义分析、大数据检索、算法模型。这些技术藏在AI“大脑”里,我们看不到,但决定AI能不能准确完成任务。设计意图:针对难点,用“大脑”类比处理环节,紧扣教材分步讲解,结合案例拆解过程,通过师问生答、逻辑梳理,帮助学生理解核心原理,渗透计算思维,突破教学难点。(四)探究新知三:输出环节——AI的“嘴巴”(教材核心)师:最后一个环节——输出环节,教材类比:AI的“嘴巴”,负责把处理好的结果,转化为人类能感知的形式,反馈给用户。1.输出的作用师:输出是AI工作的最后一步,把结果呈现给我们,完成整个交互。2.输出的方式(对应输入方式)教材讲解输出方式:语音输出:说话、声音回应(智能音箱回答天气)文字输出:显示文字(手机AI显示天气文字)图像输出:显示图片、视频(AI显示天气云图)动作输出:智能机器人执行动作(如扫地机器人清扫)3.教材案例分析师:“查天气”案例中,输出环节怎么做?
生:AI把整理好的天气数据,用语音说出来“今天晴天,25℃”,或者在屏幕显示文字、图片。
师:对!输出环节的核心:把AI的处理结果,转化为我们能听懂、看懂的形式。4.输出的关键设备师:输出硬件:扬声器(语音)、屏幕(文字/图像)、机械结构(动作)。设计意图:用“嘴巴”类比输出环节,对应输入方式讲解,结合案例梳理流程,让学生理解输出的功能与形式,形成完整的环节认知,落实信息意识。(五)整体梳理:AI工作完整流程(教材总结)师:现在我们把三个环节连起来,形成完整工作流程,看教材流程图:
用户指令→输入环节(收集数据)→处理环节(分析思考)→输出环节(反馈结果)→用户接收师:以“语音查天气”为例,完整流程:1.我们说“查天气”(用户指令)2.麦克风语音输入(输入环节)3.语音识别→语义理解→检索天气数据(处理环节)4.扬声器语音回答/屏幕显示(输出环节)5.我们听到/看到天气结果(用户接收)师生共同完成教材“工作流程表格”填写:环节类比核心功能案例(查天气)输入耳朵收集指令、数据转化麦克风接收语音处理大脑分析理解、计算检索识别指令、查天气数据输出嘴巴结果呈现、形式转化语音回答、显示文字设计意图:紧扣教材总结环节,通过流程图、表格、完整案例,梳理三个环节的逻辑关系与顺序,帮助学生建立系统、完整的AI工作认知,强化计算思维与系统观念。(六)互动体验:模拟AI工作过程师:我们分组模拟AI工作过程,扮演“输入员、处理员、输出员”。1.分组:每组3人,分别扮演输入、处理、输出2.任务:用户说指令“讲一个童话故事”3.模拟流程:输入员:倾听指令,记录文字(模拟输入)处理员:理解指令,回忆/查找童话故事内容(模拟处理)输出员:把故事讲出来/写下来(模拟输出)轮换角色,体验不同环节
体验后,小组分享:每个环节最难的是什么?缺少一个环节会怎样?
生1:处理环节最难,要找故事、组织语言。
生2:缺少输入,不知道要做什么;缺少处理,不知道怎么做;缺少输出,我们看不到结果。
生3:三个环节缺一不可,顺序不能乱。设计意图:设计角色扮演模拟活动,让学生在体验中深化环节认知,理解流程的完整性与逻辑性,突破“环节关联”难点,活跃课堂氛围,落实数字化实践能力。(七)巩固练习:教材习题解答1.教材填空题:
AI伙伴的工作过程分为(输入)、(处理)、(输出)三个环节,顺序是(输入→处理→输出)。2.教材选择题:
AI伙伴的“大脑”是指(B.处理环节)
A.输入环节B.处理环节C.输出环节3.教材简答题:简述“对AI说‘播放儿歌’”的完整工作过程。
学生独立完成,指名汇报,集体订正,教师强调环节顺序与核心功能。设计意图:紧扣教材习题,通过填空、选择、简答,巩固三个环节的知识点,检验学生对工作流程的掌握情况,强化知识记忆与应用。六、课堂小结师:今天我们揭开了AI伙伴的工作秘密,谁能完整说说它的工作过程?
生:AI伙伴先通过输入环节收集我们的指令,再通过处理环节分析思考、完成任务,最后通过输出环节把结果反馈给我们,三个环节按顺序进行,缺一不可。
师:总结得非常准确!输入是“耳朵”、处理是“大脑”、输出是“嘴巴”,共同完成AI的交互任务。理解了工作原理,我们就能更好地使用AI伙伴,也为下节课学习AI项目设计打下基础。希望大家课后观察生活中的AI设备,说说它们的输入、处理、输出环节分别是什么,做一个善于思考、乐于探究的小小科技爱好者。第3课AI伙伴项目实现——项目设计教材分析本节课是清华版(贵州)2024审定版小学信息技术六年级下册第一单元《AI伙伴——谈笑风声》的第3课,属于AI项目创作的核心设计环节。教材承接前两课“AI伙伴初识”“AI工作原理”的基础认知,聚焦“从需求到方案”的项目设计全流程,核心内容包括项目需求分析、用户画像构建、功能模块拆解、设计方案撰写四大模块,为后续个性化训练与作品落地提供蓝图支撑。教材以“校园AI伙伴”为真实情境载体,贴合六年级学生生活经验,弱化复杂技术原理,强化“发现问题—分析问题—设计方案”的实践逻辑,符合小学阶段AI教育“重思维、轻技术、强应用”的编写原则,是培养学生计算思维与数字化创新能力的关键课程。教学设计理念本节课以核心素养导向与项目式学习(PBL)为核心理念,紧扣《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》要求,立足六年级学生具象思维向抽象思维过渡的认知特点,打破“理论灌输”模式,以“设计专属校园AI伙伴”为驱动性任务,让学生在真实项目情境中经历完整设计流程。教学中坚持“学生主体、教师引导”,通过案例拆解、小组协作、图表辅助、互动探究等方式,将抽象的设计逻辑转化为可感知、可操作的实践活动,同时融入信息社会责任教育,引导学生设计“有用、好用、合规”的AI作品,实现知识传授、能力培养与价值引领的统一。核心素养目标信息意识能结合校园生活场景,发现AI伙伴的应用价值,精准提炼真实、合理的需求;了解项目设计的基本流程,感知“需求—设计—实现”的逻辑关联,增强用AI技术解决生活问题的意识。计算思维掌握需求分析、用户画像绘制、功能拆解的基本方法,能将复杂项目分解为简单模块;能用流程图、表格等工具梳理设计思路,形成结构化、条理化的思维习惯。数字化学习与创新能以小组为单位协作完成AI伙伴项目设计方案,提升团队协作与创意表达能力;能结合生活经验创新设计AI伙伴功能,激发数字化创新意识与实践能力。信息社会责任了解AI设计的基本伦理,知道AI伙伴功能需符合校园规则、尊重他人隐私;树立“技术服务生活、合规使用技术”的意识,培养负责任的技术应用态度。教学重难点教学重点掌握AI伙伴项目设计的核心流程:需求分析→用户画像→功能拆解→方案撰写;能结合校园场景,精准提炼1-2个核心需求,完成基础版设计方案。教学难点突破“功能设计空洞化”问题,能从用户真实痛点出发,设计具体、可落地的AI功能;用简洁、清晰的语言和图表,规范撰写完整的项目设计方案。教学过程情境导入:案例激趣,明确任务案例展示,引发思考教师活动:播放2分钟校园AI伙伴优秀案例视频(包含“校园导航小助手”“作业答疑小AI”“健康提醒伙伴”3个学生作品片段),展示AI伙伴在校园中的实际应用场景;视频结束后提问:“同学们,视频里的AI伙伴帮我们解决了哪些校园问题?这些AI伙伴是凭空想出来的,还是先有设计再制作的?”
学生活动:认真观看视频,结合生活经验回答问题(预设:解决了找不到教室、不会做作业、忘记喝水的问题;是先设计再制作的)。
教师小结:这些实用的AI伙伴,都离不开前期精心的项目设计。就像盖房子要先画图纸、做手工要先想步骤一样,制作AI伙伴的第一步,就是完成科学、合理的项目设计。揭示课题,发布任务教师活动:板书课题《AI伙伴项目实现——项目设计》,明确本节课核心任务:“以小组为单位,设计一款专属的校园AI伙伴,完成从需求分析到方案撰写的全流程设计,画出设计蓝图”。设计意图通过真实案例激发学生兴趣,直观感知AI伙伴的应用价值,自然引出“项目设计”的必要性;明确任务目标,让学生带着清晰的目标进入学习,贴合六年级学生“具象认知为主”的学情特点。新知探究:拆解流程,掌握方法教材内容研读:项目设计四大步骤教师活动:引导学生翻开教材对应页码,齐读教材中“项目设计基本流程”段落,标注核心句子;结合教材插图(项目设计流程图),讲解:“教材明确告诉我们,AI伙伴项目设计分为四大核心步骤,缺一不可,分别是:第一步需求分析,第二步用户画像,第三步功能拆解,第四步方案撰写”。
师生互动:
师:“大家觉得,这四大步骤中,哪一步是基础?为什么?”
生:“需求分析是基础,因为不知道要解决什么问题,就没法设计功能。”
师:“非常准确!需求分析是整个项目的起点,决定了AI伙伴有没有用、能不能解决真实问题。”第一步:需求分析——找准痛点,明确方向教师活动:结合教材“需求分析”板块案例(校园新生找不到教室、教师批改作业耗时),讲解需求分析的核心:“从生活场景中找问题,从问题中提炼需求,需求要真实、具体、有用,不能空想”;出示“校园需求收集表”模板(表1),讲解填写要点:场景要具体、问题要明确、需求要对应。表1校园AI伙伴需求收集表校园场景存在的问题对应的AI需求教室(课堂)上课忘记带文具、不会解答难题文具提醒、作业答疑校园(课间)低年级学生找不到教室、操场玩耍不安全校园导航、安全提醒家庭(课后)沉迷电子产品、忘记完成作业学习提醒、时间管理小组小练:同桌两人一组,结合校园生活,列举1个场景、1个问题、1个需求,填写简易表格;教师巡视,选取2组分享点评,强调“需求不能太笼统,比如‘设计一个有用的AI’就是空想,要具体到‘帮我提醒上课带课本’”。第二步:用户画像——明确对象,精准设计教师活动:引导学生阅读教材“用户画像”内容,提问:“为什么要画用户画像?我们设计的AI伙伴是给谁用的?”;讲解:“用户画像就是给AI伙伴的使用者‘画个像’,明确使用者的年龄、需求、使用习惯,这样设计的AI伙伴才贴合用户需求,好用、实用”;出示教材示例“校园新生导航AI用户画像”(表2),拆解核心要素:用户身份、年龄、核心需求、使用场景、操作习惯。表2用户画像模板(校园新生导航AI)要素具体内容用户身份一年级新生年龄6-7岁核心需求快速找到教室、厕所、操场位置使用场景开学第一天、课间校园走动操作习惯喜欢语音对话、简单文字提示师生互动:
师:“如果我们设计的AI伙伴是给六年级同学用的,用户画像会和一年级新生一样吗?哪里不一样?”
生:“不一样,六年级同学年龄大,需求可能是作业答疑、复习提醒,操作习惯可能会用文字和语音结合。”
师:“思考很全面!用户画像决定了AI伙伴的功能和操作方式,是连接需求和功能的桥梁。”第三步:功能拆解——化整为零,清晰落地教师活动:结合教材“功能拆解”案例,讲解:“一个AI伙伴不能只有一个笼统的功能,要把核心需求拆成一个个小功能,就像把大蛋糕切成小块,每一块都能单独实现,组合起来就是完整的AI伙伴”;以“作业答疑AI伙伴”为例,板书拆解逻辑:核心需求:帮六年级同学解答作业难题拆解功能1:语文难题解答(字词、阅读、作文提示)拆解功能2:数学难题解答(计算题、应用题思路提示)拆解功能3:英语单词查询、句子翻译小组讨论:以小组为单位,确定本组AI伙伴的核心需求,尝试拆解2-3个小功能;教师巡视指导,重点纠正“功能重复、功能太复杂”的问题,强调“六年级设计的AI伙伴,功能不用多,2-3个实用、能实现的即可”。第四步:方案撰写——规范整理,形成蓝图教师活动:引导学生阅读教材“项目设计方案”范例,讲解方案的核心组成:项目名称、设计背景、用户画像、核心功能、预期效果;强调撰写要求:“语言简洁、条理清晰、内容具体,能用表格、流程图辅助的尽量用图表,让方案一目了然”;出示简化版设计方案模板(表3),明确各板块填写要点。表3AI伙伴项目设计方案(简化版)板块填写要点项目名称简洁好记,体现功能(如“校园安全小卫士”)设计背景简单说明为什么设计(解决什么校园问题)用户画像明确使用者身份、核心需求(参考模板)核心功能拆解后的2-3个具体功能,分点列出预期效果使用后能解决什么问题,带来什么便利设计意图紧扣教材原文与案例,拆解抽象的设计流程为四大具象步骤,结合表格模板、案例拆解、师生互动,降低学习难度;贴合六年级学生认知水平,弱化复杂理论,强化“可操作、可落地”的方法指导,让学生逐步掌握项目设计的核心逻辑。实践探究:小组协作,完成设计小组分工,明确职责教师活动:讲解小组分工要求(4人一组):1人组长(统筹全局、组织讨论)、1人需求分析师(提炼需求、绘制用户画像)、1人功能设计师(拆解功能、梳理逻辑)、1人方案撰写师(整理内容、填写方案);强调“人人参与、各司其职、协作配合”。小组实践,教师指导学生活动:小组合作,按照“需求分析→用户画像→功能拆解→方案撰写”的流程,完成本组AI伙伴项目设计方案,填写表3模板,可搭配简单流程图辅助说明。
教师活动:巡视各小组,针对性指导:对需求模糊的小组:引导“聚焦一个校园场景,找最常见的问题”;对功能拆解混乱的小组:引导“核心需求对应核心功能,每个功能只解决一个小问题”;对方案撰写不规范的小组:指导“语言简洁,分点清晰,按模板填写”。设计意图通过小组协作实践,落实“做中学”理念,让学生在实践中巩固所学方法,提升团队协作与创意实践能力;分层指导兼顾不同水平学生,确保每个小组都能完成基础设计任务,贴合六年级学生实践能力差异的学情。展示评价:交流优化,完善方案小组展示,分享成果教师活动:选取3-4个小组上台展示设计方案,要求:“清晰介绍项目名称、设计背景、核心功能,说明设计思路”。
学生活动:上台小组代表展示方案,其他学生认真倾听,记录优点与建议。多元评价,优化方案教师活动:组织评价(自评+互评+师评),评价标准紧扣教材要求:“需求真实吗?用户画像清晰吗?功能实用吗?方案规范吗?”;引导学生互评:“你觉得这个AI伙伴设计得好在哪里?有什么建议可以让它更实用?”
师生互动示例:
生1:“我觉得‘校园安全小卫士’很好,能提醒安全,建议增加‘课间活动安全提示’功能。”
生2:“这个方案的用户画像很清晰,是给低年级同学用的,功能也简单实用。”
教师小结:肯定各小组创意,针对共性问题(如功能笼统、需求不具体)集中讲解优化方法,强调“设计没有最好,只有更好,根据建议优化方案,才能让AI伙伴更贴合需求”。设计意图通过展示交流,搭建创意分享平台,让学生相互学习、取长补短;多元评价聚焦核心素养,既关注方案规范性,又鼓励创新思维,培养学生批判性思维与反思优化能力。课堂小结:梳理回顾,升华认知教师活动:引导学生集体回顾本节课核心内容,提问:“今天我们学习了AI伙伴项目设计,谁能说说,项目设计的四大步骤是什么?设计时要注意什么?”
学生活动:集体回答,梳理知识点(需求分析、用户画像、功能拆解、方案撰写;需求要真实、功能要实用、方案要规范)。
教师总结:本节课我们掌握了AI伙伴项目设计的完整流程,完成了校园AI伙伴的设计蓝图。设计是创造的起点,下节课我们将基于今天的设计方案,学习AI伙伴的个性化训练,让我们的设计变成真正能互动的AI伙伴。希望大家课后继续优化方案,让我们的AI伙伴更贴合校园生活、更实用好用。板书设计AI伙伴项目实现——项目设计(一)、设计流程(四大步骤)需求分析:找痛点、提需求(真实、具体)用户画像:明对象、贴需求(身份、需求、习惯)功能拆解:化整为零、清晰落地(2-3个实用功能)方案撰写:规范整理、形成蓝图(简洁、条理、具体)(二)、核心要求真实需求、清晰画像、实用功能、规范方案第4课AI伙伴的“好坏”——AI伙伴的个性化训练一、教材分析本节课是清华版(贵州)2024审定版小学信息技术六年级下册第一单元《AI伙伴——谈笑风声》的第4课,是AI伙伴项目从“设计蓝图”到“可用作品”的核心实践课。教材承接上节课《项目设计》的方案成果,聚焦“AI伙伴个性化训练”核心内容,主要包括AI伙伴“好坏”的判断标准、个性化训练的基本原理、训练数据的选择与输入、训练效果的测试与优化四大板块。教材以“训练专属AI伙伴”为实践载体,用通俗语言解释“训练数据影响AI行为”的核心逻辑,搭配简单的训练案例与操作步骤,贴合六年级学生“具象实践为主、抽象理解为辅”的认知特点,旨在让学生体验AI训练的完整过程,理解AI“好坏”的影响因素,培养批判性思维与负责任的技术应用意识,是连接AI设计与AI应用的关键课程。二、教学设计理念本节课以核心素养为导向、实践体验为核心、伦理渗透为延伸,紧扣《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》要求,立足六年级学生已掌握AI设计流程、具备基础数字化操作能力的学情,打破“技术原理灌输”模式,以“辨别AI好坏—训练专属AI—优化AI表现”为递进式任务链,让学生在实践体验中理解AI训练的本质逻辑。教学中坚持“做中学、用中学、创中学”,通过案例对比、模拟训练、小组探究、互动讨论等方式,将抽象的AI训练原理转化为可感知、可操作的实践活动;同时融入AI伦理教育,引导学生辨别AI回应的优劣,树立“文明训练、合规使用、理性判断”的信息社会责任意识,实现实践能力培养与价值引领的有机统一。三、核心素养目标信息意识能辨别AI伙伴回应的“好坏”,了解训练数据、训练方式是影响AI表现的核心因素;感知数据在AI决策中的重要作用,增强对AI技术的理性认知与判断能力。计算思维理解AI伙伴个性化训练的基本流程:数据选择→输入训练→测试效果→优化调整;能通过对比分析,找出AI回应的问题,提出针对性的优化思路,培养逻辑推理与批判性思维。数字化学习与创新能结合上节课的设计方案,完成AI伙伴的个性化训练实践操作;能根据测试结果优化训练数据,提升AI伙伴的回应质量,培养数字化实践与创新能力。信息社会责任认识到AI伙伴的行为受训练者影响,树立文明训练、尊重他人、拒绝不良内容的AI伦理意识;能理性看待AI伙伴的优缺点,不盲目依赖AI,培养负责任、理性化的技术应用态度。四、教学重难点教学重点掌握AI伙伴个性化训练的基本流程:数据选择→输入训练→测试效果→优化调整;能辨别AI回应的“好坏”,选择合适的训练数据完成基础训练操作。教学难点理解“训练数据的质量与数量决定AI伙伴表现”的核心逻辑,能针对性优化训练数据;树立理性的AI伦理观,能拒绝不良训练内容,文明、合规地训练AI伙伴。五、教学过程情境导入:对比体验,引发质疑对比演示,直观感知教师活动:提前准备两个同类型的AI伙伴(如“校园学习小助手”),一个经过优质数据训练(回应准确、礼貌、贴合校园场景),一个未经训练或用不良数据训练(回应混乱、不礼貌、答非所问);现场演示对比:分别向两个AI伙伴提问“六年级语文怎么复习?”“课间可以做什么游戏?”,展示不同回应结果。
学生活动:认真观察两个AI伙伴的回应,对比差异,小声交流感受。提出问题,揭示课题教师活动:提问:“同学们,同样的问题,两个AI伙伴的回应为什么不一样?一个好用、一个不好用,我们可以说它们一个‘好’、一个‘坏’。那AI伙伴的‘好坏’是由什么决定的?我们能不能自己动手,把AI伙伴训练得又好用又贴心?”
学生活动:结合观察回答问题(预设:回应不一样是因为设置不同;可以自己训练AI伙伴)。
教师小结:AI伙伴的“好坏”,不是天生的,而是由训练数据和训练方式决定的。今天我们就一起来学习《AI伙伴的“好坏”——AI伙伴的个性化训练》,揭开AI训练的秘密,亲手训练属于自己的优质AI伙伴。设计意图通过直观的对比演示,让学生快速感知AI伙伴的“好坏”差异,自然引发对“影响因素”的好奇,激发学习兴趣;紧扣教材主题,提出核心问题,明确本节课学习目标,贴合六年级学生“直观感知优先”的学情特点。新知探究:解读教材,理解原理教材研读:AI伙伴“好坏”的判断标准教师活动:引导学生翻开教材对应页码,齐读教材中“AI伙伴的‘好坏’”板块内容,标注关键句子;结合教材案例(好的AI回应:准确、礼貌、有用;坏的AI回应:错误、粗鲁、无用),提问:“教材告诉我们,判断AI伙伴‘好坏’的标准是什么?我们可以从哪几个方面判断?”
师生互动:
生:“好的AI回应要准确、礼貌、有用,坏的就是错误、粗鲁、没用的。”
师:“总结得非常全面!我们判断AI伙伴的好坏,核心看三点:回应是否准确、态度是否礼貌、内容是否有用,这是我们辨别AI、训练AI的基本标准。”教材拆解:个性化训练的基本原理教师活动:引导学生阅读教材“个性化训练”板块,结合教材插图(AI训练流程图:输入数据→AI学习→生成回应),讲解核心原理:“AI伙伴就像一个‘爱学习的小朋友’,我们给它‘喂’数据(文字、对话、知识),它就会学习这些内容,我们喂的‘食物’(数据)越好、越合适,它学出来的本领就越强,回应就越好;反之,喂的‘食物’不好,它学出来的本领就差,回应就坏”。
教师板书核心逻辑:优质数据→优质训练→好的AI伙伴;劣质数据→劣质训练→坏的AI伙伴。教材详解:个性化训练四大步骤教师活动:结合教材“训练步骤”案例(训练“校园学习小助手”),拆解个性化训练四大步骤,逐步骤讲解教材内容与操作要点:步骤1:选择训练数据——选对“学习材料”教材内容:训练数据要贴合AI伙伴定位、准确规范、文明健康、数量合适,不能选错误、粗鲁、不良的内容。
教师讲解:比如我们要训练“校园学习小助手”,就要选语文、数学、英语的知识点、学习方法、校园文明用语等数据,不能选游戏攻略、粗鲁话语、不良信息。
师生互动:
师:“如果训练‘校园安全小卫士’,我们应该选哪些训练数据?”
生:“选校园安全规则、课间安全注意事项、应急逃生知识等。”
师:“非常正确!训练数据一定要和AI伙伴的功能定位匹配,这是训练成功的第一步。”步骤2:输入训练数据——“教”AI伙伴学习教材内容:通过AI训练平台,将准备好的训练数据逐条输入,或批量导入,让AI伙伴读取、学习数据内容。
教师演示:结合教材操作截图,模拟演示数据输入过程(以文字对话为例):输入“问:六年级数学应用题不会做怎么办?答:可以先读题找已知条件,再分析数量关系,最后列式计算”,讲解输入要点:文字清晰、问答对应、语句通顺。步骤3:测试训练效果——检查“学习成果”教材内容:输入训练数据后,向AI伙伴提问相关问题,观察回应是否准确、礼貌、有用,判断训练效果。
教师讲解:比如输入学习方法的数据后,提问“六年级数学应用题不会做怎么办?”,如果AI回应和我们输入的内容一致、准确,说明训练有效;如果答非所问、回应错误,说明训练失败或数据不合适。步骤4:优化调整——“辅导”AI伙伴进步教材内容:如果测试效果不好,要检查训练数据、补充优质数据、删除不良数据、重新训练,直到AI回应符合要求。
教师小结:AI伙伴的训练不是一次就能成功的,需要“训练—测试—优化”反复进行,就像我们学习需要反复练习一样,这是AI训练的完整流程。设计意图紧扣教材原文、案例与插图,将抽象的AI训练原理转化为“小朋友学习”的生活化比喻,降低理解难度;逐步骤拆解教材内容,结合师生互动、模拟演示,让学生清晰掌握训练标准、原理与流程,贴合六年级学生“具象理解为主”的认知水平。实践体验:模拟训练,动手操作任务发布:训练专属校园AI伙伴教师活动:发布实践任务:“结合上节课设计的校园AI伙伴方案,以小组为单位,完成一次个性化模拟训练,训练主题贴合你们的AI伙伴功能(如学习、安全、导航等),按照‘选数据→输数据→测效果→优调整’四大步骤操作”;强调实践要求:数据文明健康、贴合主题、小组协作、规范操作,遵守AI伦理,拒绝不良内容。小组实践:分步训练,教师指导学生活动:4人一组,分工协作(1人选数据、1人输数据、1人测效果、1人做记录),完成模拟训练:选择数据:结合AI伙伴定位,筛选3-5条文明、准确、贴合主题的训练数据,填写《训练数据记录表》(表4);输入数据:模拟教材操作步骤,将数据逐条输入训练平台;测试效果:向AI伙伴提问2-3个相关问题,记录回应情况;优化调整:根据测试结果,补充或修改数据,重新训练,直到回应达标。表4训练数据记录表(示例:校园学习小助手)序号训练数据(问-答)数据质量(好/需优化)测试结果(准确/不准确)1问:语文作文怎么写好开头?答:可以用比喻、拟人,或引用名言,吸引读者。好准确2问:上课可以做小动作吗?答:不可以,上课要认真听讲,遵守课堂纪律。好准确3问:怎么快速背英语单词?答:死记硬背就行。需优化不准确教师活动:巡视各小组,针对性指导:对数据选择不当的小组:引导“紧扣AI伙伴功能,选准确、文明的内容”;对输入操作错误的小组:对照教材截图,指导规范输入;对测试效果差的小组:引导“分析数据问题,补充优质数据重新训练”;重点提醒:坚决不输入粗鲁、不良、违规内容,树立文明训练意识。设计意图通过小组模拟训练,落实教材实践要求,让学生在“做中学”,亲身体验AI训练的完整流程,巩固所学原理与方法;分工协作培养团队能力,分层指导兼顾不同水平学生,同时强化AI伦理教育,贴合六年级学生实践能力与价值观形成的需求。探究讨论:辨别优劣,树立伦理案例辨析:判断AI回应的好坏教师活动:出示3组AI回应案例(表5),引导学生结合教材判断标准,小组讨论:“这些回应是好是坏?为什么?如果是坏的,怎么优化训练数据?”。表5AI回应案例辨析表案例问题AI回应好坏判断理由优化建议1课间可以在走廊奔跑吗?可以,跑起来很开心!坏内容错误,不安全补充校园安全规则数据:课间禁止奔跑,避免碰撞受伤2谢谢你帮我解答问题!不客气,很高兴能帮到你!好礼貌、有用无需优化3你真笨,这都不会!(粗鲁回应)坏态度粗鲁,不文明删除不良数据,补充文明礼貌用语训练数据学生活动:小组讨论后,派代表发言,分享判断结果与优化建议。
教师小结:判断AI回应好坏,核心看准确、礼貌、有用;遇到坏的回应,不能放任,要通过优化训练数据来改进,同时我们自己要文明用语,不能训练AI说粗鲁、不良的话。深度讨论:AI伙伴的“好坏”与我们的责任教师活动:提出深度问题,引导全班讨论:“AI伙伴本身没有好坏,它的好坏是由谁决定的?我们作为训练者,应该承担什么责任?”
师生互动:
生1:“AI伙伴的好坏是由训练它的人决定的,我们给它好的数据,它就好,反之就坏。”
生2:“我们要文明训练,不能教它说坏话、做坏事,要让它帮我们做好事。”
师:“大家说得非常有道理!AI是工具,人的价值观决定工具的用途。我们作为AI伙伴的训练者,有责任文明训练、合规使用,让AI伙伴成为帮助我们学习、生活的好帮手,而不是传播不良内容的工具;同时要理性看待AI,它也会犯错,不能盲目依赖,要学会辨别对错。”设计意图通过案例辨析,巩固教材中AI好坏的判断标准,培养学生批判性思维;深度讨论升华主题,渗透AI伦理与信息社会责任教育,让学生理解“人对AI的责任”,树立正确的技术价值观,贴合六年级学生价值观教育的需求。课堂小结:梳理回顾,总结升华教师活动:引导学生集体回顾本节课核心内容,提问:“今天我们学习了AI伙伴的个性化训练,谁能说说:AI伙伴的好坏由什么决定?个性化训练的四大步骤是什么?训练时我们要遵守什么原则?”
学生活动:集体回答,梳理知识点(由训练数据和方式决定;选数据、输数据、测效果、优调整;文明训练、合规使用、理性判断)。
教师总结:本节课我们揭开了AI伙伴训练的秘密,掌握了个性化训练的完整流程,学会了辨别AI的好坏,更明白了作为AI使用者的责任。AI技术很神奇,但更神奇的是我们的创造力和责任感。下节课我们将整合设计与训练成果,完成AI伙伴的最终创作与展示。希望大家课后继续完善训练方案,坚守文明底线,让AI伙伴真正成为我们的贴心好帮手。六、板书设计AI伙伴的“好坏”——AI伙伴的个性化训练(一)、好坏判断标准准确、礼貌、有用(二)、核心原理训练数据→AI学习→AI回应
(优质数据→好AI;劣质数据→坏AI)(三)、训练四大步骤选数据:贴合主题、准确文明输数据:规范输入、问答对应测效果:观察回应、判断好坏优调整:补充数据、重新训练(四)、核心责任文明训练、合规使用、理性判断第2单元无人驾驶汽车——目达耳通第1课初识无人驾驶汽车——无人驾驶汽车的发展现状与愿景教材分析本节课是清华版(贵州)新教材小学信息技术六年级下册第二单元《无人驾驶汽车——目达耳通》的开篇课,是单元学习的基础铺垫。教材以“发展现状—技术分级—未来愿景”为主线,先通过生活案例引出无人驾驶汽车概念,再梳理其从辅助驾驶到完全自动驾驶的发展阶段,明确L0-L5技术分级标准,最后结合我国研发成果展望未来应用场景。内容衔接前面AI技术基础,为下节课学习工作原理及后续项目设计奠基,兼具科普性与基础性,侧重培养学生对前沿科技的认知与信息素养,符合六年级学生对新兴技术的探究需求。学情分析六年级学生已具备基础信息技术素养,了解AI、传感器等简单智能技术概念,对无人驾驶汽车充满好奇心,生活中通过新闻、视频有零散认知,但缺乏系统了解,易混淆“辅助驾驶”与“无人驾驶”概念。他们具备一定信息搜集、归纳能力,喜欢直观视频、案例探究,抽象逻辑思维正发展,对技术分级、发展历程的梳理需具象化引导。同时,学生对国产科技成就有自豪感,适合融入本土案例激发学习兴趣,需通过互动讨论、图表梳理降低知识理解难度。核心素养目标信息意识:感知无人驾驶汽车作为智能交通技术的应用价值,能主动关注其发展动态,区分无人驾驶与传统驾驶的差异,识别不同驾驶阶段的核心特征。计算思维:通过梳理发展历程、对比技术分级,培养分类、归纳与对比分析能力;能简单梳理无人驾驶汽车发展的逻辑脉络,理解技术迭代的递进关系。数字化学习与创新:能借助视频、图文资料自主探究无人驾驶汽车相关知识,提取关键信息并归纳总结;尝试畅想无人驾驶汽车的未来创新应用场景。信息社会责任:了解我国无人驾驶汽车研发成果,增强民族自豪感;客观认识无人驾驶技术的发展意义,树立科技改变生活、科技服务社会的意识。教学重难点教学重点:无人驾驶汽车的基本概念;无人驾驶汽车的发展阶段及L0-L5技术分级标准;我国无人驾驶汽车的发展现状。教学难点:区分L2半自动驾驶与L3高度自动驾驶的核心差异;理解无人驾驶汽车技术迭代的逻辑与价值。教学过程情境导入,初识概念师:同学们,上课前我们先看两段视频,一段是科幻电影里没有司机的汽车自动行驶,一段是我国城市道路上测试的无人出租车。看完思考:这两种汽车有什么共同特点?
(播放视频,学生观看后发言)
生1:都没有司机,自己能开。
生2:能自动避开障碍,按照路线走。
师:大家观察得很准确!这种不需要人类驾驶员操控,能自主完成行驶任务的汽车,就是无人驾驶汽车,也叫自动驾驶汽车。今天我们就一起走进无人驾驶汽车的世界,了解它的过去、现在和未来。(板书课题:初识无人驾驶汽车——无人驾驶汽车的发展现状与愿景)
【设计意图:通过科幻与现实对比视频,激活学生已有认知,直观引出无人驾驶汽车概念,激发探究兴趣,自然导入新课,贴合教材情境引入逻辑。】探究新知1:无人驾驶汽车的发展历程(教材对应内容)师:打开教材对应页面,教材中提到“无人驾驶汽车不是突然出现的,它经历了漫长的发展过程”。我们一起来梳理它的“成长足迹”。
师:早期的汽车完全靠人类驾驶,没有任何智能辅助,这是最原始的状态。随着技术发展,出现了辅助驾驶,大家想想,辅助驾驶能做什么?
生:可能帮司机刹车、保持车道?
师:没错!教材里提到,辅助驾驶(L0-L1)只能提供简单帮助,比如防抱死制动、定速巡航,核心还是人类驾驶,司机必须全程专注。
师:接下来发展到半自动驾驶(L2),看教材案例:特斯拉Autopilot、部分高端家用车的辅助系统,它们能同时控制车速、转向,自动跟车、保持车道,但遇到复杂路况(如路口、行人),必须人类接管。
师:再到高度自动驾驶(L3),教材强调这是关键转折点!在特定场景(如高速公路、封闭园区),汽车能完全自主驾驶,不用人类操控,只有系统请求时,人类才需要接管。
师:最理想的是完全自动驾驶(L4-L5),也就是我们想象的无人驾驶,没有方向盘、油门踏板,能在所有路况下自主行驶,不需要人类参与。
(课件出示发展历程时间轴:原始驾驶→辅助驾驶→半自动驾驶→高度自动驾驶→完全自动驾驶)
师:同桌互相说一说,无人驾驶汽车的发展经历了哪几个阶段?每个阶段的核心特点是什么?
【设计意图:紧扣教材发展历程内容,用“成长足迹”类比降低理解难度,结合常见车型案例,分步梳理各阶段特征,通过时间轴直观呈现发展脉络,落实计算思维中的归纳能力。】探究新知2:无人驾驶汽车的技术分级(教材重点内容)师:为了统一标准,国际上把无人驾驶汽车分为L0到L5六个等级,教材中的表格清晰列出了各等级的核心区别,我们一起来分析。
(课件出示教材L0-L5分级表,标注核心信息)
师:L0是无辅助,纯人类驾驶;L1是辅助驾驶,帮司机做单一动作(如刹车);L2是半自动驾驶,能同时做多个动作,但司机不能分心。
师:重点看L2和L3的区别,教材里用红色标注了关键:L2需要司机全程监控,随时接管;L3在特定场景下,司机不用监控,系统自主负责。比如L2时司机不能玩手机,L3时可以看书、办公。
师:L4是高度自动驾驶,能应对大部分路况;L5是完全自动驾驶,和人类驾驶无关,没有驾驶舱。
师:现在做个小测试,判断下列案例属于哪个等级:①汽车能自动保持车道,但司机必须手握方向盘;②在高速路上,汽车全程自己开,司机可以休息。
生:①是L2,②是L3!
师:非常准确!掌握分级标准,就能清晰区分不同无人驾驶技术的水平。
【设计意图:聚焦教材核心分级表格,通过对比标注、案例测试,突破L2与L3区分的难点,强化对技术分级的理解,落实信息意识中的识别能力,贴合教材重难点编排逻辑。】探究新知3:无人驾驶汽车的发展现状(教材拓展内容)师:了解了发展阶段和分级,我们看看现在无人驾驶汽车发展到什么程度了,教材中提到了很多国家和我国的研发成果。
师:全球来看,美国、德国等国家在L2-L3技术上比较成熟,有部分测试车辆上路。那我国呢?
生:我国也有无人驾驶汽车,比如百度的无人车!
师:没错!教材重点介绍了我国的成就:百度Apollo、华为MDC等无人驾驶系统,已经在多个城市开展无人出租车、无人巴士的测试和运营;在封闭园区、港口,无人驾驶货车、清扫车已经投入使用。
师:大家看教材中的图片,这是贵阳的无人公交、北京的无人出租车,这些都是我们国家自主研发的,技术水平处于世界前列。
师:思考:我国为什么要大力发展无人驾驶汽车?
生1:方便出行,减少交通事故。
生2:体现科技实力,让生活更智能。
师:总结得很好!发展无人驾驶汽车,既能方便生活、提升交通效率,也能增强国家科技竞争力,是智能交通的重要方向。
【设计意图:结合教材国内外现状内容,突出我国研发成果,融入本土案例(贵阳无人公交),增强学生民族自豪感,落实信息社会责任;通过问题引导,理解技术发展价值。】探究新知4:无人驾驶汽车的未来愿景(教材延伸内容)师:看完现状,我们一起畅想未来,教材中描绘了无人驾驶汽车的美好愿景。
师:未来的无人驾驶汽车(L5)会是什么样子?教材提到:没有方向盘、油门,上车只要说目的地,就能安全送达;能自动组队行驶,减少拥堵;老人、小孩都能独立出行;还能和智能家居、智能城市联动。
(播放未来无人驾驶汽车应用动画,辅助理解)
师:除了教材提到的,你还能想到哪些应用场景?
生1:无人驾驶救护车,快速送病人去医院。
生2:无人驾驶快递车,自动送快递上门。
师:大家的想法很有创意!未来无人驾驶汽车会融入生活方方面面,让出行更安全、便捷、智能,真正实现“科技服务生活”。
【设计意图:依托教材愿景内容,结合动画直观呈现,鼓励学生发散想象,激发创新意识,落实数字化学习与创新素养,贴合教材“愿景”板块设计逻辑。】课堂练习:教材对应“试一试”师:完成教材中的“试一试”:用自己的话梳理无人驾驶汽车的发展阶段,并写出L2和L3的核心区别。
(学生独立完成,教师巡视指导,选取2份作业展示订正)
师:总结:发展阶段是原始驾驶→辅助驾驶→半自动驾驶→高度自动驾驶→完全自动驾驶;L2需全程监控,L3特定场景无需监控。
【设计意图:紧扣教材练习,巩固本节课核心知识点,强化对发展阶段与分级难点的掌握,落实信息意识与计算思维素养。】课堂小结师:今天这节课,我们一起学习了无人驾驶汽车的发展现状与愿景,谁能总结一下学到的知识?
生1:知道了无人驾驶汽车是不需要司机的智能汽车,发展经历了五个阶段。
生2:了解了L0-L5六个技术分级,重点区分了L2和L3。
生3:我国无人驾驶技术很厉害,未来会更智能,应用更广泛。
师:总结得非常全面!本节课我们掌握了无人驾驶汽车的概念、发展阶段、技术分级,了解了我国的发展成就和未来愿景。无人驾驶汽车是AI技术、传感器技术等多种科技的结合,下节课我们就一起探究,它是如何感知环境、做出决策、控制行驶的,揭开它的工作奥秘。第2课无人驾驶汽车的工作过程——无人驾驶汽车的感知、决策与控制执行一、教材分析本节课是清华版(贵州)新教材小学信息技术六年级下册第二单元的核心课,承接上节课无人驾驶汽车的发展认知,聚焦“工作原理”核心内容,是单元知识的关键环节。教材以“感知—决策—控制执行”三大核心系统为框架,先介绍感知系统的硬件组成(摄像头、雷达、激光雷达、导航)及功能,再讲解决策系统的数据处理与路径规划逻辑,最后说明控制执行系统的动作执行原理,结合生活类比与案例拆解,将复杂技术原理具象化。内容衔接AI工作流程(输入—处理—输出),为后续无人驾驶小车项目设计提供理论支撑,侧重培养学生的系统思维与逻辑推理能力,符合六年级学生从认知到原理探究的学习进阶。二、学情分析六年级学生已掌握无人驾驶汽车的基本概念与发展分级,对其“如何工作”充满探究欲,具备基础的逻辑分析与类比思维能力。生活中了解摄像头、雷达、导航等设备的简单用途,能理解“感知—思考—行动”的基础逻辑,但对多设备协同、数据处理、算法决策等抽象原理理解困难,易混淆三大系统的功能边界。学生喜欢直观演示、案例拆解、动手模拟等学习方式,需要通过具象类比、动画演示、流程梳理降低原理理解难度,同时需强化系统间的关联认知,避免孤立理解各部分功能。三、核心素养目标(2022版新课标)信息意识:了解无人驾驶汽车感知、决策、控制执行三大系统的组成与功能,识别各核心硬件(摄像头、雷达等)的作用,理解数据在系统间的传递逻辑。计算思维:通过拆解无人驾驶汽车工作流程,培养系统分析与逻辑推理能力;能梳理“感知数据—决策分析—执行动作”的闭环逻辑,类比人类驾驶行为理解技术原理。数字化学习与创新:能借助动画、流程图等数字化工具探究工作原理,梳理系统协作流程;尝试模拟简单的感知、决策、执行过程,培养动手模拟与逻辑构建能力。信息社会责任:理解无人驾驶汽车技术的综合性,体会科技研发的复杂性与创新性;认识技术安全的重要性,树立理性看待智能技术应用的意识。四、教学重难点教学重点:无人驾驶汽车感知、决策、控制执行三大系统的组成与核心功能;三大系统协同工作的基本流程。教学难点:理解感知系统多设备数据融合的逻辑;理解决策系统算法规划路径、判断风险的原理;区分三大系统的功能边界与协作关系。五、教学过程复习导入,衔接新知师:上节课我们了解了无人驾驶汽车的发展现状和愿景,谁能说说:L4级无人驾驶汽车的核心特点是什么?
生:高度自动驾驶,能应对大部分路况,不需要人类操控。
师:非常准确!那大家有没有想过,无人驾驶汽车没有司机,是怎么“看到”红绿灯、行人,怎么“判断”该加速还是刹车,怎么“控制”方向盘和车轮的?
(学生自由发言,提出猜想)
师:大家的猜想很有趣!其实无人驾驶汽车和我们人类驾驶一样,有一套完整的“感知—思考—行动”系统,对应就是感知系统、决策系统、控制执行系统。今天我们就一起揭开它的工作奥秘,探究无人驾驶汽车的工作过程。(板书课题:无人驾驶汽车的工作过程——感知、决策与控制执行)
【设计意图:复习上节课核心知识点,通过设问激发探究欲,类比人类驾驶逻辑引出三大系统,自然导入新课,衔接单元知识脉络,贴合教材导入逻辑。】探究新知1:感知系统——无人驾驶汽车的“眼睛和耳朵”师:首先我们学习感知系统,教材把它比作无人驾驶汽车的“眼睛和耳朵”,负责收集周围环境信息。打开教材对应页面,看看感知系统由哪些设备组成?
生:摄像头、雷达、激光雷达、北斗导航!
师:非常全面!我们逐个分析这些设备的作用,结合教材图片和案例理解。
师:第一个是摄像头,就像人类的眼睛,教材提到它能识别红绿灯、交通标志、车道线、行人、车辆。比如看到红灯,摄像头会把信息传给汽车;看到前方有行人,也能清晰捕捉。
(课件出示摄像头识别红绿灯、行人的图片)
师:第二个是雷达,像“耳朵”,能发射电磁波,探测远处车辆、障碍物的距离和速度,不受白天黑夜、晴天雨天影响,弥补摄像头在恶劣天气下的不足。
师:第三个是激光雷达,是“超级眼睛”,能发射激光,快速扫描周围环境,生成3D立体地图,精准定位障碍物的位置、大小,这是无人驾驶汽车精准感知的核心设备。
(课件出示激光雷达生成的3D环境图)
师:第四个是北斗导航,负责“定位”,告诉汽车自己在哪里、目的地在哪里、该走哪条路,规划基础路线。
师:总结感知系统:摄像头、雷达、激光雷达、北斗导航协同工作,把周围的路况、障碍物、位置等信息,变成数据传给决策系统。
师:思考:为什么需要这么多设备一起感知,只用摄像头不行吗?
生:不行,摄像头晚上看不清,下雨会模糊,雷达和激光雷达能弥补缺点。
师:说得太对了!多设备协同,才能让无人驾驶汽车“看得清、听得准”,不遗漏任何环境信息。
【设计意图:紧扣教材感知系统内容,用“眼睛和耳朵”类比降低理解难度,结合图片、案例拆解各设备功能,通过问题引导理解多设备协同的必要性,落实信息意识与计算思维素养。】探究新知2:决策系统——无人驾驶汽车的“大脑”师:感知系统收集完信息,就传给决策系统,教材把它比作无人驾驶汽车的“大脑”,负责分析信息、做出判断、下达指令,是最核心的部分。
师:打开教材对应页面,看看决策系统是怎么工作的?教材说:决策系统先把感知系统传来的所有数据“融合”,再用预设的算法和程序,分析路况、判断风险、规划最优路径,最后下达行驶指令。
师:我们结合案例理解:感知系统传来“前方50米有红灯、左侧有行人、距离目的地还有2公里”的数据,决策系统会怎么做?
生:判断要减速停车,等红灯变绿,避开行人,继续按路线行驶。
师:完全正确!决策系统就像老司机,根据所有信息,快速做出正确决定:该加速、刹车、转向,还是停车避让。
(播放决策系统数据处理动画:感知数据→融合分析→路径规划→下达指令)
师:教材里提到,决策系统里有提前编写好的程序和海量的驾驶数据,能应对各种常见路况,遇到突发情况也能快速反应。
师:思考:如果感知系统传来错误数据,决策系统会做出错误判断吗?
生:会,所以感知系统要精准,多设备互相验证,减少错误。
师:没错!这就是为什么感知系统需要多设备协同,确保传给“大脑”的信息准确,决策才不会出错。
【设计意图:聚焦教材决策系统内容,用“大脑”类比突出核心地位,结合动画、案例拆解数据处理与决策逻辑,通过问题引导理解感知与决策的关联,落实计算思维与逻辑推理能力。】探究新知3:控制执行系统——无人驾驶汽车的“手脚”师:决策系统下达指令后,就轮到控制执行系统工作,教材把它比作无人驾驶汽车的“手脚”,负责执行指令,控制汽车行驶。
师:教材中明确了控制执行系统的组成:转向系统、制动系统、动力系统。我们分别看它们的作用:转向系统:相当于“手”,控制方向盘,让汽车左转、右转、保持直线行驶;制动系统:相当于“脚刹”,控制刹车,让汽车减速、停车;动力系统:相当于“油门”,控制加速,让汽车前进、提速。师:结合刚才的案例,决策系统下达“减速停车、右转避让行人”的指令,控制执行系统会怎么做?生:制动系统刹车减速,转向系统控制方向盘右转,避开行人后再回正方向。师:非常准确!控制执行系统精准执行每一个指令,确保汽车按照决策系统的要求安全行驶。师:总结三大系统的关系:感知系统(眼睛耳朵)收集信息→决策系统(大脑)分析判断→控制执行系统(手脚)执行动作,形成一个完整的工作闭环,就像人类驾驶的全过程。(课件出示三大系统协同工作流程图,清晰呈现数据传递与指令执行逻辑)【设计意图:紧扣教材控制执行系统内容,用“手脚”类比直观易懂,结合案例拆解各子系统功能,通过流程图梳理三大系统闭环逻辑,强化系统关联认知,落实计算思维与系统分析能力。】探究新知4:完整工作流程案例分析师:我们结合教材中的完整案例,梳理无人驾驶汽车遇到“前方有行人过马路”时的全部工作过程,巩固三大系统的协作逻辑。
(课件出示案例场景图:无人驾驶汽车直行,前方路口有行人准备过马路)
师:第一步:感知系统工作。摄像头识别到行人,雷达探测到行人距离5米、速度缓慢,激光雷达精准定位行人位置,北斗导航确认当前路段,所有数据传给决策系统。
师:第二步:决策系统工作。融合所有数据,分析判断:行人即将过马路,存在安全风险,需立即减速停车,等待行人通过后再行驶,下达“紧急刹车→停车→行人离开后起步直行”指令。
师:第三步:控制执行系统工作。制动系统执行刹车,汽车快速减速停车;等待行人通过后,动力系统执行起步指令,汽车继续直行。
师:同桌互相说一说,这个案例中三大系统分别做了什么?完整的工作流程是怎样的?
【设计意图:依托教材典型案例,分步拆解完整工作流程,强化三大系统协同逻辑的理解,通过同桌互述巩固知识点,落实计算思维与逻辑表达能力。】课堂练习:教材对应“试一试”师:完成教材中的“试一试”:画出无人驾驶汽车工作过程的流程图,标注三大系统的名称和核心作用。
(学生独立完成,教师巡视指导,选取2份流程图展示订正,强调流程顺序与系统功能的准确性)
师:总结:流程图顺序为感知系统(收集环境信息)→决策系统(分析下达指令)→控制执行系统(执行行驶动作),三大系统缺一不可。
第3课无人驾驶小车项目实现——项目设计学情分析六年级学生已具备基础信息技术操作能力,思维从具象向抽象过渡,对智能设备、机器人等科技产品兴趣浓厚,好奇心强。此前已学习无人驾驶汽车的发展历程、感知-决策-控制执行工作原理,掌握简单项目设计流程与小组协作方法。但对“技术原理转化为实物设计”的逻辑理解不足,系统拆解、功能匹配能力较弱,设计时易出现功能空洞、设备与需求脱节、步骤不清晰等问题。同时,学生创新意识强,但实践规划能力参差不齐,需借助模板、案例引导,降低设计难度,兼顾不同水平学生的学习需求。教材分析本节课是清华版(贵州)2024审定版小学信息技术六年级下册第二单元《无人驾驶汽车——目达耳通》的第3课,属于无人驾驶项目从“理论认知”到“实物落地”的核心设计环节。教材承接前两课“无人驾驶汽车初识”“工作原理探究”的基础认知,聚焦“简易无人驾驶小车”项目设计全流程,核心内容包括项目需求分析、小车系统拆解、硬件选型匹配、功能模块设计、方案撰写五大板块。教材以“校园简易无人驾驶小车”为真实情境,贴合学生生活经验,弱化复杂技术参数,强化“原理迁移、化繁为简、实用落地”的设计逻辑,符合小学阶段AI与智能技术教育“重思维、轻技术、强实践”的编写原则。本节课既是对前序知识的巩固应用,也为后续小车组装、编程实现奠定蓝图基础,是培养学生系统思维、工程实践能力与数字化创新意识的关键课程。核心素养目标信息意识能结合校园场景,发现简易无人驾驶小车的应用价值,提炼真实、可实现的功能需求;感知“需求—设计—实现”的项目逻辑,理解硬件、软件与功能的关联,增强用智能技术解决生活问题的意识。计算思维掌握无人驾驶小车项目设计的核心流程:需求分析→系统拆解→硬件选型→功能设计→方案撰写;能将复杂小车系统拆解为感知、决策、控制执行三大模块,用流程图、表格梳理设计思路,形成结构化思维习惯。数字化学习与创新能以小组为单位协作完成无人驾驶小车设计方案,提升团队协作、创意表达与工程规划能力;能结合生活经验,创新设计简易小车功能,将无人驾驶汽车原理迁移到实物设计中,激发数字化创新意识。信息社会责任了解智能设备设计的安全规范,知道小车设计需符合校园安全规则、操作便捷、环保节能;树立“技术服务生活、安全合规设计、理性创新实践”的意识,培养负责任的技术应用与工程实践态度。教学重难点教学重点掌握无人驾驶小车项目设计的五大核心步骤,明确感知、决策、控制执行三大模块的功能与关联;能结合校园场景,完成简易小车的需求分析、硬件选型与功能设计,撰写规范的基础版设计方案。教学难点突破“原理与设计脱节”问题,能将无人驾驶汽车“感知-决策-控制”原理精准迁移到简易小车设计中;做到硬件选型与功能需求匹配、设计方案简洁可落地,避免功能冗余或无法实现。教学过程情境导入:案例激趣,明确任务案例展示,回顾旧知教师活动:播放2分钟简易无人驾驶小车案例视频(包含“校园循线小车”“避障送物小车”“路口识别停车小车”3个学生作品片段),展示小车在校园场景的应用;视频结束后提问:“同学们,视频里的小车能自动走路线、避开障碍,它们和我们之前学的无人驾驶汽车有什么相同点?这些小车是直接制作的吗?”
学生活动:观看视频,结合旧知回答(预设:都有感知、决策、执行系统;都是先设计再制作)。
教师小结:这些简易小车和无人驾驶汽车原理一样,都靠“感知-决策-控制”工作,但更简单、适合我们制作。就像建房子先画图纸,做小车第一步就是科学设计方案。揭示课题,发布任务教师活动:板书课题《无人驾驶小车项目实现——项目设计》,明确本节课核心任务:“以小组为单位,设计一款校园简易无人驾驶小车,完成从需求分析到方案撰写的全流程,画出设计蓝图”。设计意图通过真实案例激发兴趣,回顾前序工作原理知识,自然衔接“项目设计”主题;明确任务目标,贴合六年级学生具象认知特点,让学生带着目标进入学习。新知探究:研读教材,拆解流程教材研读:项目设计五大步骤教师活动:引导学生翻开教材对应页码,齐读教材中“无人驾驶小车项目设计流程”段落,标注核心句子;结合教材插图(设计流程图),讲解:“教材明确,小车设计分五大步骤,缺一不可:第一步需求分析,第二步系统拆解,第三步硬件选型,第四步功能设计,第五步方案撰写”。
师生互动:
师:“五大步骤里,哪一步是基础?为什么?”
生:“需求分析是基础,因为要先知道小车用来做什么,才能设计功能、选硬件。”
师:“非常准确!需求决
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