第一单元《探索 2 不断发展的人工智能》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“不断发展的人工智能”展开，引导学生了解人工智能三次发展浪潮的核心技术、阶段特征及与智慧城市的融合应用。通过课前预习自主搜集生活案例、记录疑问，课中小组合作探究三次浪潮技术差异，搭建从基础概念到深度应用的学习支架，系统梳理发展脉络。 该导学案以新课标核心素养为引领，强化信息意识（捕捉生活AI应用）、计算思维（对比分析技术迭代逻辑）和数字化学习与创新（利用数字化工具设计智慧城市AI方案），通过真实场景案例分析与创新实践，培养学生辩证看待技术利弊的信息社会责任，提升自主探究与创新应用能力。

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 探索2 不断发展的人工智能 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据2022版义务教育信息科技课程标准，本课要求学生了解人工智能的发展历程、关键阶段与核心技术迭代逻辑，辨识人工智能不同发展阶段的技术特征与应用差异。结合智慧城市真实场景，感知人工智能技术的应用价值与发展趋势，初步理解数据、算法对人工智能发展的支撑作用，树立人工智能伦理意识，学会理性看待智能技术的发展与利弊，具备基础的智能技术辨析与应用思考能力。 学习目标 信息意识：敏锐捕捉生活与智慧城市中的人工智能应用，厘清人工智能发展的阶段差异，感知技术迭代对生活、城市建设的影响，主动关注智能技术发展动态。 计算思维：梳理人工智能发展逻辑，理解机器学习、数据驱动的核心原理，学会对比分析不同阶段智能技术的运行特点。 数字化学习与创新：借助数字化工具搜集整理AI发展资料，结合智慧城市场景畅想智能应用创新方案。 信息社会责任：辩证看待AI技术的优势与局限，遵守智能技术应用伦理，树立规范用技、理性创新的责任意识。 重难点 教学重点：掌握人工智能三次发展浪潮的核心特征、关键技术与典型应用，明确人工智能从传统算法到机器学习、深度学习的迭代过程，理解人工智能技术与智慧城市建设的融合应用场景。 教学难点：辨析不同人工智能发展阶段的技术差异，理解数据、算法、算力对人工智能发展的推动作用，辩证分析人工智能快速发展带来的社会利弊，结合未来城市发展完成创新性思考与实践。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：初步认知人工智能的基本概念，自主了解人工智能发展的大致历程，搜集生活及城市中的人工智能应用案例，初步感知人工智能技术的发展变化，为课堂深度探究奠定基础。 预习任务一：基础概念自主认知 结合教材文本与网络公开资料，完成以下基础性问题，夯实课前认知基础。 1. 请结合教材定义，简要写出人工智能的核心含义，人工智能的核心是让机器模拟人类的哪些能力？ 2. 结合生活经验，列举3个你身边常见的人工智能应用场景，简要说明该场景中机器替代或辅助人类完成了什么工作。 3. 初步查阅资料，人工智能自诞生以来，整体经历了几次关键发展浪潮？简单记录每一次浪潮的整体发展状态。 预习任务二：生活案例搜集梳理 智慧城市的建设离不开人工智能技术的支撑，日常出行、生活服务、城市管理中处处都有AI的身影。请自主观察、搜集资料，完成案例梳理任务。 1. 城市交通领域：你见过哪些人工智能赋能的交通设施或服务？它们解决了城市交通的哪些问题？ 2. 城市服务领域：社区、政务大厅、商超等公共场景中，有哪些智能服务设备？给人们的生活带来了哪些便利？ 3. 对比思考：十年前的城市生活几乎没有智能设备，而如今智能应用随处可见，你认为是什么推动了人工智能技术的快速发展？写出2-3个核心因素。 预习任务三：预习疑问自主记录 通过自主预习，你在人工智能发展历程、技术原理、应用价值等方面存在哪些疑问？请逐条记录下来，课堂上针对性参与探究学习。 1. 概念疑问：________________________________________ 2. 发展疑问：________________________________________ 3. 应用疑问：________________________________________ 4. 其他疑问：________________________________________ （二）课中探究案 课堂探究目标：系统掌握人工智能三次发展浪潮的技术特征、关键突破与应用场景，理解数据、算法、算力对AI发展的推动作用，结合智慧城市场景分析AI应用价值，辩证看待技术利弊，完成创新思考与实践探究。 探究活动一：溯源AI——人工智能的诞生与初始发展 结合教材内容与课堂拓展资料，小组合作探究人工智能的起源与第一次发展浪潮，完成以下问题探究，梳理早期人工智能的发展特点。 1. 人工智能正式诞生的标志性事件是什么？诞生初期，人类对人工智能的核心设想是什么？ 2. 第一次人工智能发展浪潮的核心技术是什么？当时的智能设备能够实现哪些基础功能？列举1-2个早期人工智能典型应用。 3. 小组讨论：第一次AI浪潮后期为何进入发展低谷？受限于哪些技术、硬件、数据条件？ 4. 总结归纳：早期人工智能的核心特点是弱智能、固定程序、无自主学习能力，请结合具体案例，说说固定程序式智能的局限性。 深度思考：早期人工智能能否应用于智慧城市建设？为什么？ 探究活动二：迭代升级——人工智能第二次发展浪潮探究 随着计算机硬件升级、数据量逐步积累，人工智能迎来第二次发展突破，进入机器学习阶段。请结合教材知识点，对比第一次浪潮，完成本次探究任务。 1. 第二次人工智能发展浪潮的核心技术突破是什么？什么是机器学习？其与早期固定程序智能的核心区别是什么？ 2. 机器学习的核心逻辑是“数据训练、自主优化”，请简单阐述机器通过数据学习的基本过程。 3. 本次浪潮中，人工智能的典型应用有哪些？哪些应用开始初步落地于城市服务场景？ 4. 合作探究：第二次AI浪潮相较于第一次，实现了哪些质的突破？依然存在哪些未解决的技术难题？ 拓展思考：这一阶段的人工智能，能否满足智慧城市精细化管理的需求？请说明理由。 探究活动三：智能爆发——人工智能第三次发展浪潮与深度学习 当下我们正处于人工智能第三次发展浪潮，深度学习技术的成熟、大数据与算力的升级，让人工智能全面落地，成为智慧城市建设的核心支撑。这是本课重点探究内容，需深度拆解、细致分析。 1. 第三次人工智能发展浪潮的核心技术是什么？深度学习与传统机器学习的区别是什么？ 2. 支撑本次AI爆发的三大核心要素是什么？分别简述数据、算法、算力在人工智能发展中的作用。 3. 结合智慧城市场景，分类列举深度学习技术落地的应用案例（交通、安防、环保、民生服务各1例）。 4. 案例分析：城市智能交通系统可自动识别红绿灯、车流、行人，自主调控红绿灯时长、预警拥堵。请分析该系统运用了哪些人工智能技术，依托什么实现了智能决策。 5. 小组总结：第三次AI浪潮的核心特点是什么？为何能够大规模赋能智慧城市建设？ 探究活动四：对比梳理——三次AI发展浪潮系统化总结 通过前三轮探究，我们已掌握人工智能的完整发展脉络，请小组合作，系统对比三次发展浪潮，完成总结填空与深度分析，构建完整知识体系。 1. 完成对比总结：第一次浪潮核心技术________，特点________；第二次浪潮核心技术________，特点________；第三次浪潮核心技术________，特点________。 2. 纵向思考：人工智能的发展呈现出怎样的整体趋势？（从智能程度、自主能力、应用范围三个维度分析） 3. 关联思考：智慧城市的快速发展与人工智能迭代升级是什么关系？二者如何相互促进？ 探究活动五：辩证思辨——人工智能发展的利与弊 人工智能的飞速发展为智慧城市建设、社会发展、人类生活带来了极大便利，但同时也衍生出诸多问题。结合生活实际与社会热点，开展思辨探究，树立正确的信息社会责任。 1. 正面探究：人工智能赋能智慧城市，带来了哪些核心价值？（城市管理、民生服务、资源节约、安全保障四个维度作答） 2. 反面思考：人工智能快速发展，存在哪些潜在风险与问题？可从隐私安全、就业影响、技术漏洞、伦理问题等角度分析。 3. 课堂辩论：人工智能的发展会让人类生活更美好，还是会带来更多隐患？小组分工整理观点，简要发言。 4. 素养升华：作为新时代青少年，我们应当如何正确看待和使用人工智能技术？如何践行智能技术应用伦理？ 探究活动六：创新实践——畅想未来智能城市AI应用 结合人工智能最新发展趋势与智慧城市建设需求，发挥创新思维，开展创意设计实践，落实数字化学习与创新素养。 1. 发现问题：当前城市生活、城市管理中，还有哪些未被AI解决的痛点问题？写出1-2个具体问题。 2. 创意设计：针对你发现的城市痛点，设计一款全新的人工智能智能应用，简要说明应用场景、核心功能、运用的AI技术、带来的价值。 3. 可行性分析：简单说说你设计的智能应用，需要依托哪些技术、数据支撑，未来是否具备落地可能性。 板书设计 不断发展的人工智能 一、AI核心定义 模拟人类感知、学习、决策、执行的智能技术 二、AI三次发展浪潮 1. 初期阶段：规则编程、固定智能、功能单一（低谷：数据少、算力弱） 2. 迭代阶段：机器学习、数据训练、自主优化（初步落地） 3. 爆发阶段：深度学习、大数据+强算力、全域赋能（智慧城市核心支撑） 三、AI发展核心支撑 大数据（基础）、算法（核心）、算力（保障） 四、AI与智慧城市 应用：交通、安防、民生、环保 思辨：技术赋能+风险防控+伦理规范 五、素养目标 理性认知、辩证思考、创新应用、责任用技 参考答案 （一）课前预习案答案 预习任务一 1. 人工智能是一门模拟、延伸和扩展人类智能的技术科学，核心是让机器模拟人类感知、学习、思考、决策、执行的能力。 2. 示例：智能语音助手（语音交互、信息查询）、人脸识别门禁（身份识别、安全核验）、智能扫地机器人（自主清扫、环境感知）。 3. 三次关键发展浪潮；第一次为固定程序智能，发展缓慢遇低谷；第二次实现机器学习，技术稳步迭代；第三次深度学习爆发，技术全面落地应用。 预习任务二 1. 示例：智能红绿灯、无人巡检车、智能违章抓拍；解决交通拥堵、违章监管、路况监测等问题。 2. 示例：政务智能咨询机器人、商超自助结算机、社区智能快递柜；简化办事流程、节省人力、提升生活便捷度。 3. 核心推动因素：大数据资源的积累、计算机算力的大幅提升、算法技术的持续优化、社会生产生活的需求升级。 预习任务三 无固定答案，学生自主记录疑问即可。 （二）课中探究案答案 探究活动一 1. 1956年达特茅斯会议正式提出人工智能概念；核心设想是让机器拥有人类的思维和智能，替代人类完成脑力工作。 2. 核心技术：人工规则编程技术；可实现简单逻辑运算、固定指令执行；典型应用：早期下棋程序、简单语音识别设备。 3. 低谷原因：数据资源匮乏、计算机算力薄弱、算法单一固化、无法处理复杂场景，机器无自主学习能力，智能程度极低。 4. 局限性：只能按照预设程序工作，无法适配变化场景，不能自主纠错、自主优化，智能性极差。早期AI无法应用于智慧城市，因为城市场景复杂多变，固定程序智能无法适配多元需求。 探究活动二 1. 核心突破：机器学习技术；机器学习是让机器通过海量数据自主总结规律、优化模型，无需全程人工预设程序；核心区别：从“人工设定规则”变为“机器自主学习规律”。 2. 基本过程：输入海量数据→机器自主分析数据、总结特征规律→优化运行模型→提升任务完成精度。 3. 典型应用：图像识别、基础语音翻译、智能推荐；初步落地城市安防图像筛查、基础民生智能咨询场景。 4. 突破：具备自主学习、自主优化能力，适配简单动态场景，应用范围大幅拓展；难题：学习模型精度有限，复杂场景处理能力不足，数据利用率较低。 5. 无法完全满足，仅能实现基础智能化服务，无法完成城市精细化、动态化、全方位的智能管理。 探究活动三 1. 核心技术：深度学习；区别：深度学习基于多层神经网络模拟人类大脑思维，可自主挖掘数据深层特征，处理复杂场景，精度和智能化程度远超传统机器学习。 2. 三大核心要素：大数据、算法、算力；大数据是训练基础，提供海量学习样本；算法是核心逻辑，决定学习和决策能力；算力是硬件保障，支撑海量数据快速运算。 3. 智慧城市应用：交通（智能红绿灯调控）、安防（AI人脸识别布防）、环保（智能水质、空气质量监测）、民生（智能政务服务平台）。 4. 运用深度学习图像识别、数据分析、智能决策技术；依托城市交通海量监控数据、强大算力支撑，实现自主感知、分析、决策。 5. 核心特点：智能化程度高、自主学习能力强、可适配复杂动态场景、落地性强；能够全方位覆盖智慧城市各类复杂场景，实现精细化、智能化城市管理。 探究活动四 1. 规则编程，固定机械、无自主学习；机器学习，数据驱动、自主优化、适配简单场景；深度学习，神经网络运算、高智能、适配复杂全域场景。 2. 发展趋势：智能程度从机械固定向自主智能升级；自主能力从无学习能力向深度自主学习迭代；应用范围从单一小众场景向全域民生、城市、工业场景普及。 3. 相互促进关系：人工智能迭代升级为智慧城市建设提供技术支撑，推动城市智能化升级；智慧城市的多元场景、海量数据为人工智能技术优化创新提供实践平台，助力技术持续迭代。 探究活动五 1. 核心价值：城市管理更高效，实现精细化、智能化管控；民生服务更便捷，简化办事流程、提升服务效率；节约城市资源，降低人力、物力消耗；提升城市安全防控能力，实时预警风险隐患。 2. 潜在问题：人脸、出行等数据泄露，侵犯个人隐私；部分重复性岗位被AI替代，引发就业问题；算法存在偏见、技术存在漏洞，易出现决策失误；过度依赖技术，弱化人类自主能力。 3. 辩论参考：AI发展利大于弊，技术革新是社会进步的必然趋势，可通过制度规范规避风险；弊大于利视角可侧重隐私安全、伦理缺失、人文弱化等问题，言之有理即可。 4. 正确做法：理性客观看待AI技术的双面性，合理运用AI工具辅助学习与生活；遵守人工智能应用伦理与网络规则，保护个人数据隐私；主动学习智能技术知识，树立科技创新与责任担当意识。 探究活动六 1. 示例痛点：老旧小区消防隐患排查不及时、城市垃圾分类监管不到位、夜间城市路灯能耗浪费严重。 2. 示例设计：智能消防巡检AI系统；应用场景：老旧小区、城市楼栋；核心功能：自动巡检消防设施、识别隐患、实时预警上报；运用图像识别、深度学习技术；价值：降低消防事故概率，保障居民安全。 3. 可行性：依托小区监控数据、深度学习算法、云端算力即可落地，技术成熟，具备较高落地可行性。（无固定答案，创意合理即可） ( 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 $