第一单元 走进人工智能 —— 畅想未来智慧城市 - 探索 1 无处不在的人工智能导学案 2026-2027学年苏科版信息科技九年级全一册

该初中信息科技导学案围绕“无处不在的人工智能”展开，引导学生掌握人工智能的基本概念、核心能力及应用场景，区分其与传统信息技术的差异。通过课前预习案的基础习题自主感知知识，课中探究案以案例分析和小组合作为支架，衔接预习内容层层递进，深化理解。 资料特色在于融合课前预习与课中深度探究，题型涵盖分层习题、案例分析及实践设计，助力学生提升信息意识，培养计算思维与数字化学习创新能力。强调辩证分析AI利弊，树立伦理安全观念，有效落实核心素养，便于教师开展教学与评估。

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 - 探索 1 无处不在的人工智能 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 结合信息科技新课标要求，学生能够感知生活中无处不在的人工智能应用，了解人工智能的基本概念与核心特征，识别智慧城市中的AI应用场景。通过案例探究、实践分析，初步掌握人工智能技术的应用逻辑，树立人工智能应用的安全意识与伦理观念，提升数字化生活适应能力与创新思维，为设计智慧城市方案奠定基础。 学习目标 信息意识：敏锐发现生活与城市中的人工智能应用，主动感知智能技术价值。 计算思维：简单分析AI应用的工作逻辑，梳理智能场景运行流程。 数字化学习与创新：依托案例探究，自主总结AI应用特点，尝试构思简易智能应用。 信息社会责任：辩证看待人工智能利弊，遵守智能技术应用伦理，树立安全、合规的数字观念。 重难点 教学重点：掌握人工智能的基本定义与核心特征，识别生活及智慧城市中的各类人工智能应用场景，区分智能技术与传统信息技术的差异。 教学难点：理解人工智能“感知、判断、执行”的核心工作逻辑，辩证分析人工智能应用的优势与潜在问题，结合城市需求初步思考AI技术的落地应用价值。 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，本节课预习立足教材基础内容，贴合九年级学生认知水平，以基础认知、生活观察、简单思考为核心，帮助学生提前感知人工智能相关知识，梳理疑点，为课中深度探究做好铺垫。本预习案全部以习题形式呈现，涵盖填空题、选择题、判断题、简答题、拓展思考题五大题型，全面覆盖本课基础知识点。 1. 基础填空题 （1）人工智能简称________，是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的技术科学。 （2）人工智能的核心能力主要包括感知能力、________能力和执行能力，这也是人工智能区别于传统信息技术的关键特征。 （3）日常生活中常见的人工智能应用有智能语音助手、________、人脸识别门禁、智能推荐系统等。 （4）智慧城市是运用人工智能、物联网、大数据等数字技术，对城市运行、民生服务、________等领域进行智能化升级的新型城市形态。 （5）人工智能的感知能力主要依靠各类传感器、摄像头、麦克风等设备，实现对图像、________、环境数据等信息的采集。 （6）传统信息技术主要实现数据的存储与传输，而人工智能可以对数据进行分析、________，自主做出判断与响应。 （7）智慧交通场景中，人工智能可实现红绿灯智能调控、________、交通事故智能预警等功能。 （8）人工智能的发展目标是模拟人类的________、思考、决策等智能行为，为生产生活提供便捷服务。 2. 单项选择题 （1）下列选项中，不属于人工智能应用的是（） A. 手机人脸解锁 B. 手动编辑Word文档 C. 智能导航避堵 D. 语音转文字输入 （2）人工智能区别于传统软件、传统信息技术的核心特点是（） A. 可以存储数据 B. 可以自主分析判断、智能响应 C. 可以传输信息 D. 可以展示图文内容 （3）下列不属于智慧城市核心应用领域的是（） 4. 基础简答题 （1）结合生活经验，简单写出3个你身边的人工智能应用场景。 （2）简要说说你对“人工智能无处不在”这句话的理解。 A. 仅感知能力 B. 感知、判断、执行综合能力 C. 仅执行能力 D. 仅数据存储 （3）初步区分传统信息技术和人工智能技术的不同，写出1点核心差异。 5. 预习拓展思考题 （1）观察自己所在的城市或社区，寻找1个智能化设施，记录它的功能，并思考它用到了人工智能的哪些能力。 （2）结合生活体验，大胆思考：人工智能给我们的生活带来便利的同时，可能存在哪些隐患或问题？ （3）结合本节课主题“畅想未来智慧城市”，简单构思一个你心中的智能城市小场景，简要描述其功能。 课前预习总结任务：通过以上预习习题的自主完成，梳理本节课自己无法解决的疑点问题，整理3条个人疑问，课堂上带着问题参与探究学习。例如：人工智能的判断能力是如何实现的？智慧城市还有哪些我们不熟悉的智能场景？人工智能的伦理规则具体有哪些？ （二）课中探究案 课中探究案以新课标倡导的项目式学习、探究式学习为核心，贴合教材“无处不在的人工智能”核心内容，衔接课前预习基础，层层递进开展深度探究。通过分层习题、案例分析、小组探究、辨析思考、实践构思等多种题型，引导学生深度掌握知识点，突破重难点，落实四维核心素养。本探究案题型丰富、内容详实，注重知识理解、能力提升与思维拓展，全面满足课堂深度学习需求。 1. 知识进阶填空题（深化核心概念） （1）人工智能的完整工作流程分为三个环节，依次是信息感知、________、智能执行，三个环节相互配合，实现智能化服务。 （2）智慧医疗场景中，人工智能可实现________、智能问诊、病例数据分析、就医流程优化等服务，提升医疗效率。 （3）人工智能的判断能力依托________技术和大数据资源，通过海量数据学习，实现对复杂场景的精准判断。 （4）智慧社区的智能应用包括智能门禁、________、智能垃圾分类识别、社区安防智能预警等。 （5）在智慧城市体系中，人工智能主要承担数据分析、________、智能调度、风险预警四大核心作用。 （6）与传统人工操作相比，人工智能应用具备高效性、________、持续性、精准性的优势。 （7）人工智能伦理的核心要求包括尊重隐私、________、公平公正、安全可控，杜绝技术滥用。 （8）智慧环保领域，人工智能可实现空气质量实时监测、________、污染源智能识别、生态环境数据分析等功能。 2. 多项选择题（夯实重难点知识） （1）下列属于人工智能核心能力的有（） A. 信息感知能力 B. 逻辑判断分析能力 C. 自主执行能力 D. 无限创造人类思维的能力 （2）智慧城市中人工智能的应用优势体现在哪些方面（） A. 提升城市运行效率 B. 优化民生服务体验 C. 降低人工操作误差 D. 完全取代城市管理人员 （3）下列属于智慧交通人工智能应用的是（） A. 智能红绿灯自适应调控 B. 电子警察违章自动抓拍 C. 人工指挥交通 D. 路况智能预测与导航推荐 （4）人工智能与传统信息技术的区别说法正确的是（） A. 传统信息技术侧重数据存储、传输、展示 B. 人工智能侧重数据学习、分析、自主决策 C. 传统技术无自主判断能力 D. 人工智能可动态适配不同场景需求 （5）人工智能应用可能带来的潜在问题有（） A. 个人隐私数据泄露 B. 部分岗位劳动力替代 C. 算法偏见导致不公平决策 D. 提升社会服务效率 3. 辨析判断题（强化易错知识点） （1）具备自动化功能的设备一定属于人工智能设备。（） （2）人工智能的感知、判断、执行三个环节缺一不可，共同构成智能服务体系。（） （3）智慧城市的各类智能应用，本质都是人工智能技术与城市场景的融合落地。（） （4）人工智能技术绝对安全，不会出现判断失误、数据泄露等问题。（） （5）智能推荐、短视频算法推荐、电商商品推荐都属于人工智能应用。（） （6）人工智能可以完全替代人类完成所有脑力劳动和体力劳动。（） 4. 案例分析探究题（课堂核心探究任务） 本节课核心探究主题：结合智慧城市典型案例，分析人工智能的应用逻辑、核心能力与应用价值，深化对“无处不在的人工智能”的理解。课堂提供两大经典智慧城市AI案例，学生独立分析后小组交流讨论，完成对应问题作答。 案例一：城市大脑智慧交通系统 各大城市搭建的城市大脑智慧交通平台，依托道路摄像头、路况传感器等设备，实时采集车流量、人流量、路况拥堵情况等数据。系统通过人工智能算法对海量路况数据进行快速分析、判断，自动调整各个路口红绿灯的通行时长，对拥堵路段进行智能预警，同步为市民导航提供最优路线推荐，同时自动识别闯红灯、超速、违停等交通违法行为，实现全天候智能监管，大幅缓解城市交通拥堵，提升交通管理效率。 请结合案例回答以下问题： （1）该智慧交通系统中，人工智能的感知环节依靠哪些设备完成？主要采集哪些信息？ （2）结合人工智能三大核心能力，分析该系统分别体现了哪些能力，具体表现是什么？ （3）对比传统人工交通管理模式，智慧交通AI系统有哪些明显优势？ （4）简要分析该智能系统在运行过程中，可能存在的局限性或潜在问题。 案例二：智慧社区智能服务系统 现代化智慧社区搭载人工智能服务系统，包含人脸识别门禁、智能安防监控、智能垃圾分类、老人儿童智能看护等功能。人脸识别门禁通过摄像头采集人脸信息，AI算法比对识别住户身份，自动开门并拦截外来陌生人员；智能安防监控可自动识别楼道堆积杂物、高空抛物、人员滞留等安全隐患，及时向物业推送预警信息；智能垃圾分类设备可通过图像识别判断垃圾种类，引导居民精准分类，同时统计垃圾分类数据，优化社区环保管理。 请结合案例回答以下问题： （1）智慧社区的各项智能功能，分别服务于社区的哪些民生需求？ （2）该系统的AI判断环节如何发挥作用？举例说明。 （3）智慧社区AI应用给居民生活和社区管理带来了哪些改变？ 5. 深度思考简答题（突破教学难点） （1）请用简洁的语言完整阐述人工智能“感知—判断—执行”的工作闭环逻辑。 （2）为什么说人工智能是智慧城市建设的核心技术支撑？结合本节课所学知识简要分析。 （3）我们在使用各类人工智能产品和服务时，需要遵守哪些基本的信息伦理与安全规则？ （4）结合生活实际，说说传统城市服务与智能城市服务的核心区别是什么？ 6. 小组合作探究实践题（落实创新素养） 本节课单元核心主题为“畅想未来智慧城市”，结合本课所学的人工智能应用知识，以小组为单位完成创意探究任务，落地课堂创新实践目标。 探究任务：选取城市生活中的一个场景（校园、交通、医疗、社区、环保、政务任选其一），设计一款未来人工智能智能应用。 需要完成以下内容作答： （1）确定智能应用的应用场景和应用名称； （2）写出该智能应用需要用到的人工智能核心能力； （3）详细描述该应用的具体功能和工作流程； （4）分析该智能应用能够解决的城市生活问题、带来的应用价值； （5）思考该应用落地需要注意的安全与伦理问题。 7. 课堂总结升华题（梳理课堂知识体系） （1）通过本节课的学习，请系统梳理：什么是人工智能？人工智能的核心特征是什么？ （2）结合本节课所有案例和探究内容，谈谈你对“人工智能无处不在，赋能智慧城市发展”的全新理解。 （3）作为新时代青少年，我们应该如何正确看待和使用人工智能技术？ 板书设计 探索1 无处不在的人工智能 1. 核心概念：人工智能（AI）——模拟、延伸、扩展人类智能的数字技术 2. 三大核心能力：感知能力→判断能力→执行能力（完整工作闭环） 3. 广泛应用场景： 生活场景：语音助手、人脸识别、智能推荐 智慧城市场景：智慧交通、智慧医疗、智慧社区、智慧环保、智慧政务 4. 核心对比：传统信息技术（存储/传输）VS 人工智能（学习/判断/自主响应） 5. 辩证认知：便捷高效｜存在隐私、伦理、就业等潜在问题 6. 核心价值：赋能智慧城市建设，优化城市运行与民生服务 参考答案 （一）课前预习案答案 1. 基础填空题答案 （1）AI （2）判断 （3）智能导航（答案不唯一） （4）生态环保（答案不唯一） （5）声音 （6）判断、决策 （7）违章智能识别（答案不唯一） （8）思考、判断 2. 单项选择题答案 （1）B （2）B （3）B （4）A （5）B 3. 判断题答案 （1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ 4. 基础简答题参考答案 （1）示例：手机人脸识别解锁、智能音箱语音控制、导航智能规划路线、超市自助结算等（任意3个即可）。 （2）人工智能已经深度融入我们的日常生活、城市运行、社会生产等各个领域，从个人手机设备到城市公共服务，随处可见人工智能的应用，潜移默化地改变着我们的生活方式。 （3）核心差异：传统信息技术仅能实现数据的存储、传输和展示，无自主思考判断能力；人工智能可以依托大数据学习，自主分析场景、做出判断并智能响应，具备类人的智能行为。 5. 预习拓展思考题参考答案（开放性答案，仅供参考） （1）示例：小区人脸识别门禁。用到人工智能的感知能力（采集人脸图像）、判断能力（比对人脸信息、识别住户身份）、执行能力（自动开门、拦截陌生人）。 （2）潜在问题：个人人脸、语音等隐私信息泄露；部分岗位被智能设备替代，造成就业压力；算法误差导致判断失误；过度依赖人工智能，降低人类独立思考能力等。 （3）示例：未来智能校园。搭载AI智能巡检系统，自动识别校园安全隐患、监测课堂秩序、统计校园环境数据，同时为学生提供智能答疑、个性化学习推荐服务。 （二）课中探究案答案 1. 知识进阶填空题答案 （1）逻辑判断 （2）智能影像诊断 （3）机器学习 （4）智能安防预警 （5）智能决策 （6）精准性 （7）保护隐私 （8）水质智能监测 2. 多项选择题答案 （1）ABC （2）ABC （3）ABD （4）ABCD （5）ABC 3. 辨析判断题答案 （1）× （2）√ （3）√ （4）× （5）√ （6）× 4. 案例分析探究题参考答案 案例一：城市大脑智慧交通系统 （1）感知设备：道路摄像头、路况传感器、车流监测设备等；采集信息：车流量、人流量、道路拥堵情况、车辆行驶状态、交通违法行为等数据。 （2）感知能力：通过各类设备采集路况、车流等外界数据；判断能力：依托AI算法分析数据，判断道路拥堵程度、识别交通违法行为、测算最优通行时长；执行能力：自动调控红绿灯、推送拥堵预警、推荐最优导航路线、记录违章信息。 （3）优势：全天候不间断工作，无人工疲劳问题；数据处理速度快、判断精准；动态适配路况变化，灵活调控交通；覆盖范围广，提升整体城市交通管理效率；减少人工管理成本，降低人为失误。 （4）局限性：极端天气可能导致设备采集数据失真；算法存在一定误差，可能出现误判；设备故障会导致系统瘫痪；过度依赖系统，突发特殊场景适配性不足。 案例二：智慧社区智能服务系统 （1）人脸识别门禁：满足社区安全管控、住户便捷出入的需求；智能安防：排查社区安全隐患，保障居民居住安全；智能垃圾分类：引导居民规范垃圾分类，提升社区环保水平。 （2）AI判断环节通过机器学习算法实现，例如人脸识别门禁比对人脸数据库信息，判断是否为小区住户；安防系统识别画面中的高空抛物、杂物堆积等异常场景，判断是否存在安全隐患。 （3）对居民：出入更便捷、居住更安全、垃圾分类更规范；对社区管理：减少人工值守成本，提升管理精细化、智能化水平，实现全天候高效管控，提升社区服务质量。 5. 深度思考简答题参考答案 （1）人工智能首先通过传感器、摄像头等设备感知、采集外界环境和场景数据；再通过机器学习算法对采集的数据进行分析、比对、逻辑判断，做出智能决策；最后通过终端设备执行对应的操作，完成服务闭环，实现智能化响应。 （2）智慧城市的核心是实现城市运行、民生服务、环境治理等领域的智能化升级，而人工智能具备自主感知、分析、决策、执行的能力，能够处理城市海量复杂数据，动态适配各类城市场景，解决传统人工管理效率低、精准度不足的问题，是实现城市智能化、精细化管理的核心技术支撑。 （3）保护个人隐私，不随意泄露个人生物信息；理性使用智能设备，不沉迷人工智能服务；遵守技术伦理，不滥用AI技术进行违规操作；辩证看待AI结果，不盲目依赖智能判断；树立安全意识，防范AI技术带来的风险隐患。 （4）传统城市服务以人工操作为主，效率低、覆盖有限、易受人为因素影响，无法实时适配城市动态变化；智能城市服务依托人工智能技术，可实现全天候、自动化、精准化服务，动态响应城市和市民需求，服务更高效、更精细、更便捷。 6. 小组合作探究实践题参考答案（示例，开放性作答） （1）应用场景：城市校园；应用名称：AI智慧平安校园系统 （2）核心能力：感知能力、判断能力、执行能力 （3）工作流程：通过校园摄像头、声音传感器采集校园画面和声音数据；AI算法分析识别校园欺凌、陌生人闯入、设备故障、安全隐患等异常情况；发现问题后自动向老师、学校安保推送预警信息，同时记录留存数据，实现智能预警与溯源。 （4）应用价值：解决校园安全监管盲区、人工巡查效率低、隐患发现不及时等问题，全方位保障校园师生安全，提升校园管理智能化水平。 （5）伦理与安全注意事项：保护学生人脸、行踪等隐私数据，杜绝信息泄露；优化算法，减少误判、漏判；规范数据使用权限，不滥用监控数据；避免过度监控，保障学生正常校园生活。 7. 课堂总结升华题参考答案 （1）人工智能（AI）是模拟、延伸和扩展人类智能的数字技术科学。核心特征是具备自主感知、逻辑判断、智能执行的闭环能力，能够自主学习数据、适配场景、做出智能响应，区别于传统信息技术的被动服务模式。 （2）人工智能不再是遥远的高科技技术，已经渗透在个人生活、城市交通、医疗、社区、环保等所有领域，无处不在。人工智能凭借高效、精准、智能的优势，解决了传统城市运行的诸多痛点，推动城市从传统人工管理向智能化、精细化、高效化转型，是未来智慧城市建设、数字城市发展的核心动力。 （3）作为青少年，我们要主动学习人工智能基础知识，了解智能技术的优势与局限；理性、合规、安全地使用人工智能产品；树立正确的数字伦理观，辩证看待技术发展；积极创新思考，尝试运用智能技术解决生活问题，同时警惕技术滥用风险，争做智能时代的合格使用者与创新者。 ( 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 $