第一单元 走进人工智能——畅想未来智慧城市 项目分析 导学案 2026-2027学年苏科版初中信息科技九年级上册

该初中信息科技导学案围绕“走进人工智能——畅想未来智慧城市”项目分析展开，引导学生认识人工智能基础内涵与核心特征，了解智慧城市典型应用场景，掌握项目分析基本方法。通过课前预习（基础概念填空、生活观察）与课中情境对比（传统与智慧城市）、小组协作探究，构建从感知到深度分析的学习支架，衔接知识脉络。 资料以项目式学习为核心，通过分组探究智能交通等五大场景、实战分析“未来智能校园”项目，培养计算思维与数字化学习创新能力。习题设计梯度分明，从基础认知到生活应用再到伦理思辨，引导学生辩证看待AI利弊，强化信息社会责任，助力核心素养落地。

初中信息“导·学·练”课堂导学案 年级 科目 信息 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 第一单元 走进人工智能——畅想未来智慧城市 项目分析 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据初中信息科技课程标准，本课要求学生认识人工智能的基础内涵与核心特征，了解人工智能技术在智慧城市中的典型应用场景。能够结合生活实例辨析智能技术的价值，初步掌握项目分析的基本方法，学会结合城市生活需求梳理智能改造思路，树立合理运用人工智能技术的意识，提升数字化问题分析与创新实践能力。 学习目标 信息意识：感知AI与智慧城市的融合价值，主动发现生活中的智能应用。 计算思维：梳理智慧城市运行逻辑，初步建立技术赋能生活的思维模型。 数字化学习与创新：依托资料探究、小组协作，尝试构思智慧城市创新方案。 信息社会责任：辩证看待人工智能利弊，树立安全、合规、理性的技术应用观念。 重难点 重点：理解人工智能与智慧城市的关联，掌握智慧城市交通、民生、社区等典型应用场景，学会基础的项目分析流程。 难点：结合城市生活痛点，精准分析智能技术的应用价值，合理构思兼具实用性与创新性的智慧城市优化方案，辩证思考人工智能应用的伦理与边界问题。 学习过程 （一）课前预习案 课前预习是学生自主建构知识、衔接课堂学习的重要基础，能够帮助学生提前感知单元主题，积累基础认知，降低课堂探究难度。本预习案以基础认知、生活观察、初步思考为核心，通过梯度习题引导学生自主梳理人工智能与智慧城市的基础知识点，结合生活实际开展观察思考，为课中深度探究做好铺垫。 任务一：基础概念认知填空 1. 人工智能是一门融合计算机科学、数学、心理学等多学科的新兴技术，核心是让机器模拟人类的________、________、________、决策等智能行为。 2. 智慧城市是以________为核心支撑，依托大数据、物联网、人工智能等技术，实现城市管理、民生服务、生态环保等领域智能化升级的新型城市发展模式。 3. 人工智能技术应用于智慧城市的核心目的是________、________、提升城市运行效率、改善居民生活品质。 4. 常见的智慧城市应用场景主要包含智能交通、________、智慧社区、________、智慧政务五大核心领域。 5. 单元项目“畅想未来智慧城市”的核心学习目标是学会________、分析技术应用价值、________智能城市创新方案。 任务二：生活观察与简答题 1. 结合日常生活，列举3个你身边的人工智能智能应用案例，简要说明其应用场景和作用。 2. 对比传统城市生活模式，简单说说智能化城市生活带来了哪些直观改变？至少写出两点。 3. 结合自己的认知，简单概括人工智能与智慧城市之间的关系。 任务三：预习疑问梳理 通过自主预习，你在人工智能认知、智慧城市应用、项目分析方法等方面存在哪些疑问？请逐条记录下来，留待课堂探究解决。 ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 任务四：前置思考拓展 1. 传统城市在交通出行、社区管理、环境治理、政务办理等方面存在哪些常见问题？ 2. 你认为人工智能技术可以解决上述哪些城市问题？请简单说明理由。 3. 畅想一下，未来智慧城市还可以新增哪些便捷的智能服务功能？ 课前预习小结：通过自主预习，我基本掌握了________等基础知识点，对________存在疑惑，本节课将重点聚焦该问题进行探究学习。 （二）课中探究案 课中探究案以项目式学习为核心，贴合教材“走进人工智能——畅想未来智慧城市”项目分析主题，遵循“情境导入—合作探究—重难点突破—项目分析—总结提升”的学习流程，通过分层任务、小组协作、问题探究、实战分析等形式，引导学生深度参与课堂，突破重难点，掌握项目分析的完整方法，落实核心素养培养目标。 探究模块一：情境感知，初识项目主题 【情境素材】展示传统城市与智慧城市对比场景：传统人工交通指挥、线下排队政务办理、人工社区巡查、人工环卫清扫；智慧城市AI交通调度、线上智能政务、人脸识别社区门禁、无人环卫作业、智能环境监测等场景。结合素材完成以下探究问题。 1. 对比两组城市场景，说一说传统城市运行存在哪些短板？智慧城市的核心优势体现在哪里？ 2. 观察所有智慧城市场景，找出其中运用到人工智能技术的应用，总结人工智能在智慧城市中的核心作用。 3. 结合单元主题，思考本单元“畅想未来智慧城市”项目的核心探究任务是什么？我们需要通过项目学习掌握哪些能力？ 小组讨论记录：________________________________________________________________ 小组代表总结：________________________________________________________________ 探究模块二：深度辨析，掌握核心概念 结合教材知识点，通过自主思考+小组互助，精准辨析核心概念，夯实理论基础，为项目分析提供知识支撑。 【探究问题1】完整阐述人工智能的核心内涵，结合实例说明人工智能“模拟人类智能”的具体体现。 【探究问题2】什么是智慧城市？智慧城市的建设离不开哪些核心信息技术？各技术发挥什么作用？ 【探究问题3】判断下列场景是否属于人工智能赋能智慧城市应用，是的打√，不是的打×，并说明理由。 （1）红绿灯固定时间交替通行（ ）理由：________________ （2）AI摄像头自动识别交通违章、疏导车流（ ）理由：________________ （3）社区智能门禁人脸识别进出（ ）理由：________________ （4）人工打扫城市道路卫生（ ）理由：________________ （5）智能系统自动监测城市空气质量、水质并预警（ ）理由：________________ 探究模块三：分类探究，梳理智慧城市场景应用 教材将智慧城市核心应用分为五大板块：智能交通、智慧民生、智慧社区、智慧环保、智慧政务。全班分为五个探究小组，每组负责一个板块，开展专项探究，完成对应任务，最终汇总成果。 小组1：智能交通探究 1. 列举生活中智能交通的AI应用案例：________________ 2. 人工智能技术如何解决传统交通拥堵、违章难监管、出行效率低等问题？ 3. 畅想未来智能交通还可以实现哪些智能化功能？ 小组2：智慧民生探究 1. 智慧民生涵盖医疗、教育、购物、出行服务等领域，分别列举对应AI应用案例。 2. 智能民生服务给居民生活带来了哪些便利？对比传统民生服务模式，优势是什么？ 3. 智慧民生服务在使用过程中可能存在哪些问题？ 小组3：智慧社区探究 1. 你所在的社区有哪些智能化设施？运用了什么人工智能技术？ 2. 人工智能如何实现社区安防、人员管理、便民服务的智能化升级？ 3. 如何优化智慧社区功能，让社区生活更安全、便捷？ 小组4：智慧环保探究 1. 人工智能技术在城市空气监测、水质监测、垃圾处理、噪音治理中的应用有哪些？ 2. 传统城市环保治理存在效率低、监测不及时、覆盖面窄等问题，AI技术如何优化解决？ 3. 智慧环保对城市可持续发展有什么重要意义？ 小组5：智慧政务探究 1. 列举线上智能政务办理的常见应用：________________ 2. 智能政务相比线下人工办理，大幅简化了哪些流程、提升了哪些效率？ 3. 全民普及智慧政务需要解决哪些问题？ 小组汇总成果 各小组依次展示探究成果，全班共同梳理总结：人工智能赋能智慧城市的五大应用领域，均围绕________、________的核心目标，解决传统城市运行的各类痛点，实现城市智能化升级。 探究模块四：核心突破，学习项目分析方法 本节课核心项目任务是完成“畅想未来智慧城市”项目分析，掌握项目分析的完整流程，能够独立完成简单智能项目的分析与构思。结合教材内容，完成以下梯度探究任务，掌握项目分析核心方法。 【任务1】明确项目分析的四大核心步骤 1. 项目需求分析：梳理________，明确项目要解决的城市问题。 2. 技术支撑分析：分析________，明确实现智能改造所需的AI及信息技术。 3. 应用场景分析：规划________，确定智能技术的落地使用场景。 4. 价值与风险分析：预判项目的________，同时分析技术应用的潜在风险与伦理问题。 【任务2】实战项目分析：以“未来智能校园”为微型项目，完成完整项目分析 1. 需求分析：传统校园在管理、学习、安全、服务方面存在哪些痛点？ 2. 技术分析：可以运用哪些人工智能技术优化校园场景？ 3. 场景设计：AI技术可落地在校园哪些场景？具体实现什么功能？ 4. 价值与风险：智能校园的建设价值是什么？存在哪些隐私、安全风险？如何规避？ 探究模块五：思辨提升，认知AI技术利弊与伦理边界 人工智能为智慧城市建设带来巨大便利，但同时也存在一定隐患。结合生活案例，开展思辨探究，树立正确的信息社会责任。 1. 结合智慧城市各类应用，说说人工智能技术应用的优势有哪些？ 2. 人工智能赋能智慧城市过程中，可能存在哪些隐私泄露、技术滥用、安全漏洞等问题？ 3. 作为新时代青少年，我们应当如何理性、合规、负责地使用人工智能技术？ 4. 结合项目设计要求，思考在设计未来智慧城市方案时，需要坚守哪些伦理原则？ 探究模块六：课堂总结与项目初步构思 1. 课堂知识梳理：本节课我掌握了________________等知识点，学会了________________的项目分析方法。 2. 项目初步构思：结合本节课所学，初步确定自己未来智慧城市创意设计的核心方向，明确想要优化的城市场景、运用的技术、实现的功能。 3. 遗留问题梳理：本节课仍未解决的疑问：________________，后续将通过自主查阅资料、小组讨论、请教老师解决。 板书设计 第一单元 走进人工智能——畅想未来智慧城市（项目分析） 1. 核心概念 人工智能：模拟人类智能的计算机技术 智慧城市：AI+大数据+物联网 赋能城市智能化升级 2. 五大应用场景 智能交通、智慧民生、智慧社区、智慧环保、智慧政务 3. 项目分析四步法 需求分析→技术分析→场景分析→价值风险分析 4. 核心素养 善用智能技术、辩证看待利弊、坚守信息伦理 参考答案 （一）课前预习案答案 任务一：基础概念认知填空 1. 感知、思考、学习 2. 人工智能技术 3. 简化生活流程、节约社会资源 4. 智慧民生、智慧环保（答案顺序可互换） 5. 分析城市痛点、设计创新 任务二：生活观察与简答题 1. 示例：①人脸识别解锁手机，用于日常设备解锁，便捷安全；②智能语音助手，实现语音查询、操控设备；③智能导航，实时规划路线、规避拥堵，提升出行效率。 2. 示例：①办事无需线下排队，线上即可办理，节省时间；②城市管理更精准、高效，减少人工失误；③生活服务更智能、便捷，提升生活舒适度。 3. 人工智能是智慧城市建设的核心技术支撑，智慧城市是人工智能技术落地应用的重要载体，人工智能通过赋能城市各领域，实现智慧城市的智能化运行与发展。 任务四：前置思考拓展 1. 示例：交通拥堵、违章监管难；社区安防薄弱、人工管理效率低；环保监测滞后、污染治理不及时；政务办理流程繁琐、耗时久。 2. 示例：AI智能调度可缓解交通拥堵，AI监测可及时发现环境污染，智能政务系统可简化办事流程，人工智能可有效解决上述城市管理痛点。 3. 示例：智能应急救援系统、智能城市垃圾分类管控、无人智能配送、智慧养老服务等。 （二）课中探究案答案 探究模块一：情境感知，初识项目主题 1. 传统城市短板：人工管理效率低、办事繁琐、资源浪费、监管滞后、服务单一。智慧城市优势：智能化、高效化、便捷化、精准化，节约人力物力，提升城市运行质量和居民生活品质。 2. 应用：智能交通调度、AI违章识别、人脸识别门禁、智能环境监测、线上智能政务等。核心作用：替代人工重复工作、精准监测管控、优化资源配置、便捷民生服务。 3. 核心探究任务：分析城市发展痛点，探究人工智能在智慧城市中的应用，设计未来智慧城市创新方案。需掌握：项目分析方法、智能技术应用认知、创新设计与思辨能力。 探究模块二：深度辨析，掌握核心概念 1. 人工智能是依托计算机技术，让机器模拟人类感知、学习、思考、判断、决策等智能行为的技术。体现：人脸识别模拟人类视觉识别、语音助手模拟人类听觉与语言交流、智能规划模拟人类思考决策。 2. 智慧城市是依托人工智能、大数据、物联网、云计算等技术，实现城市管理、服务、环保、政务等领域智能化升级的新型城市。物联网负责数据采集，大数据负责数据分析，人工智能负责智能决策，云计算提供技术算力支撑。 3. （1）× 无智能判断与自适应调整，属于固定程序运行，无AI智能；（2）√ 机器自主识别、判断、调度，模拟人类智能；（3）√ 人工智能人脸识别技术，智能识别身份；（4）× 纯人工操作，无智能技术参与；（5）√ AI智能监测、自动预警，实现智能管控。 探究模块三：分类探究，梳理智慧城市场景应用 小组1：智能交通 1. 智能红绿灯、AI违章抓拍、智能导航、无人公交、车流智能调度系统。 2. 通过AI实时监测车流、人流，自适应调整红绿灯时长，缓解拥堵；智能摄像头自动识别违章，实现全天候监管；智能导航精准规划路线，减少出行耗时。 3. 示例：全自动无人通勤车队、智能应急交通疏导、AI预判交通拥堵提前调度。 小组2：智慧民生 1. 医疗：线上问诊、AI智能诊断；教育：线上智慧课堂、AI作业批改；生活：智能外卖配送、无人超市。 2. 优势：打破时间、空间限制，服务更便捷高效；减少人工排队等待，节约时间成本；服务覆盖面更广，惠及更多居民。 3. 问题：个人隐私泄露风险、技术操作门槛较高、部分智能服务精准度不足、网络故障导致服务中断。 小组3：智慧社区 1. 人脸识别门禁、智能监控、智能快递柜、社区智能广播、高空抛物监测系统。 2. AI监控实现24小时安防巡查，及时发现安全隐患；人脸识别门禁杜绝外来人员随意进出，提升社区安全性；智能设备简化社区服务流程，提升管理效率。 3. 新增智能养老监测、智能垃圾分类提醒、社区智能报修系统，完善社区智能服务体系。 小组4：智慧环保 1. AI空气质量监测仪、水质智能监测系统、智能垃圾分拣设备、噪音智能监测终端。 2. AI设备可24小时不间断自动监测，数据实时上传、异常自动预警，监测覆盖面广、精准度高，弥补人工监测效率低、滞后性强的问题，提升环保治理效率。 3. 有效改善城市生态环境，实现精细化环保治理，推动城市绿色可持续发展，提升居民居住环境质量。 小组5：智慧政务 1. 线上社保办理、网上营业执照申领、线上政务咨询、不动产线上登记。 2. 无需线下跑腿、无需多次提交材料，线上一键办理，简化办事流程，缩短办理时间，提升政务服务效率，降低办事成本。 3. 解决老年人等群体操作困难问题、完善网络安全保障、简化操作界面、普及智能政务使用知识。 小组汇总成果：便捷生活、高效治理 探究模块四：核心突破，学习项目分析方法 【任务1】1. 城市现存问题与项目需求；2. 所需核心信息技术；3. 技术落地应用场景；4. 应用价值、社会效益 【任务2】1. 痛点：校园安全监管有盲区、教务管理繁琐、学生学习服务单一、后勤服务效率低。 2. 人脸识别技术、AI视频监测、大数据数据分析、智能语音技术。 3. 场景：校园人脸识别门禁、AI课堂行为分析、智能后勤报修、校园安全智能巡查。功能：保障校园安全、优化教学管理、提升后勤服务效率。 4. 价值：实现校园智能化管理，提升校园安全系数，优化教学与服务质量。风险：学生人脸信息隐私泄露、技术故障导致管理漏洞。规避：规范数据存储使用、定期维护设备、完善人工兜底机制。 探究模块五：思辨提升，认知AI技术利弊与伦理边界 1. 优势：提升城市管理效率、便捷居民日常生活、节约社会人力物力资源、实现精准化治理、推动城市数字化发展。 2. 问题：人脸、出行、生活数据等隐私信息泄露；智能技术过度依赖导致人工能力退化；技术漏洞引发安全隐患；部分智能应用存在技术歧视、精准度不足等问题。 3. 主动学习智能技术知识，合理运用AI辅助学习与生活；不滥用智能技术，遵守网络与信息安全规则；树立思辨意识，理性看待技术利弊；主动维护信息安全与公共利益。 4. 坚守隐私保护、安全合规、公平公正、以人为本的原则，技术服务于人，杜绝技术滥用，兼顾实用性与安全性。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $