《人工智能离不开算法》（教学设计）-2025-2026学年五年级下册信息技术苏科版

《人工智能离不开算法》教案-2025-2026学年苏科版（新教材）小学信息技术五年级下册 1、 学情分析 本节课是《在线生活中的算法》的后续课程，五年级学生在前期学习中，已经感知了在线生活中算法的存在，理解了算法“步骤明确、可重复、有结果”的基本特点，能尝试设计简单的在线算法，具备了一定的算法认知和逻辑思维基础。同时，学生对人工智能并不陌生，在生活中接触过智能语音助手（如 Siri、小爱同学）、智能推荐、人脸识别、智能机器人等人工智能产品，有强烈的好奇心和探索欲望。 但学生难以将“人工智能”与“算法”建立关联，认为人工智能是“神奇的魔法”，不清楚算法是人工智能的核心支撑，对人工智能中算法的运作过程缺乏了解。此外，学生的抽象思维和逻辑分析能力仍有限，难以理解人工智能算法的复杂原理，需要通过具体的人工智能案例、直观的演示和动手实践，逐步理解“人工智能离不开算法”的核心观点，培养算法思维和创新意识，贴合五年级学生“从具体到抽象、从体验到认知”的学习规律。 2、 教材分析 本节课是苏科版（新教材）小学信息技术五年级下册第六单元《在线社会中的算法》的第二课时，承接上一节课《在线生活中的算法》的内容，是单元的核心重点课，同时为后续学习“算法的优化”奠定基础。教材紧扣“人工智能与算法”的关联，以学生熟悉的人工智能场景为载体，摒弃复杂的算法原理，重点引导学生理解“算法是人工智能的核心”，感知人工智能中算法的运作过程，体会算法在人工智能中的重要作用。 教材内容遵循“回顾—探究—实践—总结”的逻辑，设计了复习回顾、案例探究、动手实践、总结提升四个环节，结合新教材“素养导向、实践育人”的理念，融入了大量贴近学生生活的人工智能案例（智能语音助手、人脸识别、智能推荐、智能机器人），强调让学生在体验、探究中理解知识，培养学生的信息意识、计算思维和数字化应用能力。教材注重实践性和趣味性，设计了简单的人工智能算法模拟实践任务，让学生在动手操作中感受算法与人工智能的关联，落实新教材对信息技术学科核心素养的培养要求。 3、 核心素养目标 （1） 信息意识 1. 能感知人工智能在生活中的广泛应用，认识到算法是人工智能的核心支撑，建立“人工智能离不开算法”的认知。 2. 能结合具体的人工智能案例，说出算法在人工智能中的作用，提升对人工智能和算法的认知水平。 （2） 计算思维 1. 能通过分析人工智能案例，理解人工智能中算法的运作过程（输入—处理—输出），进一步巩固算法“步骤明确、可重复、有结果”的特点。 2. 能模拟简单的人工智能算法（如语音识别、图像识别），尝试梳理算法步骤，培养逻辑梳理和步骤规划能力。 （3） 数字化应用 1. 能通过体验人工智能产品，感受算法在人工智能中的具体应用，提升数字化体验和应用能力。 2. 能动手模拟简单的人工智能算法，尝试设计简单的人工智能相关算法，提升数字化实践和创新能力。 （4） 信息社会责任 1. 了解人工智能算法带来的便利和潜在风险（如隐私泄露、算法偏见），树立保护个人信息、理性使用人工智能的意识。 2. 认识到人工智能技术的发展离不开算法，激发对信息技术学科的兴趣，培养创新意识和科学探究精神。 4、 教学重难点 （1） 教学重点 1. 理解“算法是人工智能的核心”，知道人工智能离不开算法，能结合具体案例说明算法在人工智能中的作用。 2. 了解人工智能中算法的基本运作过程（输入—处理—输出），能结合案例分析算法的步骤。 3. 能模拟简单的人工智能算法，尝试梳理算法步骤，感受算法与人工智能的关联。 （2） 教学难点 1. 理解人工智能中算法的运作过程，能将“输入—处理—输出”与具体的人工智能案例结合，避免抽象化理解。 2. 能结合算法的特点，分析人工智能算法的步骤，初步建立“人工智能依赖算法”的认知，培养算法思维。 3. 理性看待人工智能算法的影响，树立正确的信息使用观念，落实信息社会责任。 5、 教学过程 （1） 复习回顾，衔接新知 1. 复习回顾： 师：上一节课，我们学习了《在线生活中的算法》，谁能说说，我们上节课学到了什么？（指名学生发言，教师补充完善） 生 1：我们知道了算法是按照一定规则，逐步完成特定任务的一系列明确步骤。 生 2：算法有三个特点：步骤明确、可重复、有结果。 生 3：我们分析了在线生活中算法的应用，比如搜索、推荐、排序中的算法，还动手设计了简单的算法。 师：大家回顾得非常扎实！上一节课，我们感受到了算法在在线生活中的广泛应用，其实，算法不仅存在于在线生活中，还存在于我们现在越来越熟悉的人工智能中。今天，我们就一起来学习《人工智能离不开算法》，看看算法是如何支撑人工智能运作的，感受算法与人工智能的密切关联。（板书课题：人工智能离不开算法） 2. 互动提问： 师：大家在生活中，都接触过哪些人工智能产品？（指名学生发言，激发学生兴趣） 生 1：我家里有智能音箱，我说“小爱同学，播放儿歌”，它就会播放儿歌。 生 2：手机上的人脸识别，可以解锁手机、支付。 生 3：短视频平台的智能推荐，还有智能机器人、在线翻译等。 师：大家接触的人工智能产品真多！这些神奇的人工智能产品，背后都离不开算法的支撑，没有算法，人工智能就无法运作。今天，我们就一起来探究其中的奥秘。 （2） 案例探究，理解“人工智能离不开算法” 本环节结合教材中的核心案例，通过案例分析、直观演示、师生互动等方式，引导学生理解“算法是人工智能的核心”，感知人工智能中算法的运作过程，结合教材课文内容，落实新教材的教学要求。 1. 教材案例 1：智能语音助手 (1) 出示教材课文片段：“智能语音助手（如 Siri、小爱同学）是我们常见的人工智能产品，它能听懂我们的语音指令，并且做出相应的回应。这背后，离不开语音识别算法和语音合成算法的支撑。语音识别算法会将我们的语音（输入）转化为文字，然后通过算法分析文字的含义（处理），最后通过语音合成算法将回应的文字转化为语音（输出），从而完成与我们的互动。比如，我们说‘小爱同学，今天天气怎么样’，语音识别算法会将这句话转化为文字，算法分析后，获取当天的天气信息，再通过语音合成算法将天气信息转化为语音，回应我们的问题。” (2) 直观演示：教师拿出手机，打开智能语音助手（如小爱同学），现场演示：“小爱同学，计算 15 加 23 等于多少”“小爱同学，播放一首五年级的古诗”，让学生观察智能语音助手的回应。 (3) 师生互动分析： 1. 师：大家刚才看到了智能语音助手的演示，结合教材内容，谁能说说，智能语音助手运作时，算法做了哪些事情？（指名学生发言） 1. 生 1：算法会把我们说的话（语音）转化为文字。 1. 生 2：算法会分析文字的含义，知道我们要做什么。 1. 生 3：算法会把回应的文字再转化为语音，说给我们听。 1. 师：说得非常准确！大家结合教材中的“输入—处理—输出”，想一想，智能语音助手中，什么是“输入”，什么是“处理”，什么是“输出”？ 1. 生 4：输入就是我们说的语音指令，比如“小爱同学，今天天气怎么样”。 1. 生 5：处理就是算法将语音转化为文字，分析文字含义，获取天气信息。 1. 生 6：输出就是智能语音助手回应的语音，比如“今天天气晴朗，气温 25 度”。 (4) 小结： 师：非常好！智能语音助手的运作，完全依赖于算法，没有语音识别算法和语音合成算法，智能语音助手就无法听懂我们的指令，也无法做出回应。这充分说明，人工智能离不开算法，算法是人工智能的核心。 2. 教材案例 2：人脸识别 (1) 出示教材课文片段：“人脸识别是另一种常见的人工智能应用，广泛用于手机解锁、门禁、支付等场景。它的背后，离不开图像识别算法的支撑。图像识别算法会先采集我们的人脸图像（输入），然后提取人脸的关键特征（如眼睛、鼻子、嘴巴的位置和形状），再将提取的特征与数据库中的人脸特征进行对比（处理），如果匹配成功，就会完成解锁、放行等操作（输出）；如果匹配失败，就会拒绝操作。比如，我们用手机人脸识别解锁时，算法会采集我们的人脸图像，与手机中存储的人脸特征进行对比，匹配成功就能解锁手机。” (2) 图片展示：出示人脸识别的场景图片（手机解锁、门禁、支付），让学生直观感受人脸识别的应用。 (3) 师生互动分析： 1. 师：结合教材内容和图片，谁能说说，人脸识别的算法运作过程分为哪几步？每一步对应的“输入、处理、输出”是什么？（小组讨论 1 分钟，指名发言） 1. 生 1：第一步是输入，就是采集人脸图像；第二步是处理，就是提取人脸关键特征，和数据库中的特征对比；第三步是输出，就是匹配成功解锁，匹配失败拒绝。 1. 师：说得非常清晰！大家想一想，如果没有图像识别算法，人脸识别能实现吗？为什么？ 1. 生 2：不能实现。因为没有算法，就无法提取人脸特征，也无法进行对比，就不知道是不是本人，也就不能解锁、放行。 1. 师：非常对！人脸识别的核心就是图像识别算法，没有算法，人脸识别就成了“空谈”，这再次证明了人工智能离不开算法。 1. 师：大家再想一想，人脸识别算法有什么特点？结合我们上节课学到的算法特点。 1. 生 3：步骤明确，采集图像、提取特征、对比、输出，每一步都很清楚。 1. 生 4：可重复，每次人脸识别，都会按照同样的步骤来操作。 1. 生 5：有结果，要么匹配成功，要么匹配失败，都会有明确的结果。 1. 师：太棒了！大家能结合上节课学到的算法特点，分析人脸识别算法，说明大家已经掌握了算法的核心特点，也理解了人工智能算法与普通算法的共性。 3. 教材案例 3：智能推荐 1. (1) 出示教材课文片段：“我们在短视频平台、购物 APP、在线学习平台中遇到的智能推荐，也是人工智能的一种应用，它的背后，离不开推荐算法的支撑。推荐算法会先收集我们的浏览历史、点击记录、收藏内容等数据（输入），然后通过算法分析我们的兴趣爱好、需求偏好（处理），最后给我们推荐符合我们口味的内容或商品（输出）。这种推荐算法，能让我们更快找到自己喜欢的内容，提升使用体验，而这一切，都离不开算法的运作。” 1. (2) 师生互动分析： 1. 师：结合教材内容和自己的体验，谁能说说，智能推荐的算法运作过程？（指名学生发言） 1. 生 1：输入就是我们的浏览历史、点击记录、收藏内容等数据。 1. 生 2：处理就是算法分析这些数据，找到我们的兴趣爱好，比如我们经常看科普视频，算法就知道我们喜欢科普类内容。 1. 生 3：输出就是给我们推荐科普类的视频、书籍等内容。 1. 师：非常准确！大家想一想，智能推荐算法和上一节课我们学习的在线推荐算法有什么联系和区别？ 1. 生 4：联系是它们都是推荐算法，都能根据我们的需求推荐内容；区别是智能推荐算法是人工智能的应用，更智能，能更精准地分析我们的兴趣，推荐的内容更贴合我们的需求。 1. 师：说得非常好！智能推荐算法是在线推荐算法的升级，是人工智能的重要应用，它的核心依然是算法，没有算法，就无法实现精准推荐。 4. 提炼核心观点：人工智能离不开算法 1. 师：结合刚才分析的三个教材案例（智能语音助手、人脸识别、智能推荐），谁能说说，我们能得出什么结论？（指名学生发言，教师总结） 1. 师：总结一下，算法是人工智能的核心支撑，没有算法，人工智能就无法运作。无论是智能语音助手、人脸识别，还是智能推荐、智能机器人，它们的背后，都有算法在默默工作，算法就像人工智能的“大脑”，指挥着人工智能完成各种任务。人工智能的智能化程度，也取决于算法的先进程度，算法越先进，人工智能就越智能。 【设计意图】 结合教材课文核心内容，通过案例分析、直观演示、师生互动等方式，引导学生理解“人工智能离不开算法”的核心观点，感知人工智能中算法的运作过程（输入—处理—输出），同时巩固上一节课学到的算法特点，实现知识的衔接和迁移。案例选择贴近学生生活，避免复杂原理的讲解，贴合五年级学生的认知规律，同时落实“信息意识”和“计算思维”核心素养。 （3） 动手实践，模拟人工智能算法，巩固认知 本环节结合教材实践任务，设计两个层次的实践活动，让学生在动手操作中模拟人工智能算法，梳理算法步骤，进一步巩固“人工智能离不开算法”的认知，提升计算思维和数字化应用能力。 1. 实践任务 1：模拟语音识别算法（教材实践任务） (1) 任务要求：结合教材中智能语音助手的语音识别算法，小组合作，模拟“语音识别”的过程。给定 3 条语音指令（“打开信息技术课本”“计算 25 减 8 等于多少”“播放一首儿歌”），请小组设计语音识别算法的步骤，模拟“输入—处理—输出”的过程，用文字或图表梳理出算法步骤，确保步骤明确、可重复、有结果。 (2) 小组实践：学生分组合作，梳理算法步骤，模拟语音识别的过程，教师巡视指导，重点关注学生是否能清晰梳理“输入—处理—输出”的步骤，是否符合算法的特点。 (3) 成果展示与评价： 1. 师：哪个小组先来分享你们模拟的语音识别算法步骤？ 1. 生 1：我们小组设计的算法步骤是：第一步，输入（接收语音指令，比如“打开信息技术课本”）；第二步，处理（将语音转化为文字，分析文字含义，确定用户需要打开信息技术课本）；第三步，输出（发出指令，打开信息技术课本，或者语音回应“已为你打开信息技术课本”）。这个算法可以重复使用，输入不同的语音指令，就能得到不同的输出结果，步骤明确，有结果。 1. 师：非常好！你们的步骤清晰，完全贴合语音识别算法的运作过程，也符合算法的三个特点，模拟得很到位。还有哪个小组有不同的梳理方式？ 1. 生 2：我们小组用图表梳理了算法步骤： 步骤 输入 处理 输出 第一步 接收语音指令 将语音转化为文字 无 第二步 转化后的文字 分析文字含义，确定需求 无 第三步 确定的需求 执行相应操作或生成回应 执行结果或语音回应 1. 师：用图表展示非常直观！清晰地展现了数据流向和处理过程，很棒！ 【设计意图】 通过模拟语音识别算法，让学生亲身体验人工智能背后的逻辑流程，将抽象的“输入—处理—输出”模型具体化，进一步加深对“人工智能离不开算法”的理解，同时锻炼学生的逻辑思维和表达能力。 2. 实践任务 2：模拟人脸识别算法（拓展实践） （1） 任务要求 结合教材中人脸识别的算法，小组合作，模拟“人脸识别解锁”的过程。给定 3 个人物的人脸特征信息（如下表），请小组设计人脸识别算法的步骤，模拟“输入—处理—输出”的过程，用文字或图表梳理步骤，确保符合算法的三个特点，同时体会算法在人脸识别中的核心作用。 （2） 出示人脸特征信息表 人物姓名 关键人脸特征 是否允许解锁 小明 单眼皮、高鼻梁、嘴角有小酒窝 是 小红 双眼皮、塌鼻梁、无酒窝 是 陌生人 双眼皮、高鼻梁、无酒窝 否 （3） 小组实践 学生分组合作，梳理人脸识别算法步骤，模拟“采集图像—提取特征—对比特征—输出结果”的过程，教师巡视指导，重点关注学生是否能清晰区分“处理”环节的具体操作，是否能体现算法的可重复性。 （4） 成果展示与评价 师：哪个小组先来分享你们模拟的人脸识别算法步骤？ 生 1：我们小组设计的算法步骤是：第一步，输入（采集当前人脸图像）；第二步，处理（提取当前人脸的关键特征，比如眼皮类型、鼻梁高低、是否有酒窝，然后将提取的特征与数据库中的三个人物特征逐一对比）；第三步，输出（如果与小明或小红的特征完全匹配，就输出“解锁成功”；如果与陌生人的特征匹配，或与数据库中所有人都不匹配，就输出“解锁失败”）。这个算法可以重复使用，每次采集不同的人脸图像，都会按照同样的步骤对比，最终得到明确的结果。 师：非常好！步骤完整，逻辑清晰，不仅模拟了“输入—处理—输出”的过程，还体现了算法的三个特点，尤其在“处理”环节，详细梳理了特征提取和对比的过程，贴合人脸识别的实际运作逻辑。 生 2：我们小组用文字 + 简单图示的方式梳理了步骤： 1. 输入：拍摄人脸照片（图示：相机拍摄人脸）； 2. 处理：① 提取照片中人脸的关键特征；② 与数据库中的特征进行对比（图示：特征列表对比）； 3. 输出：匹配成功 解锁，匹配失败 提示“无法解锁”。 师：这个呈现方式很有创意！图文结合，让算法步骤更直观，也准确把握了人脸识别算法的核心，说明大家已经理解了算法在人工智能中的运作过程。 （5） 小结 师：通过这两个实践任务，我们模拟了人工智能中两种常见的算法，进一步巩固了“人工智能离不开算法”的认知，也提升了我们的逻辑梳理和步骤规划能力。其实，人工智能算法并不神秘，它就是按照明确的步骤，完成“输入—处理—输出”的过程，而这也是所有算法的核心逻辑。 （4） 拓展延伸，理性看待人工智能算法的影响 1. 小组讨论 结合教材内容和自己的生活体验，小组讨论：人工智能算法给我们的生活带来了哪些便利？又存在哪些潜在的风险？我们应该如何正确使用人工智能，做人工智能的主人？（小组讨论 2 分钟） 2. 全班交流 师：谁来分享一下人工智能算法带来的便利？ 生 1：智能语音助手能帮我们快速查询信息、播放内容，解放双手，很方便。 生 2：人脸识别能快速解锁手机、支付，不用记密码，节省时间，还很安全。 生 3：智能推荐能帮我们找到喜欢的学习资源、商品，提升我们的使用体验。 生 4：智能机器人能帮我们打扫卫生、辅导学习，减轻家长和老师的负担。 师：大家说得非常全面！人工智能算法给我们的生活、学习、工作带来了很多便利，让我们的生活更高效、更便捷。那它存在哪些潜在的风险呢？ 生 1：人脸识别需要采集我们的人脸信息，可能会泄露个人隐私，比如被不法分子利用。 生 2：有些人工智能算法可能会有偏见，比如推荐算法一直给我们推同类内容，让我们视野变窄；还有的算法可能会推不好的内容，影响我们的学习。 生 3：过度依赖人工智能，比如遇到问题就找智能助手，可能会让我们变得懒惰，不爱思考。 3. 教师引导 师：大家观察得非常仔细，也很有思考！人工智能算法本身没有好坏，关键在于我们如何使用它。针对这些潜在的风险，我们应该怎么做呢？ 生 1：保护好自己的个人信息，不随意泄露人脸、身份证号等敏感信息，不随便授权人工智能产品采集个人数据。 生 2：理性看待人工智能推荐，主动浏览不同类型的内容，避免陷入“信息茧房”，培养自己的独立思考能力。 生 3：合理使用人工智能，不依赖智能助手解决所有问题，遇到学习上的难题，先自己思考，再寻求人工智能的帮助。 生 4：发现人工智能算法有不好的内容推荐时，及时关闭推荐，或者告诉老师、家长。 师：大家说得都非常好！人工智能算法是科技发展的产物，它给我们带来便利的同时，也存在一定的风险。我们要学会正确使用人工智能，既要享受它带来的便利，也要提高警惕，保护好个人信息，理性看待算法的影响，不依赖、不盲从，做人工智能的主人，让人工智能算法为我们的学习和生活服务。 （5） 课堂小结，梳理收获 1. 师生共同梳理 师：今天我们学习了《人工智能离不开算法》，谁能说说，我们今天都学到了什么？（指名学生发言，教师补充完善） 生 1：我们知道了算法是人工智能的核心支撑，没有算法，人工智能就无法运作。 生 2：我们了解了人工智能中算法的运作过程，就是“输入—处理—输出”，还巩固了算法“步骤明确、可重复、有结果”的特点。 生 3：我们分析了智能语音助手、人脸识别、智能推荐三个人工智能案例，知道了每个案例中算法的作用。 生 4：我们动手模拟了语音识别和人脸识别算法，学会了梳理人工智能算法的步骤。 生 5：我们还知道了人工智能算法带来的便利和潜在风险，学会了正确使用人工智能，保护个人信息。 2. 教师总结 师：大家总结得非常全面！今天我们通过复习回顾、案例探究、动手实践，理解了“人工智能离不开算法”的核心观点，感知了人工智能中算法的运作过程，也学会了理性看待人工智能算法的影响。算法就像人工智能的“大脑”，指挥着人工智能完成各种任务，而人工智能的发展，也离不开算法的不断优化和升级。 希望大家课后能继续观察生活中的人工智能产品，思考它们背后的算法运作过程，进一步感受算法与人工智能的魅力，培养自己的算法思维和创新意识，努力学习信息技术知识，未来也能参与到人工智能的发展中，用科技改变生活。 3. 布置作业 （1） 观察生活中的一种人工智能产品（如智能音箱、人脸识别门禁、在线翻译），梳理它背后的算法运作过程，用文字或图表记录下来，下节课和大家分享。 （2） 完善课堂上模拟的人脸识别算法步骤，补充详细的“处理”环节操作，尝试结合生活实际，优化算法步骤，让它更贴合实际应用。 （3） 和家长一起讨论：人工智能算法给家庭生活带来了哪些变化？我们应该如何安全、合理地使用人工智能产品？记录 1-2 条讨论心得。 2 学科网（北京）股份有限公司 $