6.1 认识人工智能教学设计-2025-2026学年粤教版高中信息技术必修一

该高中信息技术教学设计聚焦“认识人工智能”核心知识点，通过小爱同学作诗互动与AI杜甫学伴创设情境导入，以“体验AI作诗-解密机器学习原理-探究AI应用-辩证总结”为脉络，衔接前后知识，辅以任务清单、导学案、评价量表等学习支架。 特色在于构建AI学伴浸润式环境，教学评一体化嵌入各环节，通过香菱学诗抽象建模活动培养计算思维，辩论AI伦理强化信息社会责任，项目式与情境教学结合，助力学生深度理解AI，教师可直接使用九歌平台等资源提升教学效率。

《 探秘AI“写诗” 》教学设计 教学基本信息 授课内容 认识人工智能 教材版本 高中信息技术粤教版必修一《数据与计算》 课程类型 新授课 课时 1课时（45min） 教学设计理念 整体框架 本项目主要目标包含“认识人工智能”和“解密机器学习原理”两个任务。任务一主要让学生体验和真实的人工智能产品，了解人工智能的相关概念和应用领域;任务二主要是探究人工智能的相关科学原理。基于此，本课设计了“平台体验AI作诗”、深入探究解密AI作诗“AI应用无处不在”“辩证总结正视AI”4个主要环节，利用AI技术吸引学生兴趣，牢牢专注于课堂内容，教学穿插了实践体验、抽象建模、合作辩论3个活动，以及贯穿课堂的启发问题链和浸润式的AI学伴环境建设，增强学生的参与感，激发学生的深度思考，引导学生在“做中学，用中学，创中学”，具体架构如下图所示： 素养指向 核心素养下的培养目标 课标要求信息技术核心素养： 本课时信息技术核心素养目标： 【信息意识】： 1.通过对部分人工智能工具的实践和对机器学习原理以及一般流程的讲解，学生在面对生活中各式各样的人工智能设备和具体应用时能够主动识别并进行简单的分析。 2.能够主动关注人工智能技术发展中的新动向和新趋势，有意识地使用智能新技术处理信息。 【计算思维】： 1.能够了解人工智能的研究和应用领域及其背后的技术原理，剖析与理解机器学习的一般流程，理清其工作思路，并将思路迁移到其他人工智能技术处理问题的理解中。 2.能够在面对复杂问题情境时，冷静分析，采用合适的工具进行抽象建模，将核心问题进行有效的、逻辑清晰的图示表达进而找到解决问题的方法。 【数字化学习与创新】： 1.能够适应数字化学习环境，根据需要合理选择并评估数字化工具资源。 2.能够在工作生活中创新性地合理使用人工智能技术并探索其它有效的应用场景 【信息社会责任】： 1.感受人工智的能魅力，认识人工智能在社会各个领域的广泛应用，正确认识人工智能技术对工作、学习、生活带来的影响。 2.树立正确的AI意识，做合格数字公民。在正确合法使用人工智能技术，主动维护国家技术安全的同时能有效监督和引导他人对AI技术的合理使用。 教材分析 教材出处及内容 本课程内容选自高中信息技术粤教版（2019）必修一《数据与计算》第六章《人工智能及其应用》第一节《认识人工智能》。课程内容安排为一个课时，主要是围绕单元项目——剖析空调企业智能客服机器人开展多个相关子项目，深入剖析人工智能的科学原理，本课时选取AI写诗的子项目去解释机器学习的原理，课时虽短，但内容却很丰富，通过智能的环境创设和高效的工具利用，给学生带来极致的AI视听学习盛宴。 【大纲标准】： 设置面向真实情境的项目任务，引导学生综合运用单元所学的知识与技能去解决现实生活中的问题；教学时长为一课时。本章将通过“剖析企业智能客服机器人”项目，进行自主、协作、探究学习，让同学们在具体感知智能信息系统的基础上，了解智能信息处理的巨大进步和应用潜力，认识人工智能在信息社会中的重要作用，从而将知识建构、技能培养与思维发展融入运用人工智能技术和工具解决问题和完成任务的过程中，促进信息技术学科核心素养达成，完成项目学习目标 教学评一体化分析 评价设计先于教学设计，将评价镶嵌于教学之中，让评价成为教学的有机组成部分，最大限度地促进学生核心素养的形成与发展。本课时在每项关键性教学活动后，都设置指向教学目标和学生核心素养的评价问题量表，嵌入教学活动，学生根据自己实际情况进行自我评价，为学生提供及时反馈，教师基于评价促进教与学。 教学评价 【逆向设计教学评价，早于教学活动】 【德智评价】 【身心评价】 学情分析 学生年龄思维特点 高一学生年龄约15—16岁，积极、热情，有较强的求知欲，学习处于一个知识过渡阶段，他们的自我意识明显增强，独立思考和处理事物能力加速发展，在心理和行为上表现出强烈的自主性，思维从形象思维逐渐向抽象思维过渡，辩证逻辑思维日趋发展，对知识充满好奇、善于思考。自尊心较强，学生之间基础差异较大。 学生已有知识兴趣分析 【前置知识】通过对前面第五章“网络购物平台客户行为数据分析和可视化表达”的项目实践，学生对互联网大数据有了一定的认知，掌握了数据的采集、分析以及可视化表达，对程序和算法也有一定的认识，这对于本节课进行深入讲解“机器学习的一般过程”奠定了一定的认知基础，同时学生在生活中也或多或少正在接触或者使用部分AI产品和工具，积累了一定的生活阅历，能够很自然地参与本堂课的学习。 【兴趣】高中生好奇心强，对新技术兴趣浓厚，喜欢科幻智能、悬疑刑侦类电影故事和游戏，使用过智能手表等产品，了解的人工智能也大多来与此，十分期待能实践体验人工智能的魅力。 学生的学习需求及障碍 缺少具体的科学实践机会及系统的学习，学生的实践能力较弱，对人工智能相关技术知之甚少。需要在课堂上提供包括学习任务单、实践说明书等多元学习支架 解决方案 设置认知冲突事件，激发学生的参与度和知识建构，使用AI陪伴学习，构建基于情境和任务的微项目学习，通过导学案，任务单，微视频等学习资源和工具引导学生自主学习，协同工作，交流分享 教学重难点 教学重点 1.体验人工智能技术，理解人工智能的内涵 2.了解机器学习原理及其一般过程 3.认识人工智能技术的应用研究领域 教学难点 理解人工智能的内涵和机器学习原理 教学方法 教学方法 采用情境教学，项目教学，任务驱动法和启发式教学，引导学生自主探究及小组协作探究学习新知。强调认知的逐步构建和知识网络的生成，以及教学评一体化教学原则，建立教学目标、教学过程、课程评价之间的紧密联系，注重学生的真实性感受和认知思维的发展，倡导学生在真实情境中完成知识迁移和实际问题分析。 教学资源 多媒体音视频，机器学习板贴等 类型 项目 来源 平台链接 九歌词作机器人平台 网站 AI工具 AI杜甫学伴 教师制作 活动文档 学习任务清单 导学案 课时学习评价表 微视频 九歌与达人博弈 下载与加工 香菱学诗 AI如何写诗的？ AI制作的音视频 教学具体过程 教学环节 教师活动 学生 活动 设计 意图 嵌入 评价 新课导入 构建情境 教师手机投屏，利用人工智能语音助手小爱同学进行诗歌互动，结合天气环境命令小爱同学写一首诗歌，然后利于微信视频的形式引出提前制作好的人工智能模型“会说话的杜甫”作为教学全过程的学习引导助手 观看教师与小爱同学和“会说话的杜甫”的互动过程 利用AI技术营造真实情境氛围，激发学生认知冲突 环节一： 平台体验 感受AI作诗 活动一： 1.体验人工智能作诗 引导学生观看清华大学九歌作诗机器人与专家的博弈视频，并登录九歌(https://jiuge.thunlp.org/)作诗平台，选择不同体裁，输入关键词体验人工智能作诗。 2.分析人工智能作诗的特点 从表达与语言、内容与主题、结构与韵律、感知与情感传递、创新力五个维度进行分析。 3.评价人工智能作诗 小组合作，评价人工智能作诗。 4、“杜甫”点评 “虽然人工智能写诗语言通顺，表达自然；内容完整，主题一致，韵律和谐，结构完整；但是在创新力激荡，独具匠心和情感真挚，震撼心灵方面还是赶不上老头子我啊，哈哈哈。” 观看视频，登录平台操作体验AI作诗并小组合作，完成评价清单 先用视频展现AI作诗的魅力，激发学生的实践兴趣，再引导学生评价AI写诗：有诗感无诗意，培养学生的批判性思维 你是否掌握了AI的基本概念并能熟练使用一些基本的AI小工具？（1-5分） 环节二： 深入探究 解密AI作诗 1.教师抛出问题启发学生思考：为什么AI写诗有诗感无诗意呢？ 2.提问人是如何写诗的呢？并播放案例《红楼梦》——“香菱学诗”片段，引导学生将其学习过程进行抽象建模“诗词——知识——主题——诗歌”。 观看视频并抽象建模写诗过程 通过一系列逐渐深入的问题链激发学生对作诗的内部机理进行去抽象化，并绘制结构图，培养学生的抽象思维能力 你是否能够在复杂问题情境中进行抽象建模，分析出问题的解决方案？（1-5分） 活动二： （1）总结人工智能作诗过程： 观看中国人工智能学会出版AI科普微视频：AI如何成为诗人 （2）绘制人工智能作诗结构图 小组合作，类比香菱学诗的过程，绘制人工智能作诗结构框图。 （3）交流解密 组内讨论，选择代表解密人工智能作诗。 （4）交流总结 人工智能作诗步骤 第一步:获取诗词数据； (九歌:80万首前人诗歌) 第二步:训练得到写诗模型 九歌:聚焦连贯性、扣题性、新颖性、风格化、情感化五个层面，采用六种模型，多种算法训练实现。 第三步:使用模型写诗 观看视频，小组迁移AI作诗结构框图知识，并交流总结 设置一前一后两个结构框图，激发学生进行知识迁移，探索人工智能作诗的原理 3.知识点讲授：机器学习 人工智能是一门研究如何让计算机具有智能的学科，目的是使计算机能够像人一样思考、决策和学习。机器学习则是实现人工智能的一种方法，它通过让计算机从数据中学习规律和模式，从而不断优化算法和模型，提高其对未知数据的预测和判断能力。 机器学习结构图： 机器学习一般过程 1.准备数据:获取原始数据 收集相关数据，并将原始数据转换为适合机器学习算法的形式(预处理) 质量:获取高质量的训练数据是机器学习最重要的方面，只有给算法提供高质量的 训练数据，它才能快速地提取特征并找到预测数据之间的关联。 数据量:数据量越大，模型预测结果就会越精确，所以要尽可能多的采集训练数据。 2.训练过程:训练得到学习模型 使用收集到的数据训练机器学习模型。 模型选择:在这一步中，需要根据特定问题的要求选择合适的模型，并使用已经预处理和特征工程的数据对其进行训练。常用的模型包括线性回归、逻辑回归、决策树、支持向量机、神经网络和深度学习模型等。 3.测试过程:使用模型测试 使用测试集对训练好的模型进行评估，计算模型的准确率、精确率、召回率、F1值等指标，以及绘制混淆矩阵、ROC曲线等进行分析和展示。 小组讨论分享，聆听教师讲授 在经历过时间推理后再进行科学原理的讲授，学生更能够理解和吸收 你是否能够简述机器学习的原理和一般流程并能选择合适的工具进行呈现？（1-5分） 你能否将生活中的AI应用产品与机器学习的一般流程对应起来？（1-5分） 环节三：AI应用 无处不在 1.AI杜甫引出总结并引出下一个主题“原来是机器学习这个道理啊！老夫我也算是长见识了。那同学们，AI除了写诗还能干什么呢？” 2.展示AI创作的多媒体素材（宇宙牧场）：绘画、音乐、智能识别、工业机器人、医疗机器人等等，拓宽学生对人工职能的认识 3.提问学生：大家在生活中还使用过哪些人工智能产品呢？ 学生观看多媒体，并与教师互动 揭示原理后，启发学生在真实生活情境中去寻找AI案例，促进知识理解和应用 你能否正确识别生活中的AI应用？（1-5分） 你是否了解了人工智能的应用领域并能够进行举例？（1-5分） 环节四： 辩证总结 正视AI 同学们，AI功能这么强大，未来是否可以取代人类呢？ 活动3：辩一辩 辩题:未来，人工智能是否可以取代人类? 要求:1.以小组为单位，讨论形成本组的观点，确定小组发言人; 2.小组间展开辩论。 学生分组展开辩论 通过辩论活动培养学生的综合能力，加深对技术和生活的认识，树立正确的的科技观。 你是否能够在生活中正确合法的使用AI工具？（1-5分） 你是否具备正确的AI素养（对AI技术有正确的认识？）（1-5分） 教师总结结束课堂 人工智能发展现状“没有人工，就没有智能”当然，我们也应该认识到技术的进步，使得人工智能的功能日渐强大，未来，人工智能在给人类带来便利的同时，也会给人类带来了冲击和挑战，我们需要做的是思考如何趋利避害，借助人工智能，创造更好的未来! 板书设计 学科网（北京）股份有限公司 $