第8课 人工智能中的算法 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术八年级下册

第8课 《人工智能中的算法》教学设计 【课标内容要求】 通过对比不同的人工智能应用场景，初步了解人工智能中的搜索、推理、预测和机器学习等不同实现方式；通过分析典型案例，对比计算机传统方法和人工智能方法处理同类问题的效果。 【教学内容分析】 作为人工智能与智慧社会模块的教学内容，旨在学生通过对生活中的人工智能应用的体验，初步了解搜索、推理和预测在人工智能中的应用，体会人工智能的高效便捷。本课时是对教材前文物联网相关知识的再深度学习，同时让学生认识和感受到人工智能的魅力，认识到智慧社会这一新型社会形态下的新机遇与新挑战，更好投入下文中的学习 【教学目标】 1. 通过对棋局分析、天气预报专家系统、平均气温预测等案例的分析，初步了解搜索、推理和预测在人工智能中的应用。 2. 通过与传统方法处理同类问题效果的对比，体会人工智能的高效便捷。 重点：了解搜索、推理和预测在人工智能中的应用 难点：理解推理中的专家系统；理解预测中的回归分析 【核心素养指向】 具备信息意识的学生，具有一定的信息感知力，熟悉信息及其呈现与传递方式，善于利用信息科技交流和分享信息、开展协同创新，本课时教学中，通过生活中的人工智能应用实践，让学生感受信息交流与共享的便捷性，提高学生信息意识。具备计算思维的学生，能对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案，本课时教学中，通过思考问题使用人工智能的方式解决的思路，提高学生的计算思维。 【学情分析】 本课时的授课对象为八年级学生，八年级的学生，经过一年多初中信息科技的学习，已经具备一定的信息意识和计算思维，能够熟练使用计算机进行基础性的操作，可以利用信息科技交流和分享信息、开展协同创新，能够利用信息科技、人工智能去解决生活与学习中的问题，适合作为本节课的教学对象。本课时的学习是理论与实践相结合的学习，如何理解搜索、推理和预测在人工智能中的应用，显得极为重要。教师在教学过程中，应更多提供学生实践以及案例相结合，站稳理论知识的脚跟，便于学生更好理解课程内容。 【设计构想】 1． 整体设想 教师以高德地图从宁海前往宁波天一广场的路线推荐为出发点，引入人工智能中的搜索、推理和预测。在搜索的教学环节，教师提供学生九宫格游戏，让学生在游戏的过程中统计完成步数，代入人工智能解答的思路，了解盲目搜索和启发式搜索；在推理的教学环节中，教师讲解专家模式，并请学生绘制人工智能推荐图书的专家模式流程图，帮助学生巩固有关推理的知识；在预测的教学环节中，教师演示在Chat-GPT上预测2026年世界杯冠军，由此让学生思考人工智能预测该结果的依据，介绍回归分析；最终回到高德导航中最终路径的提供中，伴有人工智能的搜索、推理和预测，加深学生学习印象。 2． 教法学法 讲授法、演示法、情境创设法。 3． 学生活动 进行网上九宫格游戏，统计游戏通关步数；绘制人工智能推荐图书的专家模式流程图；分析人工智能预测结果的依据。 4． 核心素养的落实 通过高德地图的路线搜索，人工智能的推理预测，帮助学生感受到信息科技的进步，可以合理利用信息科技获取信息，从而培养自我信息意识；在搜索、推理和预测的学习中，感受问题解决的过程，从而培养计算思维。 5． 评价设计 根据学生九宫格游戏的完成情况，判断学生对人工智能中搜索的理解；根据学生绘制人工智能图书推荐的专家系统图，判断学生是否理解推理以及专家系统；根据学生对于人工智能预测冠军的成因分析，了解学生对于人工智能预测的理解。根据学生的信息科技平台作业完成情况，判断学生本课时教学内容的掌握情况。 【教学环境及资源准备】 计算机教室、浙江省中小学信息科技平台、九宫格游戏、白纸 【教学活动设计】 学习任务 （各环节） 学习过程 设计意图（写出一个环节的设计意图，包括：本环节学生学习情况的检测，核心素养的渗透，重难点的落实） 用时（单位：分钟） 教师活动 学生活动 新课导入 教师利用投屏，将手机中高德地图搜索宁海前往宁波的路线情况展示给学生，请学生思考为什么高德地图会给出三条规划路径。 思考并提出想法：是否上高速，选择红绿灯多但用时短还是红绿灯少但用时多，系统会提供多种规划路径来满足人们的选择需求。 高德地图提供规划路径的导入可以很好切合主题，教师的投屏演示可以大大增加学生的学习兴趣。在学生思考回答的过程中，学生已经可以初步感受到人工智能对于人们出行的路径优化与推理，帮助学生可以更好的理解本课时学习内容。 4分钟 华容道拼图游戏 教师给学生机发布单机游戏：3*3华容道拼图，要求学生通过平移格子，将数字由1排列至9，并记录自己的游戏通关步数。 学生开始华容道拼图游戏，一边拼图，一边计算步骤。 华容道游戏是一个典型的有穷步骤解题游戏，如何更少的步骤解题将是这个游戏的关键所在，学