第9课 人工智能中的机器学习 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术八年级下册

第9课 《人工智能中的机器学习》教学设计 【课标内容要求】 1、 通过案例分析，了解人工智能对信息社会发展的作用，具有自主动手解决问题，掌握核心技术的意识。 2、 通过案例分析，理解人工智能。根据学习与生活需要，合理选用人工智能，比较使用人工智能和不使用人工智能处理同类问题效果的异同。 3、 通过体验人工智能应用场景，了解人工智能带来的伦理与安全挑战，合理地与人工智能开展互动，增强自我判断意识和责任感。 【教学内容分析】 本课教学内容处于第四学段“人工智能与智慧社会”内容模块，本模块介绍人工智能的基本概念和术语，通过生活中的人工智能应用，让学生理解人工智能的特点、优势和能力边界，知道人工智能与社会的关系，以及发展人工智能应遵循的伦理道德规范，也能认识到智慧社会这一新型社会形态下的新机遇与新挑战。 八下教材第一单元向学生介绍了人工智能的基本概念、技术基础和影响等，而本课机器学习和语音识别技术、语音合成技术、图像识别技术等一起构成了第二单元， 【教学目标】 通过对机器学习的案例探究和应用体验，初步理解机器学习的基础原理和方法。 重点：机器学习的基础原理和方法。我们需要引导学生去寻找和发现身边机器学习的常见案例，感受机器学习给学习和生活带来的遍历，感受机器学习对人类社会的深刻影响，并能分析这些应用背后的技术基础和原理方法。 难点：机器学习中的数据和算法模型。机器学习的过程称为训练，学习的结果称为模型。一个已经训练好的模型可以理解成一个函数y=f(x)。把数据输入进去，得到输出结果，这个输出结果比较抽象，可能是一个数值，也可能是一个标签，而不像之前的软件学习一样有具象化的作品帮助理解。 【核心素养指向】 1、 通过各种案例分析，认识人工智能机器学习对社会发展的影响，以及对伦理与安全的挑战。 2、 通过各个领域的人工智能应用，了解智慧社会是集成了多种具有人工智能基础设施和服务的智能生态系统的新型社会形态，认识到为保障智慧社会的安全发展自主可控技术的必要性。 【学情分析】 学生可能有意无意地经历过一些机器学习的生活经验，但是并不理解其中的原理和技术，也并不能把它们和人工智能联系起来，更不用说主动地利用人工技术去解决具体的复杂问题。但是在智慧社会的新形态下，学生需要了解人工智能机器学习的优势，和技术基础，也能了解人工智能带来的伦理和安全挑战，才能在未来与人工智能和谐共处。 【设计构想】 1．整体设想：机器学习是人工智能实现自我学习和提高能力的关键要素。处于智慧社会的今天，学生或者经历，或者耳闻过一些人工智能技术应用带来的影响。因此本课时首先以探究“机器人能否超越人类？”这一问题引入机器学习教学，并以传统食堂和智慧食堂的付费方式作对比，让学生理解机器学习的概念和优势；其次，通过对“智慧食堂中机器判断一盆菜是不是“番茄炒蛋””、“自媒体根据用户数据自动分类进行广告投放”、“电子商务平台根据网购和浏览数据精准推送商品”等案例帮助学生对有监督学习和无监督学习的区别进行思辨和信息安全探讨，并分小组设计问题通过与聊天机器人进行实际沟通作为实践检验；最后，让学生自主合作学习，回顾展望机器学习的发展，并形成成果报告进行展示交流，最后对学生的成果报告进行评价。 2.教法学法：采用基于问题的教学法，以生活实际案例引导，任务驱动，通过讨论，实践体验，形成学习成果报告的自主合作形式。 3．情境与任务： 当今社会对机器人的应用越来越广泛，众所周知机器人是由我们人类创造发明的，但是随着机器人的智能化水平越来越高，社会上也越来越关注一个问题，那就是未来机器人是否会超越或替代人类智能。同学们你们怎么认为？机器人智能化的原因是什么？ 4．学生活动：思辨、自主学习、小组合作讨论 5．评价设计： 过程性评价：过程中采用问答来监控和鼓励学生对机器学习的概念和分类等进行思考、辨析。 终结性评价：小组合作并形成一个介绍机器学习概念、功能及发展史的WORD文档，并进行组内组间交流。电子文档的内容应该包括机器学习的概念、分类、功能、发展史和对未来的展望等。 【教学环境及资源准备】 机房、机器学习课件、聊天机器人 【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 开放性问题教学引入 问题驱动：你认为机器人会超越和取代人类吗？ 链接、思考。 引导学生对机器人作进一步分类： 1、 不会：因为在传统计算机编程中，是通过程序对机器人下达明确有限指令； 2、 会：现在的机器人是人工智能，比如七年前的AlphaGo战胜了人类围棋冠军，现在的“元萝卜SenseRobot”AI下棋机器人再次战胜了人类围棋冠军等。 核心素养渗透：