第7章 01智能红绿灯（单元教学设计）（教学设计）-初中信息技术九年级同步教学设计+视频+图片（苏科版2018）

智能红绿灯 课题：智能红绿灯（单元教学设计） 一、学科核心素养 1．能敏锐地发现生活中可利用人工智能技术来解决的问题，培养信息意识。 2．能采用计算机领域的学科方法来界定问题、抽象特征、建立结构模型，并运用合理的算法形成解决问题的方案，培养计算思维能力。 3．能创新地运用人工智能技术解决问题，在实践中提高数字化学习与创新能力。 4．在学习和实践中养成正确的技术观，培养良好的信息意识与行为习惯，初步形成信息社会责任意识。 二、课程纲要要求 1．了解人工智能的基本概念和基本特点，知道其与人类智能的区别。 2．了解人工智能的发展历程及每个阶段的技术特点，能认识人工智能技术对社会生活的影响。 3．了解人工智能的主要应用领域，通过演示或实际操作，体验人工智能的典型应用，知道其发展现状。 4．能利用开源人工智能应用平台，通过配置环境与设置参数，设计并实现简易的人工智能应用。 5．能结合开源硬件，通过算法设计与程序开发，实现简易的人工智能系统。 6．了解人工智能技术的发展趋势，展望其今后的新进展、新应用。 7．了解智能应用系统所面临的伦理与潜在威胁，辩证看待人工智能技术对社会发展的影响。 三、项目目标和教学要求 1．了解人工智能的含义、发展历程与关键技术。 2．通过人工智能系统进行绘画、图片识别、语音识别、诗歌创作等实践学习，体验、感知人工智能技术的神奇。 3．体悟人工智能与人类智能的关系。 4．能够读懂并运行简单的Python机器学习程序。 5．了解识别手写数字模型的算法思想。 6．能够选择合适的传感器和电子元器件，设计并实现简单的智能系统。 7．了解红绿灯规则及其历史，寻找生活中红绿灯存在的问题，能够解释人工智能技术对未来红绿灯规则可能带来的种种影响。 8．在自主学习、协作学习、社群学习过程中，学习规划、沟通和表达，学习评价和反思，不断提升问题解决能力。 9．学会辩证地看待人工智能技术对社会发展的影响，提升信息意识和信息社会责任意识。 四、课时安排 本项目建议使用6课时，其中项目概述1课时，项目探索中的活动1、活动2、活动3各1课时，项目实施1课时，评价与拓展1课时。在项目研究中应配合必要的课外活动时间，让学生去观察生活，基于真实生活中的问题来设计智能红绿灯作品。 五、项目准备 项目活动的相关背景资料及项目活动的分组器材。 六、项目过程 1．项目概述 教师介绍项目，学生宏观了解项目的目标、实施过程、评价以及项目驱动问题。 课前布置学生对身边的红绿灯进行调查研究，记录数据，分析生活中红绿灯存在的问题、改进设想。学生带着问题和初步创想走进课堂。教师提问：“红绿灯”播放顺序是怎样的？引发学生认知冲突，对红绿灯的历史产生兴趣，进而讨论红绿灯三色播放顺序等国际标准。接下来，学生分享课前调研数据和发现的问题，介绍改进红绿灯的设想，思考技术与人类生活方式的关系，理解技术影响人类的思维方式。最后，师生共同阐述本项目的意义与价值。在项目研究的起始阶段，还要组建团队。可以由教师组织分组，也可以学生自己组织分组，尽可能异质分组，建议每组3-4人，组内分工协作共同完成项目。 2．项目探索活动1：认识人工智能 观看电影《人工智能》，激发学生兴趣，引出课题。讨论分享自己与人工智能的故事，然后用自己的语言归纳人工智能的含义。通过视频介绍人工智能的发展历史。通过电影《模仿游戏》讲解科学家图灵的故事，介绍“图灵测试”。组织讨论人工智能与人类智能的区别与联系，帮助学生理解人工智能的本质。介绍人工智能的关键技术，帮助学生建立对人工智能较为系统的认识。最后，布置课外体验作业：寻找生活中的人工智能，下一节分享。 3．项目探索活动2：生活中的人工智能 教师带着人工智能老师“小度”一起走进课堂，引发学生学习的兴趣。老师介绍人工智能老师——小度，“这是人工智能老师小度。小度，小度，准备回答问题。”激发学生兴趣。然后引导学生分享自己与人工智能相关的一些小故事，进而了解人工智能的常见应用。接下来，利用人工智能进行绘画、图片识别、语音识别等实践活动，学生进一步体验、感知人工智能技术。最后，开展人工智能创新应用设计活动，帮助学生进一步感受人工智能技术的神奇与创新应用带来的乐趣。 4．项目探索活动3：机器学习 展示“智能识别手写数字”创意作品，让学生写数字，请机器识别，从而引出本课问题：机器是如何学习的？学生初步了解，深度学习是通过大量的数据训练慢慢获得学习能力的。学生通过实践活动学习简单爬虫程序的运行，体验爬取数据的方法；然后通过实践活动运行简单的图像识别模型，了解机器学习背后的算法框架。最后再通过实践活动，利用开源硬件设计制作智能猫识别手写数字作品，亲历人工智能学习的完整过程，为项目设计与实施做好充分的准备。 5．项目实施 以创意红绿灯应用为例，引导学生确定研究问题，并进行方案的设计。