第3课 人工智能技术基础 教学设计 2025-2026学年浙教版初中信息科技八年级下册

初中信息科技课时备课 课 时 概 况 课 题 八年级下册第3课 人工智能技术基础 课时序号 教师 备课时间 年 月 日 上课时间 年 月 日 教 学 设 计 学习内容分析 课标相应内容要求：《信息科技课程标准》要求学生认识人工智能的技术基础，理解数据、算法、算力在人工智能发展中的核心作用，能正确分析人工智能应用的核心支撑要素。 主要内容：本课核心内容是认识人工智能的三大技术基础——数据、算法、算力，明确三个要素各自的功能，理解三者之间相互依存的关系。 望远镜思维——纵向联系：学生在小学阶段已经初步体验了人工智能的常见应用，在本单元前两课已经学习了人工智能的基本概念和发展历程，本课承接前序的概念认知，为后续学习人工智能具体技术实现、九年级学习人工智能安全与发展奠定知识基础，是人工智能模块从认知到实践的过渡核心课。 放大镜思维——横向逻辑：本课遵循“单个概念认识→整体关系梳理→实际案例应用”的逻辑递进，落实课标“人工智能的三大技术基础是数据、算法和算力”的核心要求，帮助学生从零散的感性认知上升到系统的理性认知，建立人工智能技术体系的基本框架。 学习对象分析 1. 心理和思维特点：八年级学生对人工智能充满好奇心和探索欲，具象思维逐步向抽象思维过渡，能够围绕具体案例开展合作探究，但对抽象的逻辑关系梳理存在一定难度。 2. 已有知识基础和生活经验：作为数字原住民，学生日常频繁接触人脸识别、内容推荐、语音助手等人工智能应用，已经学习了人工智能的基本概念和发展历程，对人工智能技术有零散的感性认知。 3. 典型认知误区：①认为人工智能的核心只是算法，数据没有价值，比如觉得AlphaGo赢李世石只是因为算法设计得好，不知道它学习了近千万局人类棋手的对弈数据才达到这个水平；②认为算力就是计算机的运行速度，和人工智能发展无关，不知道ChatGPT这类大模型能够正常运行完全依赖海量算力的支撑；③认为三大技术是相互独立的，缺少其中一个也能正常运行，比如觉得有算法和数据，慢一点也能出结果，不知道大模型缺少足够算力根本无法完成训练。 学习目标 1. 能准确说出人工智能的三大技术基础，分别举例说明数据、算法、算力在人工智能应用中的作用。 2. 能结合具体人工智能案例分析数据、算法、算力三者之间的相互依存关系。 3. 能结合生活实例说明三大技术基础对人工智能发展的重要性，形成对人工智能技术体系的正确认知。 教学重难点 教学重点：认识数据、算法、算力是人工智能的三大技术基础，理解各要素的核心作用 教学难点：理解数据、算法、算力三者之间相互依存的关系 教学方法 案例教学法、小组探究法、问题驱动法 学习资源 硬件环境：多媒体计算机教室，学生人手一台计算机 软件环境：互联网环境、多媒体演示软件 教学资源：人工智能日常应用场景混剪视频、GPT模型发展参数数据表、探究任务单 教学准备：提前按4人一组划分小组，打印探究任务单 学习过程 【活动描述】教师播放1分钟的日常人工智能应用混剪视频，包含学生熟悉的短视频内容推荐、食堂人脸识别付款、导航软件路径规划三个场景，播放结束后提出问题：我们天天用这些人工智能服务，你觉得它们能正常运行，最离不开哪三样核心东西？请先独立思考1分钟，再和同桌交流1分钟。 【学生活动】观看视频，结合自身使用经历思考问题，和同桌交流分享自己想到的核心要素。 【教师活动】播放视频，提出问题，巡视倾听学生的交流，整理学生提到的不同答案，引出本课主题：今天我们就来学习人工智能运行的核心技术基础。 【设计意图】从学生熟悉的日常场景切入，激活已有生活经验，引发探究兴趣，自然引出本课学习主题。 【学习过程-建构】 【活动描述】本环节设置两个探究活动：活动1为案例探究，给每组发放探究任务单，提供3个带真实数据的案例：①导航软件做实时预测，收集了100万车主1年的出行轨迹数据训练模型；②同样是下棋AI，传统Minimax算法和AlphaGo用的深度强化学习算法，对赢率差距达到80%以上；③GPT-3大模型有1750亿参数，需要上千颗高端GPU累计训练3个月才能完成，普通家用电脑根本无法运行。要求各组用10分钟归纳三个要素的含义和作用。活动2为假设情景探究，给出3种缺要素的开发场景：①要做学生课外书推荐AI，有算法、算力，但是没有任何学生阅读数据；②有数据、算力，但是没有合适的推荐算法；③有数据、算法，但是只有一台10年前的旧电脑，算力不足。每组抽一个情景，用5分钟讨论AI能否正常运行，推导三者关系。 【学生活动】活动1：4人小组分工，对应三个案例分析讨论，归纳整理三个要素的作用，完成探究任务单；活动2：各组随机抽取情景，围绕问题讨论推导结论，准备分享。 【教师活动】活动1：分发任务单，巡视各组讨论，对有困难的小组做支架式提示（如“100万轨迹数据是用来做什么的？”），邀请小组分享后，明确概念：数据是人工智能的学习原材料，算法是处理数据解决问题的核心方法，算力是支撑算法处理数据的计算能力。活动2：组织抽选情景，巡视指导讨论，分享后引导全班共同总结：三大要素缺一不可，数据为基础、算法为核心、算力为支撑，三者相互依存。 【设计意图】活动1用带真实数据的案例让学生自主生成概念，避免教师灌输，符合建构主义学习规律；活动2通过反向假设探究，突破“三者关系”这个教学难点，培养学生的逻辑推理能力。 【学习过程-应用】 【活动描述】给出真实案例：从2018年GPT-1到2023年GPT-4，参数规模从1.17亿增长到1.8万亿，训练数据从40GB增长到140TB，训练所需算力从300GPU/天增长到1.3亿GPU/天，GPT的能力也从只能写简单句子，升级到能写代码、解答专业问题、创作内容。请大家独立思考2分钟，再和同桌说一说：这个案例中，数据、算法、算力分别发挥了什么作用？三者如何配合推动GPT能力升级？最后邀请2-3位同学分享。 【学生活动】阅读案例提取信息，独立思考后和同桌交流，主动分享自己的分析。 【教师活动】展示案例，提出问题，点评学生的分享，纠正错误认知，强化“三者缺一不可，共同推动人工智能发展”的核心结论。 【设计意图】用当下最新的真实案例，让学生应用新知分析实际问题，巩固本课所学，同时让学生感受人工智能发展的技术逻辑，联系科技前沿拓展视野。 【学习过程-梳理】 【活动描述】请学生用3分钟在笔记本上梳理本课知识点，画出三大技术基础的关系图，完成后邀请一位同学上台展示梳理结果，全班共同补充完善。 【学生活动】自主梳理知识点，绘制关系图，上台展示，参与全班完善知识体系。 【教师活动】提出梳理要求，巡视学生梳理情况，邀请学生展示，总结本课核心内容，强化三者的关系逻辑。 【设计意图】引导学生自主建构完整的知识体系，梳理核心逻辑，巩固本课重难点。 板书设计 一、人工智能三大技术基础 1. 数据：人工智能的原材料 2. 算法：人工智能的核心方法 3. 算力：人工智能的支撑能力 二、三者关系：数据为基 → 算法为核 → 算力为撑，缺一不可 评价设计 评价维度（四个维度，分三级评价）： 1. 探究参与度：A 积极参与讨论，主动分享观点；B 能参与讨论，偶尔分享；C 极少参与探究 2. 概念认知：A 能准确说出三大基础，举例正确；B 能说出两个基础，举例基本正确；C 无法准确说出概念 3. 关系分析：A 能准确分析三者依存关系，案例分析正确；B 能说出三者相关，分析基本正确；C 无法梳理三者关系 4. 任务完成：A 任务单、关系图完整清晰，结论正确；B 完成大部分内容，结论基本正确；C 完成度低于一半，逻辑混乱 评价方式：自评（任务完成、参与度，占30%）+ 小组互评（探究表现，占30%）+ 教师评价（概念认知、关系分析，占40%） 教学反思 亮点：本课从学生熟悉的生活场景切入，用真实带数据的案例和反向假设探究，很好地突破了抽象的教学难点，学生参与度高，能够自主建构知识，符合八年级学生的认知特点，落实了信息科技核心素养。 改进设想：如果能增加一个1-2分钟的小体验活动，让学生直观感受不同算力下AI推理的速度差异，学生对算力作用的理解会更具象；如果提前让学生收集自己身边的人工智能案例带入课堂，探究会更贴近学生自身经验，深度会更强。 学科网（北京）股份有限公司 $