2.1.6人工智能——探秘人工智能之机器学习 教学设计 2022—2023学年苏科版八年级信息技术

《人工智能之机器学习》教学设计 课题名称：《人工智能之机器学习》 课时：一课时 授课对象：七年级学生 一、目标确立的依据 （一）课程标准依据： 2017年7月国务院发布的《新一代人工智能发展规划》，把发展新一代人工智能作为国家战略，明确提出“实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”。 教育部发布的《普通高中信息技术课程标准》中明确将人工智能教学列入必修1“数据与计算”中，并要求“通过人工智能典型案例的剖析，了解智能信息处理的巨大进步和应用潜力，认识人工智能在信息社会中的重要作用；并指出“人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一，它在求解策略和处理手段上具有独到之处”，要求学生“通过部分信息技术工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值”。 （2） 课题分析： 本节课选自我区初中信息技术校本课程《人工智能》单元。本单元共5个主题,分别是人工智能初识、异口同音、车牌识别、智能垃圾分类和智慧社区。本课是在第四个主题的基础上进行了修改与补充，内容是理解机器学习的工作原理，体验慧编程中机器学习的使用过程，结合生活实际，从课堂指定主题中选择其中一个，制作一个体现机器学习的程序作品。通过学习本课，帮助学生加深对机器学习的理解，立足生活解决问题。 （3） 学情分析： 本节课的学习对象是七年级的学生。 知识储备上，对信息学科知识和计算机相关知识有初步的积累，经过小学阶段图形化编程的学习已经掌握了图形化编程基础，了解了各个积木类别的用法。通过《人工智能》单元前面三个主题的学习，对人工智能有一定了解，基本掌握慧编程中机器学习扩展中的语音交互模块、车牌识别，能够使用慧编程做出一个完整的程序作品。 在学段特征上，七年级的学生富有好奇心，求知欲强，喜欢新鲜有挑战的课堂活动，能对一些现象进行梳理和简单推导。虽然生活中接触过机器学习的应用，但多数停留在有趣、好玩的层面，对机器学习的原理和使用方法知之甚少。 二、学习目标 1.通过游戏互动，对比人类学习，初步理解机器学习的原理。 2.通过完成“表情识别”活动，掌握机器学习模块的使用过程与方法：“训练模型”采集样品、“识别结果” 输出信息。 3.通过完成课堂案例，在编写程序的过程中，体验创作的乐趣，提高利用编程解决问题的能力，实现将所学知识应用到实际生活并解决生活中遇到的具体问题。 4.通过思辨讨论，树立正确的科学技术应用观，再次感受机器学习在社会生活中的实际应用价值，加深对机器学习的探索热情和创新意识。 三、学习重难点 学习重点： 机器学习原理； 机器学习模块的使用方法和过程。 学习难点： 综合应用机器学习模块与其他模块编写程序。 四、教学方法 本节课的主要学习内容是理解、学会机器学习模块，为了顺利完成以上内容，共设置三个活动，活动1：看谁学得快，活动2：添加“机器学习扩展”模块，活动3：新建训练模型。活动1主要采用游戏体验、类比、观察的学习方法，理解机器学习的原理；活动2和活动3通过自主探究、教师演示、微视频，学会添加、新建模型训练。三个活动贯穿课堂前半部分；课堂后半部分以完成课堂案例程序作品为任务，学生自主选择案例，小组合作、展示作品。 整堂课以任务为驱动，以目标为导向，突出学生的学习主体性。 五、评价任务 1.理解机器学习的原理。 2.掌握机器学习模块的使用过程与方法：“训练模型”采集样品、“识别结果” 输出信息。 3.将所学知识应用到实际生活并解决生活中遇到的具体问题。 4.树立正确的科学技术应用观。 六、教学过程 教学环节 教学活动 评价要点 环节一 新课导入 导入语： 为什么我们的邮箱可以像人一样识别出垃圾文件？为什么每次打开新闻App，都能推荐一些我们感兴趣的新闻，让我们看了还想看？为什么我们手机上的语音助手、语音输入法，能够知道我们说的是什么？它们到底是怎么学会这些事情的？今天我们就来学习我们的计算机或者机器是如何进行学习的。 开门见山，直接进入主题。 环节二 理解“学习” 活动1：看谁学得快 （1）识字活动，体验人类学习的过程； 播放 （2）通过程序，体验机器识字过程； （3）小结：机器学习的过程：收集收据、提取特征、建立模型、应用模型。 通过“看谁学得快”活动，对比人类学习，分析机器学习，得出学习的过程：收集数据、提取特征、建立模型、应用模型。 实现评价任务一。 环节三 探究“学习” 活动2：打开慧编程，添加“机器学习扩展”模块，并观察添加后代码区增加了哪些代码。 操作提示：（观看微视频1或参考下方操作步骤） 1) 在”角色“下，点击积木区最下方的”添加扩展“按钮。 2）在弹出的”扩展中心“页面，选择”机器学习“功能，点击”添加“。 3）返回编辑页。 活动3： 新建一个训练模型让Panda学习三种表情