第 18 课 分类辅助推理 教学设计 2025-2026学年人教版初中信息科技人工智能专册

该初中信息科技教学设计聚焦“分类辅助推理”核心知识点，通过展示智能垃圾分类、相册自动分类等生活场景导入，从简单分类（如奇偶判断）过渡到复杂分类（如情绪识别、图像识别），搭建由具体到抽象的学习支架。 该资料特色在于融合多维度实践活动，通过词相似度计算、文本分类器软件操作、音乐风格分类等任务，培养计算思维与数字化学习能力，引导设计读书笔记分类系统，树立合理使用AI的社会责任意识，助力教师高效教学，提升学生问题解决与创新能力。

九年级信息科技下册教学设计 课题 第 18 课 分类辅助推理 教学 目标 1.信,息.意识:能识别生活中的分类辅助推理场景，理解分类对信息处理、决策支持的重要作用。 2.计算思维:掌握分类辅助推理的基本流程，能用特征提取、模型判断的思路分析简单分类问题。 3.数字化学习与创新:能运用分类推理思想尝试解决简单生活问题，形成用智能技术处理事务的意识。 4.社会责任:客观认识分类辅助推理的优势与局限，树立合理使用人工智能技术的观念。 教学 重点 1.分类辅助推理的定义、核心流程与核心思想。 2.常见分类应用场景的原理分析与案例解读。 教学 难点 理解分类辅助推理“基于特征、依据模型、输出类别”的逻辑。 教学 过程 教 学 内 容 与 师 生 活 动 设计意图和 关注的学生 情景导入 展示三组生活图片:智能垃圾分类设备自动识别垃圾类别、手机相册自动分类人物/风景、购物软件自动分类商品类型。 新授课 一、分类简介 计算机处理的所有任务，归根结底都是对数值的运算。分类任务也不例外，但根据数据的复杂程度，实现方式会有所不同。 有些分类任务落实到数值运算时，比较简单。例如，要把 0 到 99 分成奇数和偶数，可以参考以下的代码完成。 # 0 到 99 nums = range(0,100) # 偶数能被 2 整除 evens = [x for x in nums if x % 2 == 0 ] # 奇数不能被 2 整除 odds = [x for x in nums if x % 2 != 0 ] 有些分类任务落实到数值运算时，则非常复杂。例如，将“欢呼”归类为高兴还是悲伤情绪，需要进行复杂的相似度运算。 对于简单分类任务，例如，判断一个数的正负，计算机只需进行基本的数值比较，即可快速得出结果。奇偶性判断是典型的简单分类问题，通过取模运算即可实现分类。 学习活动1 计算相似度，对词进行分类 已知：欢呼（0.7，0.2）、高兴（0.8，0.1）、悲伤（-0.3，0.6） 1　 参照表 18.1，分别计算“欢呼”与“高兴”“悲伤”的相似度。 相关词 2　 计算过程 欢呼 - 高兴 3　 = 欢呼 - 悲伤 4　 ②计算的结果越小，表示越相关，因此从这个指标看，“欢呼”与（□ 高兴 □ 悲伤）更相似。 ③综上分析，应该把“欢呼”划分到 类别中。 2、 基于分类的智能应用 尽管实现方式可能千差万别，但很多人工智能任务都可以归结为分类任务，如识别手写数字、看图识物、识别垃圾邮件等。 在手写数字识别中，图像被转化为数值矩阵，每个像素对应一个数值。通过多层人工神经网络提取数字形状特征，并判断图像中的数字类别。 在图像识别中，需要先将图像转换为数值矩阵，再通过多层人工神经网络等模型进行大量矩阵运算和函数变换，提取特征后才能完成分类。 在垃圾邮件识别时，先将邮件内容转化为数值特征，如统计“免费”“优惠”等单词频次，构建数值向量。然后用分类算法计算这些数值向量，进而判断是垃圾邮件还是正常邮件。 学习活动2 通过计算，对文本进行自动分类 1　 运行配套资源中的《文本分类器》软件。 2　 输入一段文本后单击“开始分析”按钮，对文本进行分类。分析完成后， 软件就会给出相应的类别（图 18.1）。 教师可以借助《文本分类器》软件，引导学生直观感受智能分类在现实生活中的广泛应用。 在活动中，鼓励学生尝试输入含有不同情感色彩的文本，观察分类结果的变化，并思考影响分类效果的因素，如词汇选择、语境及表达方式等，从而帮助他们建立对机器学习中特征提取与模式识别的初步认识。 同时，可组织学生讨论分类器可能存在的偏差或误判情况，培养其批判性思维和技术反思能力。 学习活动3 根据音乐风格进行自动分类 (1) 运行配套资源中的《音乐风格分类器》软件。 (2) 选择一个音乐文件，窗口会自动显示相应的分析图。 (3) 单击“开始分析”按钮，生成分类结果（图 18.2）。 图 18.2音乐风格分类结果 音频波形图和梅尔频谱图是展示音频特征的两种主要形式。音频波形图可以反映音量、节奏等时域特征。梅尔频谱图则反映了音频的频域特征，能更好地捕捉音调、音色等信息。 拓展与提升 学校图书馆计划引入一套智能分类系统，用于归类同学们提交的读书笔记（如文学、历史、科普等类别）。 结合本课所学的分类思想与技术，设计一个简单的“读书笔记智能分类系统”方案，包括：如何将文本信息转化为可计算的数据特征？可采用哪些方法判断文本与类别之间的相似度？ 尝试绘制该智能分类系统的流程图，思考可能遇到的问题及改进办法。 板 书 设 计 一、分类简介 二、基于分类的智能应用 教 学 反 思 1 学科网（北京）股份有限公司 $