第3课《初窥人工智能中的算法》教学设计-2026-2027学年北京版信息技术五年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦“人工智能中的算法”核心知识点，通过手机人脸识别、语音助手等学生熟悉的AI场景互动导入，串联前两节课的生活算法感知与历史算法溯源，构建“生活—历史—前沿科技”完整知识闭环。 此资料特色在于拆解人脸识别、导航规划等AI案例简化算法步骤培养计算思维，引导客观分析AI算法优势与局限落实信息社会责任，低门槛设计帮助学生理解AI本质，为教师提供清晰教学框架，提升课堂效率与学生科技认知。

《初窥人工智能中的算法》教学设计-2026-2027学年北京版（新教材）小学信息技术五年级全一册 1、 教学背景 前两节课学生依次完成了生活化算法感知、算法历史溯源两大模块学习，牢固掌握算法定义、三大核心特征、古今发展脉络，能够独立拆解事务执行步骤，具备扎实的算法基础理论储备。本课作为主题1收官课程，聚焦人工智能场景下的算法应用，属于算法知识在前沿科技领域的落地延伸。五年级学生日常频繁接触人脸识别、语音助手、拍照识图、短视频推荐等AI产品，有充足的生活体验，但完全不了解这些智能功能背后由算法驱动运行，容易将人工智能等同于“机器自动思考”，存在认知误区。本节课依托学生熟知的AI产品拆解底层算法逻辑，纠正认知偏差，打通“生活算法—历史算法—前沿科技算法”完整知识闭环，同时为下一单元学习算法流程图规范描述做好收尾铺垫。 2、 教材分析 本课为北京版2026新版五年级信息技术五年级全一册第一单元《算法的描述》主题1第三课时《初窥人工智能中的算法》，是主题1收官总结课，完成算法从过去、现在到前沿未来应用的完整体系构建。教材内容分为四个逻辑板块：第一板块辨析人工智能通俗概念，点明AI并非机器拥有自主思想，而是依靠预设复杂算法批量运算实现模拟智能；第二板块列举小学生高频接触的六大AI场景：人脸识别解锁、语音识别助手、图像分类识别、导航路径规划、输入法智能联想、视频内容个性化推荐；第三板块对每个AI案例拆解背后简化版算法执行步骤，让学生看清智能功能本质仍是有序有限的程序步骤；第四板块进行主题1整体复盘，串联三节课全部知识点，构建单元知识思维导图。 教材编写坚持低门槛、重感知、轻代码的原则，不涉及机器学习、神经网络等专业术语深度解读，只做通俗化原理拆解，核心目标是让学生明白人工智能的底层支撑依旧是算法，完成整个主题知识闭环，兼具科技科普、逻辑巩固、单元复盘三重功能。 3、 核心素养教学目标 （1） 信息意识 能够辨识生活中常见的人工智能应用场景，区分真实人工智能与普通自动程序，主动探究智能产品背后的技术原理，提升对数字化智能工具的理性认知。 （2） 计算思维 1. 理解核心逻辑：人工智能的所有智能行为，本质都是计算机执行一套或多套复杂算法； 2. 能够拆解教材列举的人脸识别、语音助手等AI应用的简化算法执行流程； 3. 串联主题1三节课知识点，搭建“生活算法—古代算法—AI算法”完整知识框架，形成系统化逻辑思维。 （3） 数字化学习与创新 学会拆解智能工具运行的分步逻辑，尝试用自然语言描述科技类算法的执行过程，迁移运用算法拆解方法分析更多数字化软件功能。 （4） 信息社会责任 客观看待人工智能技术的优势与局限性，明白AI依靠算法运行存在数据依赖、识别误差等不足，理性使用智能工具，树立科学、辩证的科技观。 4、 教学重难点 （1） 教学重点 1. 理解人工智能依托算法运行的底层逻辑，破除“机器自主思考”的认知误区； 2. 拆解教材中人脸识别、语音识别、导航规划三个核心AI案例的简化算法步骤； 3. 复盘主题1三课时完整知识体系，梳理单元算法整体脉络。 （2） 教学难点 1. 抽象理解多套算法叠加完成复杂人工智能任务的运行模式； 2. 辩证看待人工智能算法的优势与局限性。 5、 教学过程 （1） 课堂导入：趣味互动，直击人工智能生活场景 教师以全员参与的问答互动开启课堂，调取学生日常使用智能设备的生活经验： T：大家平时用手机解锁的时候，除了输入密码还会用哪种方式？ S1：人脸识别、指纹解锁。 T：那对着手机说话让它设置闹钟、查天气，这个功能叫什么？ S2：语音助手。 T：这些神奇的智能功能都属于人工智能，很多同学觉得是手机自己“变聪明了”，其实背后有一套看不见的运行规则，也就是我们前两节课一直在研究的算法。今天我们学习主题1最后一课《初窥人工智能中的算法》，一起揭开AI背后算法的神秘面纱。 设计意图：从学生每日高频使用的手机智能功能切入，快速拉近课堂内容与学生生活的距离，抛出认知误区，激发探究底层原理的学习兴趣，顺利导入新课。 （2） 新知讲授一：研读教材定义，厘清人工智能与算法的关系 教师带领学生精读教材对人工智能的通俗定义原文，逐句拆解核心内涵，并穿插师生互动辨析误区： 教材原文：人工智能（AI）并不是机器拥有人类一样的独立思考能力，而是工程师提前编写大量有序、有限的计算机算法，设备接收外界数据后，按照预设算法自动运算、做出对应反馈，模拟人类的判断、识别、选择等行为。 教师分层解读+互动提问： 1. 破除最大认知误区 T：人工智能可以自己凭空创造一套新算法吗？ S3：不可以，都是人们提前编写好的。 教师重点板书核心结论：AI没有自主意识，所有智能表现=算法+数据运算。 2. 关联算法三大特征 T：AI后台运行的程序步骤，是否符合我们学过的有序性、有限性、确定性？ S4：符合，都是按顺序执行，运算完毕就结束，指令固定唯一。 教师搭建逻辑等式：人工智能底层核心 = 复杂升级版计算机算法，打通新旧知识点关联。 设计意图：严格依托教材官方通俗定义进行解读，直击学生最容易产生的认知错误，用问答强化AI与算法的从属关系，筑牢本节课理论根基。 （3） 新知讲授二：逐一对标教材AI案例，拆解背后简化算法流程 这是本节课核心教学板块，教师完全按照教材罗列的六大人工智能应用场景，选取重点三个进行分步拆解，每个案例均提炼简化算法步骤，同步设置课堂提问。 案例1：教材核心案例1 手机人脸识别解锁 教材简化算法执行步骤原文： 1 摄像头采集面部图像数据 2 算法比对采集图像与手机预先储存的面部特征点 3 比对相似度达到设定阈值→执行解锁指令；相似度不足→返回重新采集图像 教师讲解互动： T：这套人脸识别算法有没有固定顺序？可以先比对再拍照吗？ S5：不行，必须先采集图片才能对比。 教师小结：完整流程严格遵循有序性，最终无论解锁成功还是失败都会终止程序，满足有限性特征，再次印证AI运行本质是算法。 案例2：教材核心案例2 智能语音助手（如手机语音播报、翻译） 教材简化算法执行步骤原文： 1 麦克风收录人声语音声波信号 2 算法将声波转化为文字指令 3 系统匹配对应指令执行任务（查天气、定闹钟、打开软件等） 教师设问：如果说话表述模糊，算法识别就会出错，这体现了算法哪一项特征？ 学生集体回答确定性，教师补充讲解：指令输入模糊，算法无法精准判定，就会输出错误结果。 案例3：教材核心案例3 地图APP路线智能导航 教材简化算法执行步骤原文： 1 输入起点位置与终点目的地 2 导航算法遍历所有可通行道路 3 计算每条路线距离、红绿灯、拥堵程度等数据 4 筛选综合最优路线进行展示与实时播报 教师拆解多算法叠加逻辑：导航功能不是单一一套算法完成，而是路径计算算法、路况检测算法、实时更新算法共同协作运行，让学生感知复杂AI由多组算法组合构成，适度突破教学难点。 剩余教材中的图片识别、输入法联想、短视频推荐三个案例，教师口述步骤，让学生课后自主梳理即可，把控课堂主次重点。 设计意图：紧扣教材指定AI案例拆解简化运算流程，始终回扣算法三大核心特征，让学生清晰感知前沿科技依旧没有脱离算法底层逻辑，完成计算思维深度落地。 （4） 新知讲授三：教材拓展板块——客观看待AI算法的优势与局限 教材本板块客观阐述人工智能算法的两面性，教师带领学生研读文本内容，并开展思辨式问答： 教材原文表述：人工智能算法可以高速处理海量重复数据，效率远超人工；但算法依赖前期录入的数据，数据存在偏差、样本不足时，AI就会出现识别错误、判断片面等问题，无法完全替代人类思考。 互动思辨提问： 1.人脸识别在光线很暗的时候识别失败，是什么原因？（数据采集不完整，算法判定偏差） 2.推荐算法长期推送同类视频，会造成信息单一，这是算法的优势还是局限？ 通过简短思辨，引导学生理性看待智能技术，落实信息社会责任素养。 （5） 课堂收尾：教材单元复盘，构建主题1三课整体知识框架 按照教材最后复盘板块要求，教师带领学生串联主题1全部三节课内容，在黑板绘制树形思维导图主干： 主题1 算法无处不在 1. 第1课《发现身边的算法》：算法定义、三大特征、生活中的简单算法 2. 第2课《算法寻根》：算法起源、古代经典算法、千年发展历程 3. 第3课《初窥人工智能中的算法》：AI本质、AI背后的算法应用、理性看待人工智能 师生共同口头填充分支内容，完成整个单元主题知识闭环，为下一单元学习用流程图描述算法做好铺垫。 6、 课堂小结 本节课我们完成了北京版五年级信息技术第一单元主题1最后一课《初窥人工智能中的算法》的全部教材内容学习。首先通过日常手机智能功能导入人工智能话题，精读教材定义纠正了“人工智能拥有自主思考能力”的认知误区，明确AI所有智能表现都依托人工编写的复杂算法运行；其次重点拆解了教材中人脸识别解锁、语音助手、地图导航三大经典人工智能场景背后的简化算法执行步骤，再次验证所有程序都遵循算法有序、有限、确定性三大基本特征；随后研读教材辩证内容，客观分析了人工智能算法的优势与存在的局限性，树立理性科学的科技观念；最后依托教材单元复盘板块，串联《发现身边的算法》《算法寻根》《初窥人工智能中的算法》三节课完整知识点，搭建起本主题系统化知识框架。 到此，第一单元主题1“算法无处不在”三课时内容全部学习完毕，后续课程我们将学习使用自然语言、标准流程图两种方式规范描述算法，进一步深化计算思维，提升数字化问题解决能力。 2 学科网（北京）股份有限公司 $