第四单元《人工智能初步》单元教学设计 2023—2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修1

第四单元 人工智能初步 教学设计 一、单元基本信息 学 科 信息技术 实施 年级 高一 设计者 课程标 准模块 4.1 描述人工智能的概念与基本特征;知道人工智能的发展历程、 典型应用与趋势。 4.2 通过剖析具体案例， 了解人工智能的核心算法(如启发式搜索、 决策树等)，熟悉智能技术应用的基本过程和实现原理。 4.3 知道特定领域(如机器学习)人工智能应用系统的开发工具和 开发平台，通过具体案例了解这些工具的特点、应用模式及局限 性。 4.4 利用开源人工智能应用框架， 搭建简单的人工智能应用模块， 并能根据实际需要配置适当的环境、参数及自然交互方式等。 4.5 通过智能系统的应用体验， 了解社会智能化所面临的伦理及 安全挑战，知道信息系统安全的基本方法和措施，增强安全防护 意识和责任感。 4.6 辩证认识人工智能对人类社会未来发展的巨大价值和潜在威 胁，自觉维护和遵守人工智能社会化应用的规范与法规。 使用教材 高中信息技术必修 1《数据与计算》 单元名称 第四单元 人工智能初步 单元课时 共 5 个课时（项目九： 4 课时，单元挑战： 1 课时） 二、单元教学规划 1．主题名称 了解手写数字识别——体验人工智能 2．主题概述 人工智能是社会热点也是学生非常感兴趣的内容， 学生通过电影等媒体已经 对人工智能有了一定的认识。但这些认识大多是感性的， 更多的是一种基于科幻 色彩的认识， 学生对生活中普通的人工智能应用往往并不了解。因此， 将生活中 常见的“手写数字识别 ”这个看似简单的应用作为项目， 有利于学生认识人工智 能技术的普遍性， 同时感受人工智能的巨大价值， 关注人工智能对社会发展的影 响，并初步形成积极、安全使用人工智能技术的观念， 发展信息社会责任。此外， 通过学习手写数字识别项目， 学生进一步学习人工智能的兴趣有可能被激发， 有 兴趣的学生后续还可以继续学习选修课内容。 3．主题学情分析 本节课面对的教学对象是高中一年级的学生， 对知识的获取已经开始由感性 认识提升到理性认识，已经具有一定的研究能力，探究新知的欲望也比较强烈。 在日常的学习和生活中， 也或多或少的接触过人工智能技术的应用， 对这项技术 充满好奇。但是， 他们对人工智能的了解更多的停留在日常学习和生活中的所见 所闻， 对人工智能的起源、概念以及机器学习缺乏系统的理解。所以本单元将从 宏观到微观带领学生体验人工智能。 4．开放性学习环境 软硬件环境：网络机房、电子教室、手写板、 python、opencv 等软件。 教学素材：教学课件、教学网页、教学视频等。 5．单元学习目标 通过本单元的学习，使学生： （1）了解什么是人工智能及机器学习。 （2）了解人工智能的发展。 （3）认识人工智能对社会的作用及影响。 （4）了解机器学习的一般过程。 6．单元教学内容分析 本项目的教学目的是让学生通过了解手写数字识别的核心技术机器学习， 感 受人工智能技术。学生通过了解人工智能和机器学习的含义、应用及作用， 提升 对人工智能技术作用的认识， 发展信息社会责任;学生通过使用 Python 及其第三 方工具进行手写数字识别学习过程的体验,在完成项目的过程中了解人工智能解 决问题的思想方法，促进计算思维的形成与发展。 7．课时教学安排 第四单元共 5 课时，其中项目九： 4 课时，单元挑战： 1 课时。 课时 课例名称 第 1 课时 项目九：了解手写数字识别——初识字符识别技术 第 2 课时 项目九： 了解手写数字识别—— 了解机器学习中的数据采集与预处 理 第 3 课时 项目九：了解手写数字识别——验证、评估和应用模型 第 4 课时 项目九：了解手写数字识别——人工智能的发展、应用与影响 第 5 课时 单元挑战：初始人工智能绘画 8．单元教学活动 本单元的项目主题是了解手写数字识别——体验人工智能，分“4+1”个课 时完成。 第 1 课时：初识字符识别技术。 通过播放《A I 技术让古籍里的文字“ 活 ”起来》视频，引出项目主题。以 项目探究展开教学。从讲解人工智能的定义出发， 通过数字化学习工具查阅资料、 小组讨论、课堂发言等方式了解人工智能的发展历程、我国人工智能的发展及生 活中的常见应用；通过在线调查学生常用的智能产品，引出 OCR 技术的定义和发 展， 并运用相关软件简单体验 OCR 技术的识别效果， 通过对比， 感受 OCR 技术存 在的问题，引出 OCR 背后的核心技术，为下节课机器学习作铺垫。 第 2 课时：了解机器学习中的数据采集与预处理。 通过观看 2022 人工智能大会文字识别的最新应用，引出本节课的核心概念 机器学习。通过与人类学习的一般过程的对比讲解机器学习的一般过程。通过