初识人工智能教学设计
学科 信息技术 年级 五年级 课型 新授课 设计者 刘泽容
课题 《初识人工智能》 课时 1
课标要求 依据《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》，学生需初步了解人工智能的基本概念和简单原理，感受学习和生活中的人工智能技术，提升信息意识，增强计算思维，认识到在智慧社会新形态下的机遇与挑战，承担起信息社会责任 ，学会数字时代的知识积累与创新方法，在使用信息科技解决问题的过程中遵守道德规范和科技伦理。
教材分析 本章节是川教版信息技术五年级下册第二单元《人工智能初步体验》的第一节内容《初识人工智能》。教材以图片、视频等多种形式，向学生介绍人工智能的基本概念、发展历程和应用场景，旨在激发学生对人工智能的兴趣，培养学生创新思维和信息技术素养，为后续深入学习人工智能相关知识奠定基础，内容紧密联系生活实际，使用图形化编程建立模型完成简单的智能识别，有助于学生将抽象概念与生活中的具体应用相联系。
学情分析 1. 知识基础：五年级学生已具备一定的信息技术基础，了解计算机的基本操作和互联网的基本知识，但对于人工智能的概念和知识较为陌生，仅有模糊认知。2. 学习能力：他们对新鲜事物充满好奇，对科技知识有较强的求知欲 ，具备一定的信息检索和处理能力、独立思考能力与动手操作能力，但计算思维能力有待提高，独立解决问题的能力尚需培养。3. 学习习惯与风格：部分学生可能缺乏良好的学习习惯，如上课注意力不集中、参与度不高；学习风格上，部分学生偏好直观、互动的学习方式，而部分学生则更倾向于独立探究。同时，部分学生可能对人工智能存在误解或恐惧，需要教师引导他们正确认识。
核心素养目标 1.掌握人工智能的基本原理和生活中常见人工智能；2.理解机器学习的简单原理，掌握用图形化编程中机器学习拓展模块完成建模并应用。3.任务驱动、小组讨论、实践探索操作等活动，培养学生的观察能力、分析能力、合作能力以及解决问题的能力，提升学生的计算思维。4.用所学知识解决生活问题，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。
教学重点 掌握人工智能和机器学习的基本原理和生活中常见人工智能；
教学难点 理解机器学习的简单原理，掌握用图形化编程中机器学习拓展模块完成建模并应用。
教学方法 1. 讲授法：讲解人工智能的基本概念、发展历程和原理，帮助学生建立初步认知。2. 讨论法：组织学生围绕人工智能的应用案例进行讨论，激发学生思考和表达，促进学生思维碰撞。3. 案例分析法：通过展示丰富的人工智能应用案例，如语音助手、图像识别等，引导学生分析案例，加深对知识的理解。4. 实践体验法：安排学生进行简单的人工智能实践操作，如使用智能语音工具、图像识别小程序等，增强学生的感性认识。5、积分奖励法：将学生分为四组，通过小组pk的方式进行，问答正确或参与互动则积一分。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一（3分钟） 今天我们课堂上来了一位神秘的朋友,同学们猜猜它是谁？它就是我们的智能小助手天猫精灵，同学们想和我们的天猫精灵pk一下算术，你们想不想呀？新课导入同学们通过刚刚的游戏，为什么天猫精灵也会做算术题呢？因为他是智能音响，是我们的人工智能？那人工智能是什么。他又是怎么学习的呢 接下来，我们一起认识人工智能。 游戏PK思考 游戏引入激发学生的学习兴趣培养动脑能力
环节二新知讲授知识积累（12分钟） 1、人工智能师：同学们，那到底什么是人工智能？我们一起来看一个视频了解。小知识：人工智能( Artificial Intelligence，缩写为AI)主要硏究利用机器来模拟人脑思维活动的过程。2、校园生活中人工智能 展示智能抬杆和校园门禁，通过这两个例子引出机器之所以会开门，是因为学习了大量的车牌信息和人脸信息，从而过渡到机器学习。3、机器学习的简单原理我们先来回想一下，你们是如何识得水果的。以小朋友如何识别苹果和梨为例（理解机器学习）。师：通过人的学习方式：人通过眼睛来记住外观，通过耳朵记住他的读音，通过大脑反复识记，来理解机器学习。同样的机器是不是也能像人一样学习这两种水果呢 下面老师带来了一个程序，让我们看看电脑认识这两种水果吗（展示程序案例）老师总结：我们生产一台机器，首先给这台机器提供尽可能多的这两种水果的不同角度的照片数据，让机器可以学习这些数据。简而言之就是通过程序，收集两种水果的照片数据并建立模型库，让机器学习这些照片，最后并应用模型，当机器再看到这三个字时，就可以识别它们了。这就是模拟人脑思维过程的"机器学习"。概括起来机器学习的过程就是"学习一建模一应用"。校园门禁则是将机器学习运用到了具体的生活场景中。想一想：同学们，在我们身边的智能应用中，哪些有机器学习过程“学习-建模-应用” 分享时间,说一说（展示相关图片） 观看了解学习、观看识别案例了解观看程序案例，思考理解思考讨论交流分享 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；了解校园生活中人工智能了解机器学习的简单原理培养倾听习惯培养动脑思考能力
环节三任务驱动之 技能学习（22分钟） 我们刚刚了解了人工智能，认识了人工智能的核心知识机器学习，了解身边的智能应用，那如何使用之前学习的图形化编程软件模拟机器学习，编写简单的智能程序，接下来让我一起来认识以下“慧编程”中的机器学习模块。“机器学习”是慧编程中的扩展功能，使用前，必须先添加该扩展，才能使用。任务1添加扩展“机器学习”（参考附件1导学案）打开慧编程，切换到角色选项卡，再单击“添加扩展”选择"机器学习"，单击“添加”按钮。 添加完成后观察积木区多了什么内容，这时就可以体验“机器学习”模块了。师：三十秒完成添加，添加完成后你发现多了些什么吗？师：是的，多了一个训练模型。任务2建立模型，完成表情学习（参考附件1导学案） 师：这个训练模型可以采集数据，接下来老师需要三位表情丰富的同学配合，完成表情数据的录入，谁愿意？训练模型—新建模型（根据模型的多少来选择数据）—先分类定义名称（例如：分为三类：高兴、激动、悲伤）—采集照片数据—应用模型。师：你发现建立好模型后，我们的机器学习模块里，又新增了什么？师：“识别结果为 ？”和“识别结果”这两个积木块。下面我们将用这两个积木完成积木脚本的搭建，从而实现表情识别。（老师一边搭建一边讲解）任务3 学以致用——机器学习在程序中应用（参考附件1导学案，并按小组案例完成填空）由以上四个程序案例：校园门禁、球类识别、口罩识别、水果识别（具体范例见附件2）师：我们已经学会了建立模型和简单的应用，接下来分配以上四个案例，按这节课积分排行榜成绩由高到低进行依次进行选择你们组要制作的程序。建模时注意：1、分析需要建模的数量情况？注意采集图片信息时，画面要干净，不能有其他杂物。小组评价和总结(从以下方面进行发言)1.通过程序设计解决的生活问题是什么？2.结合流程图介绍程序执行过程：用到了哪些积木语句？3.你对作品满意吗？ 完成模块添加学生配合完成表情录入思考问题并回答四个小组长选择案例并领取相应得道具。道具有：口罩、水果（苹果、香蕉、橘子）、球类（足球、羽毛球、乒乓球）小组讨论小组练习小组汇报交流表达课堂升华
培养动手能力培养自主思考能力培养合作探究学习的能力
总结评价（3分钟） 1. 课堂表现评价：根据学生在课堂上的参与度、发言情况、小组讨论表现等进行评价。如积极回答问题、提出有价值观点、在小组讨论中发挥积极作用的学生给予表扬和加分鼓励 ，对参与度不高的学生进行引导和鼓励，激发他们下次参与的积极性。2. 实践操作评价：对学生在实践体验环节的操作情况进行评价，观察学生是否能够熟练使用智能语音助手和图像识别小程序，是否能认真思考并记录实践过程中的问题和发现，对操作熟练、思考深入的学生给予肯定，对遇到困难的学生给予指导和帮助 。
分层作业 基础作业：让学生回去后，在生活中寻找至少三个人工智能的应用实例，记录下来并简单描述其功能和给生活带来的影响，下节课进行分享。拓展作业：尝试使用一些简单的编程工具，编写一个具有简单人工智能功能的小程序同学交流。
板书设计 初识人工智能人工智能（AI）机器学习（学习—建模—应用）应用案例,实践挑战
教学反思 1. 在教学过程中，学生对人工智能这一新鲜事物表现出了浓厚的兴趣，课堂参与度较高，尤其是在案例分析和实践体验环节，学生积极讨论、动手操作，达到了较好的教学效果 。但部分学生在理解人工智能的基本原理时仍存在困难，本节内容将如机器学习的原理和实践和生活实践相结合，教学更加更生动形象、易于理解，但课程内容安排过于丰富，学生吸收会比较困难，可适当增加课时或者减少内容设置。2. 小组讨论环节和实践体验环节，个别小组存在讨论不充分、个别学生实践参与度低的情况。在今后的教学中，要加强对小组讨论和练习的组织和引导，明确小组分工，鼓励每个学生积极发表自己的观点 ，提高小组讨论的效率和质量。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）(共21张PPT)
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PK
你们
天猫精灵
1、1000-689=
2、248×25=
6200
311
初识人工智能
（2019川教版）五年级下册
第二单元第一节
授课老师：
教学重难点
教学重点：掌握人工智能的基本原理和生活中常见人工智能；
教学难点：理解机器学习的简单原理，掌握用图形化编程中机器学习拓展模块完成建模并应用。
学习目标
1.掌握人工智能的基本原理和生活中常见人工智能；
2.理解机器学习的简单原理，掌握用图形化编程中机器学习拓展模块完成建模并应用。
3.任务驱动、小组讨论、实践探索操作等活动，培养学生的观察能力、分析能力、合作能力以及解决问题的能力，提升学生的计算思维。
4.用所学知识解决生活问题，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。
1、认识人工智能
2、校园中的人工智能
如何教小朋友识别苹果和梨
理解机器学习
人的学习
观察外观 基本特征
了解水果的读音
学习认识并记住“苹果和梨”
人的学习
文字的读音
通过反复识记
学习
建模
类似大脑学习
机器学习
应用
理解机器学习（展示程序案例）
同学们，在我们身边的智能应用中，哪些有机器学习过程"学习-建模-应用"
我们身边的智能应用
我们身边的智能应用
"机器学习"是一个扩展功能，使用前，必须先添加该扩展，才能使用。
任务驱动之技能学习
打开慧编程，切换到角色选项卡，再添加扩展 中选择"机器学习"，添加完成后观察积木区多了什么内容，
如图右所示。
备注：请参考画笔工具
的添加方法。
任务一 添加“机器学习扩展”模块
我们一起完成新建训练模型
让panda学习下面三种表情
高兴 激动 悲伤
训练模型操作顺口溜：
新建模型，定数量；
定义名称，采样本。
任务二 建立模型并应用
任务三 学以致用——机器学习在程序中应用
口罩检测
球类识别
校园门禁
水果识别
项目案例
1、分析需要建模的数量情况？
2、注意采集图片信息时，画面要干净，不能有其他杂物。
活动三 学以致用——机器学习在程序中应用
口罩检测
球类识别
校园门禁
1.通过程序设计解决的生活问题是什么？
2.结合流程图介绍程序执行过程：用到了哪些积木语句？
3.你对作品满意吗？
水果识别
项目案例（展示与评价）
课堂总结
1.了解生活中的人工智能和身边的智能应用；
2.理解机器学习的简单原理；
3.学习了慧编程中机器学习拓展模块
基础作业： 让学生回去后，在生活中寻找至少三个人工智能的应用实例，记录下来并简单描述其功能和给生活带来的影响，下节课进行分享。
拓展作业：尝试使用一些简单的编程工具，再编写一个具有有创意人工智能功能的小程序与同学交流。
课后作业
下课啦！初识人工智能导学案（五年级下册）
活动一 添加“机器学习扩展”模块
打开慧编程，切换到角色选项卡，
再添加扩展"机器学习"如图2-1-3所示，
就可以体验机器学习了。
活动二 新建一个训练模型让panda学习三种表情（高兴 激动 悲伤）。
活动三 学以致用——机器学习在程序中应用
扩广展中心
机器学习
数居图表
日
在不直接编程的情况下训川川练电脑进
数据可视化，一图胜千言
行学习，创建类以于人脑的人工神
经网络
+添加
+添加
图2-1-3
添加“机器学习”扩展
当被点击
如果
识别结果为
高兴
那么
说
连接
他很
和
识别结果
2
秒
如果
识别结果为
激动
那么
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他很
和
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2
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如果
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悲伤。
那么
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他很
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当被点击
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普通话。
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足球。
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羽毛球
那么
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乒乓球？
那么
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朗读
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如果
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王可欣
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龙菲菲、？
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刘泽容。？
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不是本校师生，禁止进入
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「开始
普通话。
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将
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王可欣。
或
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龙菲菲、？>
或〈
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刘泽容。？
那么
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否则
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不是本校师生，禁止进入
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校园门禁
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正确佩戴口罩、？
那么
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如果
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错误佩戴口罩、
那么
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请正确佩戴口罩
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那么
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请正确佩戴口罩
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普通话
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正确佩戴口罩、
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,请上车
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请上车
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错误佩戴口罩
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多朗读
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苹果。？
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橘子
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普通话·
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苹果。
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香蕉、
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橘子、
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羽毛球
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