第五单元《数据分析与人工智能》单元教学设计 2023—2024学年教科版（2019）高中信息技术必修1

高中新课程新教材优质课评选 《关爱老人之智能养老——数据分析与人工智能》 单元教学设计 1 学科网（北京）股份有限公司 高中新课程新教材优质课评选 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 高中信息技术必修 1《数据与计算》 使用教材 教科版 单元名称 第五单元 数据分析与人工智能 单元课时 4 课时 二、单元教学规划 1 ．项目主题名称 关爱老人之智能养老 2 ．项目主题概述 本单元项目主题为“关爱老人之智能养老 ”系统设计， 项目主题源自于在当前我国 人口老龄化、践行积极老龄观、提倡居家养老的大背景下如何运用数据分析和人工智能 等科技手段推动居家养老服务和提高老年人晚年生活质量的思考，具有很强的现实意 义。通过“关爱老人之智能养老 ”的单元项目情境创设， 激发学生的主人翁意识， 增强 学生服务国家、服务人民的社会责任感和使命感。通过项目的实施， 培养学生的计算思 维、研究能力与合作能力， 促进数字化学习和创新能力的提升， 同时借助项目实施的良 好氛围， 培养科学精神、激发创新意识和信息社会责任， 感受学科魅力， 助推学生个性 发展。 通过对课标中对应章节的学业要求、学业质量水平要求的梳理， 结合本章教学内容 和知识体系， 并基于学生学情， 本单元项目设置为 4 课时。按照大单元项目式学习流程， 整个单元的学习经历了项目式学习的“项目引入→项目分析→项目规划→项目实施→项 ( 数据分析 ) ( 数据采集 ) ( 关 爱 老 人 ) ( 健康 ) ( 陪伴 ) ( 安全 )目汇报（展示交流评价） ”完整环节， 整个过程体现了学生主体、教师引导的以学习为 中心的教与学关系， 围绕人口老龄化的社会现实问题和关爱老人情境展开， 关注育人目 的，注重培养学生运用数据分析和人工智能技术助力解决居家养老实际问题的能力。 项目引入与项目分析-走进数据分析：通过对第五至七届全国人口普查数据的分析 处理， 引导学生使用不同数据分析方法对数据进行多角度分析， 使用合适的图表可视化 数据分析结果， 挖掘数据背后隐含的信息， 得出数据分析结论， 体验数据分析魅力， 进 而让学生体验数据采集、分析和可视化表达的完整过程和基本方法， 完成数据分析报告。 根据数据分析结论引出“关爱老人 ”的项目主题（情境）， 引导学生根据自己的生活经 验讨论分析出老年人的实际养老需求，形成“关爱老人”项目的初步架构。 ( 数据可视化 ) ( 出行 ) 项目规划和项目初步实施-大数据特征及应用、人工智能技术初感受（概念及应用）： 通过观看并提取《关于加强新时代老龄工作的意见》新闻视频中的关键信息， 强调积极 老龄观、健康老龄化、居家养老、让老年人共享改革发展成果， 进而引出与健康老龄化 相关的案例—— 阿尔茨海默病预测， 让学生了解大数据的特征并讨论其在家庭养老中的 应用， 进一步让学生意识到“关爱老人 ”项目的重要性。根据第 1 课时数据分析结论预 测出人力资源匮乏将成为实施家庭养老面临的主要问题， 进而引导学生思考如何借助技 术助力居家养老， 从而探究用人工智能技术来关爱老人， 进一步明确项目主题“关爱老 人之智能养老”。通过对上节课课后学生完成的养老需求分析报告进行词云分析最终确 定“关爱老人-智能养老 ”项目研究的四个方面：智能健康、智能安全、智能陪伴、智 能出行。各小组明确研究方向,通过阅读学习资源中本组的案例并结合教材内容，研究 与本组项目相关的人工智能技术进而明确技术方向， 学生依据各组的研究方向完成项目 规划，并在此基础上完成小组成员分工，进行项目的初步实施。 ; 高中新课程新教材优质课评选 ( 机器学习 深度学习 ) ( 神经网络 神经元芯片 ) ( 智能传感器 ) ( 关爱老人之智能养老 ) ( 智能陪伴 ) ( 智能健康 ) ( 智能安全 ) ( 智能出行 ) 人工智能 启发式搜索 项目实施-人工智能的关键技术与应用：学生在进一步了解项目研究的主要内容和 步骤基础上， 各小组按照分工要求， 在基于互联网的开放性数字化学习环境下进行开放 性研究学习，并通过极域多媒体教学软件中的分组教学功能开展小组协作与资源共享， 协作完成相应的项目任务。在项目实施过程中， 小组成员通过相关人工智能技术的文献、 案例、产品等一系列较为深度的研究， 理解、体验人工智能应用， 在此基础上进行技术 迁移， 思考人工智能技术在助力居家养老四个方面的发展方向、重要价值及可能存在的 问题，感受人工智能在信息社会中的重要作用。 项目汇报（展示交流评价）-体验数据分析和人工智能应用：围绕主题，确立各小 组研究方向， 通过课上课下实施组员分工组内协作， 经过收集数据、分析资料、提炼研 究思想