(共35张PPT)
第一单元 第2课
加扎利的音乐团
清华版（小学）
通
1
学习目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
教学目标
（1）了解加扎利和他的发明，体会古今中外对智能机器的共同向往。
（2）理解加扎利知识公开、技术可再现思想的宝贵之处。
02
新知导入
02
新知导入
加扎利和他的发明
加扎利（1136 - 1206 年）是伊斯兰黄金时代的阿拉伯博学者，集发明家、机械工程师等多身份于一身 。他注重实际工程与工艺细节，通过动手实践搞发明创造。因在机械制造的开拓贡献，加扎利被尊为 “现代工程之父”。
02
新知导入
加扎利和他的发明
能报时的大象水钟
现代复原图
02
新知导入
加扎利和他的发明
斟酒机器人
自动演奏乐团
02
新知导入
加扎利和他的发明
自动演奏乐团，通过调整叶轮可改变演奏曲子，类似现代计算机执行不同程序，该乐团被称为 “世界上第一台可编程的机器人”。
自动演奏乐团原理：通过水力驱动来实现自动演奏
02
新知导入
智能挑战
考考你—— 自动演奏乐团表演过程中哪些行为像现代AI？
（1）发明凸轮轴与早期曲轴结构。
（2）现代文化娱乐科技领域。
（3）利用水等自然动力发明相关装置。
02
新知导入
智能挑战
思考——如果发生在今天，可能会聚焦于哪些领域的发明？
（1）自动化工业生产领域（代替轮轴结构）。
（2）文化娱乐科技领域（代替文化娱乐）。
（3）节能环保领域（代替自然动力）。
03
新知讲解
现代AI对应
智能家居执行定时任务，如能源管理类定时任务
照明智能调节： 根据日落时间自动调整：如夏季 19:30 客厅灯光自动开启，冬季 17:00 提前开启；深夜 24:00 后，走廊灯光切换为感应模式，避免常亮耗电。
03
新知讲解
现代AI对应
自动化生产线高效传动装置，如智能机械臂。
03
新知讲解
现代AI对应
VR/AR 演出设备，如AR 头戴设备、 VR 手柄等。
03
新知讲解
现代AI对应
人工智能编曲，如腾讯音乐天琴实验室音乐生成大模型可按文本指令生成高质量民乐 。
03
新知讲解
现代AI对应
机器人演奏，如清华大学 “墨甲” 机器人乐队，竹笛机器人 “玉衡” 需模拟人吹奏控制气流强弱，箜篌机器人 “瑶光” 用 40 多个机械手指实现快速和弦弹拨 。
03
新知讲解
巧手遇高手
加扎利最有名的著作是写于1206年的《精巧机械装置的知识之书》。这本书记录了50多种机械设备。这些设备并非凭空想象，而是加扎利亲手打造出来的。
03
新知讲解
巧手遇高手
利用连通器和虹吸作用的倒酒人偶
为宴会客人送毛巾和酒的女仆人偶
加扎利发明了很多有趣的东西
03
新知讲解
巧手遇高手
苏颂、韩公廉等人于北宋元祐年间发明制造。它是一种大型天文仪器，集观测天象的浑仪、演示天象的浑象、计量时间的漏刻和报告时刻的机械装置于一体。能让仪器有规律地匀速运转，自动报时。
中国宋代的水运仪象台
03
新知讲解
巧手遇高手
中国发明家毕昇，毕昇发明的活字印刷术，提高了信息传播的效率。在人工智能发展历程中，信息的高效传播和存储是至关重要的。
活字印刷术
03
新知讲解
爱思考
知识传承与积累
在当时知识多靠师徒口传且常被垄断的情况下，加扎利把发明制作细节公开，让后人能直接获取知识，避免因口传误差或知识垄断导致技术失传，为科学知识的积累奠定基础，推动科学发展形成知识体系。
03
新知讲解
加速技术创新
其他学者和工匠可根据其记录复现机械，在此基础上进行改进和创新，无需从头摸索，缩短研发周期，加快技术迭代速度，激发更多创新灵感，推动机械制造及相关领域技术进步。
爱思考
03
新知讲解
奠定现代科学基础
这种可复现性思想符合现代科学原则，为现代科学研究树立典范。让科学研究建立在可验证、可重复的基础上，保证研究的可靠性和科学性，使科学发展更具系统性和规范性 。
爱思考
03
新知讲解
营造学术交流氛围
打破知识垄断，促进学术交流。不同地区、背景的人可基于他公开的知识交流探讨，分享经验和见解，碰撞出更多思想火花，营造良好学术氛围，推动科学领域多元发展 。
爱思考
03
知识库
中世纪通常是指从公元5世纪西罗马帝国灭亡到15世纪文艺复兴之间的时期,约持续1000年。这个时期的欧洲社会主要以封建制度为基础，土地是财富的主要来源,国王、贵族和教会控制着土地,农民(农奴)通过耕种士地换取保护。
中世纪的早期,欧洲经历了被称为“黑暗时代”的动荡，文化和科技发展相对停滞。随着时间的推移,到了中世纪晚期,城市和商业开始复苏，贸易繁荣,意大利的威尼斯和佛罗伦萨等城市成为商业中心。
04
课堂练习
一、判断题。
1.加扎利被尊为 “现代工程之父”，是因为他在机械制造方面做出了开拓性贡献。（ ）
2.加扎利发明的自动演奏乐团被称为 “世界上第一台可编程的机器人”，通过调整齿轮来改变演奏的曲子。（ ）
3.中国宋代的水运仪象台是由苏颂、韩公廉等人发明制造的，集浑仪、浑象、漏刻和报时机械装置于一体。（ ）
4.毕昇发明的活字印刷术提高了信息传播的效率，在人工智能发展历程中，信息的高效传播和存储至关重要。（ ）
√
×
√
√
04
课堂练习
二、选择题
1.加扎利是哪个时代的阿拉伯博学者？（ ）
A. 伊斯兰黄金时代 B. 中世纪早期
C. 文艺复兴时期 D. 工业革命时期
2.加扎利发明的能报时的大象水钟主要利用了什么动力？（ ）
A. 电力 B. 水 C. 蒸汽 D. 太阳能
3.清华大学 “墨甲” 机器人乐队中的箜篌机器人 “瑶光” 用多少个机械手指实现快速和弦弹拨？（ ）
A. 20 多个 B. 30 多个 C. 40 多个 D. 50 多个
C
B
A
04
课堂练习
三、填空题
1.加扎利最有名的著作是写于 1206 年的《 》。
2.在知识多靠师徒口传且常被垄断的情况下，加扎利把发明制作细节公开，为科学知识的积累奠定了基础，推动了科学发展形成知识体系，这种做法体现了知识的 与 。
3.腾讯音乐天琴实验室的音乐生成大模型可以按 生成高质量民乐。
4.中世纪通常是指从公元 5 世纪西罗马帝国灭亡到 15 世纪 之间的时期，约持续 1000 年。
精巧机械装置的知识之书
传承
积累
文本指令
文艺复兴
05
拓展延伸
1、指南车 。相传为黄帝或周公所发明，利用差速齿轮原理，无论车辆如何转向，车上的木人始终指向南方，是古代机械定向导航的杰出代表。
05
拓展延伸
2、虚拟偶像。如洛天依等虚拟歌手，通过 AI 技术生成声音和形象，能够举办演唱会、发行歌曲，在年轻群体中具有广泛影响力。
05
拓展延伸
3、 AI 游戏设计。利用 AI 技术可以自动生成游戏地图、关卡设计和敌人行为模式，提高游戏开发效率，同时为玩家带来更具挑战性和趣味性的游戏体验。
05
拓展延伸
4、风车的广泛应用。风车在中世纪欧洲被广泛用于磨面、排水等，成为重要的动力来源，推动了农业和手工业的发展。
06
板书设计
1
了解加扎利和他的发明
2
完成智能挑战
3
识别现代AI对应
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
加扎利的音乐团
08
课后作业
1.如果让你设计一个结合古代智慧与现代 AI 的新装置，你会选择加扎利的哪一项发明（如大象水钟、提水机）或中国古代发明（如水运仪象台、活字印刷术）？请说明如何用现代 AI 技术升级其功能？
AI 升级：加装传感器和 AI 芯片，结合气象数据自动校准时间（如根据温度变化调整水流速度），并通过语音交互播报时间和天气。
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