5.3 人工智能对社会的影响（教学设计）信息技术浙教版2019必修1

5.3 人工智能对社会的影响 1课时（教学设计） 年级 高一年级 授课时间 课题 5.3 人工智能对社会的影响 教学 目标 1.理解人工智能对社会不同方面带来的积极影响和潜在挑战； 2.能科学地看待人工智能及其应用，认识到人工智能与人类和谐共处的必要性。 教学 重难点 重点：能从生活中发现人工智能技术的应用及其带来的便捷； 难点：能理性地看待人工智能技术的发展带来的机遇与挑战，认识到人工智能与人类和谐共处的必要性。 教学 准备 多媒体课件、多媒体教室 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 一、课堂导入 1.通过播放《终结者》这部科幻电影的简介的视频来引入本节课的主题。 在同学们观看了视频后抛出问题，引出同学们的思考。 终结者这部电影大家应该都知道吧！讲述的就是人工智能反噬人类的故事！ 上节课我们学习了人工智能的应用，人工智能已经在我们的生活中已经是无处不在了。 随着人工智能技术的快速发展，各类智能应用和产品不断问世，改变着人类生活、促进着经济发展，同时也引发了一些新的社会问题。 通过播放《终结者》这部科幻电影的简介的视频和提问的方式导入教学，激发学习热情和探究欲望。 新 知 讲 授 一、人工智能的概念 各类智能应用和产品不断问世，会对人类生活和经济发展产生怎样的影响？ 近年来，人工智能技术正快速融入人们的生活，使人们居家、出行、购物、医疗等日常活动越来越便捷。 1.智能家居 ①智能冰箱可以对用户膳食的合理性进行分析，自动统筹安排，推荐食谱，提示需要补充的食材，如果与生鲜电商联网，还可以自动采买食材； ②智能温控设备能够通过不断地观测、记录、学习用户习惯的舒适温度、湿度等，动态调整室温； ③智能安防能对人物暴力、跌倒等危险动作行为和越界、徘徊等可疑运动轨迹进行精确检测、分析，自动提供预警信号； ④智能扫地机器人可以通过对障碍物、地形等环境的感知、记录，智能学习家中布局，合理规划路线，完成清扫、吸尘、擦地工作。未来，还可能出现人形机器人，来帮助人们处理日常家务，陪伴家人。 这些智能设备使人们的家居生活变得更加安全、舒适、便捷，而且节能环保。 2.智慧城市 城市大脑参与城市管理，使人们的出行更通畅、安全，交通事故的救援更及时。阿里云ET城市大脑已经在杭州、苏州等部分城区落地。城市大脑融合数字地图、交警微波和视频数据感知交通事故，并触发相应机制进行智能处理。内核人工智能技术，可以对整个城市的全局进行实时分析，自动调配公共资源，修正城市运行中的错误与漏洞。杭州城市大脑在感知交通事故方面，准确率已达92%，120救护车到达现场的平均时间大大缩短；由城市大脑接管信号灯的路口，很大程度上减少了通行的时间。随着人工智能的发展，城市管理者将能够更加及时、精确地掌握城市运行脉搏，把握城市运行规律，实现更加精准的城市运行管理。 3.智能出行 未来，人们或可搭乘无人驾驶汽车，让出行更加简单安全。在深圳福田保税区，搭载“阿尔法巴（Alphabus）智能驾驶公交系统”的电动公交车，已在固定线路上试运行。“阿尔法巴智能驾驶公交系统”通过工控机、整车控制器、CAN网络分析路况环境，实现自动驾驶下的行人与车辆检测、减速避让、紧急停车、障碍物绕行、变道等功能。此外，“阿尔法巴智能驾驶公交系统”还包含客流统计分析、智慧调度、安全评估与应急响应、智能充电、智能维保等子系统。 4.智能购物 通过对商品、场景、消费的数字化、智能化，人工智能技术正在催生无人超市、无人酒店、无人餐厅等。无人超市，消费者无须排队买单，可以自动结算，购物更为快捷、便利；无人酒店，将入住过程化繁为简，住客无须押金、无须登记身份证，通过人脸识别、扫码开门等，即可自行入住；无人餐厅，顾客扫码入座后可以自助点餐、取餐，吃完后自动扣款。 5.以小组为单位思考人机对话系统“沃森”一举打败了人类智力竞赛的冠军。“沃森”的智能每年都在提高，将来可能给人们的生活带来哪些改变？ “沃森”将来可能给人们的生活的改变 ①医疗领域：它能更精准快速地辅助医生诊断病情，通过分析海量病例和医学知识，为患者提供更合适的治疗方案，甚至可远程为医疗资源匮乏地区提供医疗建议。 ②教育方面：可作为智能辅导老师，根据学生的问题和学习进度给予个性化讲解和指导，让学习更高效且能满足不同学生需求。 ③日常生活：能像贴心管家般管理家庭事务，如安排日程、提醒事项、控制智能家居等，让居家生活更便捷有序。 ④工作场景：协助处理文档、分析数据等繁琐任务，提高工作效率。 但同时也可能导致部分依赖人工的简单工作岗位减少，人们需不断提升自身技能以适应新变化。 二、人工智能促进经济发展 （1）人工智能的发展为人类经济社会带来巨大的经济效益 （2）通过人工智能提高生产力、创造全新的产品和服务，是经济竞争和升级的迫切需求 （3）推动人工智能与实体经济结合，是加快实体经济转型升级的必然发展方向 1.请同学们利用数字化工具获取更多资料，总结归纳人工智能在国家战略层面的意义和对经济发展的作用。 （1）人工智能在国家战略层面的意义 ①提升综合国力与国际竞争力 人工智能是新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，各国纷纷将其作为提升国家竞争力的关键。率先掌握先进的人工智能技术并广泛应用，能够在国际舞台上占据优势地位，增强国家的话语权和影响力。 ②有利于国家在全球产业链中迈向高端 人工智能技术的应用可以提高生产效率、产品质量和创新能力，推动产业升级，使国家从传统的劳动密集型、资源密集型产业向技术密集型、知识密集型产业转变，从而在全球产业链的价值分配中获取更大份额。 ③维护国家安全：在信息安全方面，人工智能技术可用于网络安全防护，如智能防火墙、入侵检测系统等，能够快速识别和应对网络攻击，保护国家的信息安全和网络空间安全。同时可以有效防止数据泄露和滥用。国防安全方面，除了军事装备的智能化，人工智能还能用于国土安全监测、边境防控等。 ④经济安全方面：人工智能可以对金融市场进行实时监测和分析，预测和防范金融风险，保障国家的经济安全。 ⑤推动社会进步与民生改善：改善公共服务：在教育、医疗、养老、交通等领域，人工智能的应用可以提高公共服务的质量和效率，人工智能技术可以为偏远地区和弱势群体提供更多的机会和资源，促进社会公平。人工智能可以用于环境监测、资源管理和能源优化等，为国家的可持续发展提供支持。 （2）人工智能对经济发展的作用 ①推动产业升级与转型，传统产业智能化改造：人工智能可以为传统产业注入新的活力，提高生产效率和产品质量。 ②催生新兴产业和业态：人工智能的发展催生了一系列新兴产业，如智能机器人、无人驾驶、智能家居、虚拟现实等。这些新兴产业不仅为经济发展注入了新动力，也创造了新的就业机会。 ③优化资源配置与提高生产效率：人工智能通过对大数据的分析和处理，可以更准确地了解市场需求和资源分布情况，从而实现资源的优化配置。提高生产效率，人工智能技术可以自动化和智能化生产过程，减少人工干预，提高生产效率。 ④促进创新与创业：人工智能为创新提供了新的工具和方法，激发了人们的创新思维和创造力。人工智能领域的发展同时为创业者提供了广阔的舞台。创业者可以基于人工智能技术开展创业活动，开发各种人工智能应用产品和服务，满足市场需求。人工智能的广泛应用可以带动相关产业的发展，创造新的经济增长点，从而推动经济规模的扩大。 国家新一代人工智能开放创新平台2017年7月，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》，为我国在抢抓人工智能发展的重大战略机遇，构筑我国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国方面打下了重要基础。随后，科技部陆续确定建设自动驾驶、城市大脑、医疗影像、智能语音、智能视觉5个国家新一代人工智能开放创新平台。这5个平台分别依托百度、阿里云、腾讯、科大讯飞、商汤科技5家公司来建设，以在汇聚创新资源、促进众创共享方面发挥更大的作用。 三、人工智能带来的社会担忧 人工智能技术将人类从繁复工作中解脱出来的同时，也会取代一些工作岗位；人工智能技术推动人类社会进步的同时，也可能威胁人类安全。 思考：以小组为单位讨论交流，如果有一天，机器也能够思考和创作，有人类的情感和意识，甚至机器的智能超过人类的自然智能。那时，人类将如何与智能机器共处？ 若机器达到如此程度，人类与智能机器共处需多方面举措。 首先是建立规则体系，明确双方权利义务，比如界定机器创作成果归属、使用范围等，确保公平与秩序。 再者是分工合作，让机器承担高难度计算、危险环境作业等任务，人类则专注于情感交流、创意启发等领域，发挥各自优势推动社会发展。 同时要强化教育，提升人类素养以更好理解机器，也让人类在艺术、人文等方面独特价值得以凸显。 情感上，尝试与机器建立理解包容的关系，把它们当作特殊 “伙伴”，分享喜怒哀乐。 还需时刻警惕潜在风险，设立监管机制防止机器智能被恶意利用，威胁人类生存与发展。如此，方能在机器高度智能化时代实现相对和谐共处。 1.人工智能技术将人类从繁复工作中解脱出来的同时，也会取代一些工作岗位 随着人工智能技术的发展和智能机器成本的降低，一些领域中的工人会被自动化所取代。 如机器人技术和工艺的日益成熟，使其成本越来越低，甚至低于人工成本。这对劳动力市场产生了巨大的影响，在生产和服务业等一些领域，机器人取代人工渐成趋势，如下图所示，快递分拣机器人已代替人工进行部分快递包裹分拣工作。 快递包裹分拣机器人 从发展角度看，在可预测环境中从事高度重复或按部就班工作的人员，如电话销售员、仓库工作人员、收银员、火车司机、厨师、律师助理等，将会逐步被机器人取代。同时，也会产生新的工作岗位，如研发和维护智能销售系统、生产仓管机器人等岗位。而且从长期来看，科技带来的就业远大于失业。 因此，面对人工智能所带来的就业问题，社会层面上，需要在对人工智能可能带来的就业影响进行判断的基础上，定向调整人才培养方案，从而使未来劳动力供给与经济社会发展需求更加匹配；个体层面上，人们需要改变自己的思维和工作方式，学会与智能机器和谐共处，以适应这种变化。 2.人工智能技术推动人类社会进步的同时，也可能威胁人类安全 科学技术推动人类社会进步的同时，也会给人类安全造成一定威胁。 新技术的最大危险在于人类对它失去控制，正如化学科学成果被用于制造化学武器，生物学科学成果被用于制造生物武器，核物理研究成果被用于制造核武器。核武器、生物武器、化学武器至今仍对人类安全构成重大威胁，为此人们制定了《不扩散核武器条约》《禁止生物武器公约》《禁止化学武器公约》等国际防扩散领域的重要条约，各领域的科学研究人员共同遵守这些约定，安全地发展和应用相关科学研究成果，造福人类。 人工智能理论和技术的快速发展和不断突破，尤其是在一些方面超越人类的表现，使人们开始担忧是否会对它失去控制或是一旦落入反人类的社会成员手中会被用于反人类和危害社会的犯罪。对此人们必须保持高度警惕，同时人类要有足够的智慧和信心，研制出防范和侦破各种智能犯罪活动的措施。 美国著名科幻作家阿西莫夫（Asimov）提出的“机器人三守则”：①机器人必须不危害人类，也不允许它眼看人类受害而袖手旁观；②机器人必须绝对服从人类，除非这种服从有害于人类；③机器人必须保护自身不受伤害，除非为了保护人类或者人类命令它做出牺牲。 分析、比对人类智能和当前人工智能的覆盖范围，回答人工智能在哪些领域还未能超越人类。 人类智能和当前人工智能在覆盖范围上存在着明显差异，人工智能目前尚未能超越人类的领域： (1)情感理解与表达，人类能够细腻且深入地感受和理解各种复杂情感，如爱、悲伤、嫉妒等，并通过丰富的面部表情、肢体语言、语气语调等方式自然地表达出来。而人工智能虽然可以通过学习文本和语音数据来识别某些情感模式，但它们并没有真正的内在情感体验，也难以像人类一样自然且恰如其分地在各种情境下表达情感。 (2)常识推理与综合判断，人类在日常生活中积累了丰富的常识知识，能够基于这些常识在复杂且模糊的情境下迅速做出合理的推理和综合判断。 （3）创造力与想象力，人类拥有无限的创造力和想象力，可以从无到有地创造出全新的艺术作品、科学理论、技术发明等。人工智能主要是基于对已有数据的学习和模式识别来生成新的内容，其创作往往局限于对已学习模式的重新组合或微调，很难像人类那样完全脱离既有框架，创造出真正具有开创性、突破性的成果。 （4）复杂社会关系处理，人类生活在复杂的社会环境中，擅长处理各种人际关系，包括家庭、朋友、同事之间的关系等。能够敏锐地感知他人的情绪、意图和需求，并据此做出恰当的反应和调整自己的行为。人工智能虽然可以在一定程度上分析社交数据，但要真正像人类一样融入社会关系网络，理解其中微妙的情感互动、社交规则和文化背景等，还有很长的路要走。 （5）身体运动技能与灵活性，人类通过身体的各个部位协调配合，能够完成各种各样精细且复杂的动作，如演奏乐器、进行体育竞技、手工艺制作等。这些动作不仅需要精确的肌肉控制，还涉及到对空间、时间、力度等多方面因素的精准把握。目前的人工智能在控制机器实现类似人类身体的运动技能和灵活性方面，还远远无法达到人类的水平，即使是最先进的机器人在完成一些简单的人类日常动作时，也显得较为笨拙。 人工智能技术对经济发展、社会进步都有巨大的推动作用。随着技术的进步，这种影响将越来越大、越来越明显。也许有些影响现在还难以预测，但可以肯定，未来人类与智能机器必定可以安全、和谐地相处，人工智能必将对人类的物质文明和精神文明产生深远影响。 四、小结 5、 课堂小练 1.列关于人工智能的说法，不正确的是（   ） A．人工智能是信息科技发展的核心方向，推动社会数字化转型 B．人工智能的核心是模拟人类的感知、学习和决策过程 C．人工智能技术的应用需结合具体场景，不能脱离实际需求 D．人工智能无需数据支撑，仅通过算法即可实现智能功能 答案：D 解析：本题考查人工智能的基本概念及其应用条件。人工智能的发展离不开数据的支撑，算法需要大量的数据进行训练和优化，以实现智能功能。因此，选项D“人工智能无需数据支撑，仅通过算法即可实现智能功能”是不正确的。人工智能不仅需要算法，还需要大量的数据来进行学习和决策。故答案为：D。 2.近年来，人工智能已经深刻而广泛地影响着人们的生活，以下说法正确的是（   ） A．使用符号主义中“符号”可以精确描述现实中所有语义 B．深度学习是以数据驱动的人工智能方法，不需要事先构造知识库 C．混合增强智能是指将不同领域的智能技术进行综合应用 D．人工智能技术只会推动人类社会进步，不可能威胁人类安全 答案：B 解析：本题考查人工智能的基本概念和应用理解能力。A选项错误，符号主义中的“符号”难以精确描述现实中所有语义，现实世界语义存在模糊性、歧义性且复杂多变，符号化无法覆盖全部场景；B选项正确，深度学习属于数据驱动的人工智能方法，核心通过大量数据训练模型自主学习规律，无需人工事先构造复杂知识库；C选项错误，混合增强智能是将人的智能与机器智能等融合，而非不同领域智能技术的简单综合应用；D选项错误，人工智能技术是双刃剑，在推动人类社会进步的同时，若存在恶意应用、算法偏见或安全漏洞等情况，可能威胁人类安全。因此，本题选择B选项。 3.下列关于人工智能对社会影响的说法，不正确的是（   ） A．改善人类的生活 B．促进经济的发展 C．给人类带来失业，威胁人类安全 D．人工智能带给人类社会总是积极的和正面的 答案：D 解析：本题考查人工智能对社会的影响。事物总是有两面性，人工智能带给人类好的一面的同时，也会带来一些负面的影响，例如失业和安全问题。选项D错误。 4.关于人工智能，下列说法正确的是（   ） A．人工智能的目标是让机器完全取代人类的所有工作 B．专家系统属于符号主义人工智能的典型应用 C．目前强人工智能已经实现并广泛应用 D．人工智能技术不会带来任何伦理问题 答案：B 解析：本题考查人工智能。A选项错误，人工智能的目标是辅助人类提升工作效率、解决复杂问题，而非让机器完全取代人类的所有工作。B选项正确，符号主义人工智能注重基于逻辑规则和符号进行推理，专家系统通过构建专业领域的知识规则库实现决策支持，是其典型应用。C选项错误，目前广泛应用的是弱人工智能（如语音助手、推荐算法），具备人类水平通用智能的强人工智能尚未实现。D选项错误，人工智能技术会带来数据隐私泄露、算法偏见、就业结构冲击等伦理问题，需通过规范加以应对。因此，本题选择B选项。 5.下列关于人工智能的说法，正确的是（   ） A．自然语言处理技术是行为主义人工智能的典型代表 B．问题引导下的试错学习不依赖数据 C．基于规则学习的人工智能拓展性较弱，难以构建完备的知识库 D．从长期来看，人工智能技术带来的失业会大于就业 答案：C 解析：本题考查了人工智能三大主义和人工智能带来的社会担忧。自然语言处理技术是联结主义人工智能的典型代表，A错；问题引导下的试错学习属于行为主义，它的学习机制是强化学习，需要从过去的经验中不断学习提升能力，需要大量的数据，B错；从长期来看，人工智能技术带来的就业会大于失业，D错。故选C。 6.下列人工智能的说法，正确的是（   ） A．混合增强智能是多种智能体的混合形式，其中人类智能是智能回路的总开关 B．符号主义通过模仿人类大脑中的神经元之间复杂交互的认知推理 C．人工智能技术推动人类社会进步的同时，不可能威胁人类的安全 D．生活中常见的扫码支付属于典型的人工智能应用 答案：A 解析：本题考查人工智能。A选项正确，混合增强智能是多种智能体的混合形式，其中人类智能在系统中起主导作用，是智能回路的总开关，负责关键决策与方向把控；B选项错误，符号主义通过符号表示知识、以逻辑推理模拟认知过程，而模仿人类大脑神经元复杂交互的是联结主义（如神经网络技术），二者技术路径不同；C选项错误，人工智能在推动社会进步（如提高生产效率、优化服务体验）的同时，也存在安全威胁，例如算法偏见可能引发公平性问题、自主决策系统失控可能带来风险、数据隐私泄露可能损害用户权益等；D选项错误，生活中常见的扫码支付核心依赖二维码识别，未涉及人工智能的核心技术（如机器学习、深度学习、自然语言处理等），不属于典型的人工智能应用。因此，本题选择A选项。 通过提问的方式让同学们先对本节知识点进行一个认知。 以关键字突出显示的方式展示智能家居。 以理论和案例对比的方式展示智慧城市，让同学们直观的了解这一知识点。 通过图文结合的方式让同学们直截了当的了解智能出行。 通过图文结合的方式让同学们直截了当的了解智能购物。 让同学们分小组讨论探究问题，让同学们以更好的状态进入课堂学习。 通过图文结合的方式让同学们直截了当的了解人工智能促进经济发展。 让同学们分小组讨论探究问题，将刚才所学的知识在实践中测试一下，以便检测出同学们是否有效的掌握其知识点。 以多字段对比的方式展示人工智能经济发展的作用，让同学们直观的了解这一知识点。 让同学们分小组讨论探究问题，让同学们以更好的状态进入课堂学习。 通过图文结合的方式让同学们直截了当的了解人工智能取代一些工作岗位。 以线性的方式展示人工智能带来的就业问题，让同学们理性的看待这一问题。 以关键字段对比的方式展示人工智能所带来的威胁，让同学们辩证的看待这一问题。 以对比的方式展示机器人三守则，让同学们能更好的学习这一知识点。 让同学们分小组讨论探究问题，将刚才所学的知识在实践中测试一下，以便检测出同学们是否有效的掌握其知识点。 课 堂 练 习 （有题有答案有解析） 1.某AI个性化学习平台能根据学生答题数据动态调整教学内容和难度，还能分析学习行为，提供定制化练习。下列说法错误的是（   ） A.AI平台让教师更了解学情，针对性调整教学策略 B.学生可通过AI平台优化学习路径，提升学习效率 C.该技术能彻底解决教育资源不均问题，学生均可自主学习 D.教师仍需监督平台推荐内容，并根据学生情感需求进行人文关怀和激励 答案：C 解析：本题考查人工智能的应用。A选项正确，AI平台通过分析学生答题数据、学习行为，可向教师反馈学情（如学生薄弱知识点、学习进度差异），帮助教师精准把握学生情况，进而针对性调整教学策略；B选项正确，平台能根据学生个体情况动态调整教学内容难度、提供定制化练习，帮助学生避开无效学习环节，优化学习路径，从而提升学习效率；C选项错误，“彻底解决”表述绝对，AI个性化学习平台虽能一定程度上弥补教育资源不均（如让不同地区学生接触优质学习内容），但无法彻底解决该问题——教育资源不均还涉及硬件设施（如设备、网络）、家庭教育环境、教师资源等多维度因素，且部分学生（如低龄学生、自制力较弱学生）难以完全自主学习，仍需引导；D选项正确，AI平台缺乏情感认知能力，无法判断推荐内容的全部适用性（如是否符合教育目标、是否存在偏差），也无法满足学生的情感需求，因此教师仍需监督平台内容，并提供人文关怀与学习激励。因此，本题选择C选项。 课 堂 小 结 1.人工智能改善人类生活：①智能家居；②智慧城市；③智能出行；④智能购物。 2.人工智能的发展可以为人类社会带来巨大的经济效益。 3.通过人工智能技术提高生产力、创造全新的产品和服务，是经济竞争和升级的迫切需求。 4.推动人工智能与实体经济结合，是加快实体经济转型升级的必然发展方向。人工智能对传统产业的转型升级有着强大的驱动作用。 5.人工智能带来的社会担忧： ①人工智能技术将人类从繁复工作中解脱出来的同时，也会取代一些工作岗位； ②人工智能技术推动人类社会进步的同时，也可能威胁人类安全。 反 思 评 价 在教学过程中，采用多种教学方法相结合的方式，通过展示丰富多样的人工智能在医疗、交通、教育等领域应用的实际案例，在讲解人工智能对社会某些领域的影响，有效地吸引了学生的注意力，激发了他们的学习兴趣。在评价环节，要鼓励学生相互学习、共同进步，培养学生的团队合作精神和批判性思维。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $