1、2019华师大版 高中信息技术 选择性必修4 人工智能初步第一章 人工智能初识大单元整体教学设计2020课标一、内容分析与整合二、普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析本单元的教学内容选自华东师范大学出版社出版的高中信息技术选择性必修4人工智能初步的第一章人工智能初识。这一章旨在通过项目主题“智慧之旅”，引导学生初步认识和体验人工智能，包括人工智能的基本概念、发展历程、核心算法以及实际应用。具体内容包括第一节人工智能：从体验到思考和第二节人工智能的发展历程。第一节人工智能：从体验到思考主要通过搭建简易聊天机器人等实践活动，让学生亲身体验人工智能的初步应用，理解智能与智能行为，探讨图灵测试等检验人工智能的设想和方案，从而初步形成对人工智能的基
2、本认识。第二节人工智能的发展历程则详细梳理了人工智能从诞生至今的发展历程，包括从早期尝试到符号推理、从专家系统到知识工程、从大数据到深度学习等重要阶段，帮助学生理解人工智能发展的脉络、关键事件以及各阶段的技术特点和应用领域。（二）单元内容分析第一节人工智能：从体验到思考内容分析智能与智能行为：探讨智能的定义、特征以及智能行为的表现，理解智能不仅限于人类，也存在于某些群体智能中。自然语言处理：通过搭建简易聊天机器人的实践活动，了解自然语言处理的基本概念和技术，体验人工智能在语言交流方面的应用。图灵测试：介绍图灵测试的原理和方法，讨论其作为判断机器智能标准的合理性和局限性，引导学生思考智能的本质。中文屋问题：通过约翰塞尔的中文屋思想实验，进一步探讨机器智能与人类智能的区别，深化对人工智能本质的理解。第二节人工智能的发展历程内容分析早期尝试到符号推理：介绍人工智能的诞生背景、早期发展以及符号推理阶段的重要成果，如专家系统、定理证明等。从专家系统到知识工程：阐述专家系统的基本概念、发展历程以及知识工程在人工智能中的重要性，分析专家系统的优势与局限性。从大数据到深度学习：讲解大数据、云计算等技术
3、对人工智能复兴的推动作用，介绍深度学习的基本原理、典型应用以及其对人工智能领域的影响。人工智能的未来展望：探讨人工智能的发展趋势、面临的挑战以及可能的未来形态，引导学生思考人工智能对社会的影响和责任。（三）单元内容整合本单元内容围绕“人工智能初识”这一主题，从体验到思考、从历史到全面而系统地介绍了人工智能的基本概念、发展历程和核心算法。通过实践活动和理论讲解相结合的方式，帮助学生逐步构建起对人工智能的完整认识。在整合单元内容时，我们注重以下几点：理论与实践相结合：通过搭建简易聊天机器人等实践活动，让学生亲身体验人工智能的应用，增强学习的实践性和趣味性。结合理论讲解，帮助学生深入理解人工智能的基本概念和技术原理。历史与未来相贯通：梳理人工智能的发展历程，让学生了解人工智能的起源、发展和现状。探讨人工智能的未来趋势和挑战，引导学生思考人工智能对社会的影响和责任。素养与能力并重：在传授知识的同时，注重培养学生的信息素养和综合能力。通过项目式学习、小组讨论等方式，提高学生的自主学习能力、合作能力和创新能力。二、普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）分解（一）信息意识内涵：信息意
4、识是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。具备信息意识的学生能够根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性作出合理判断；在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。在本单元中的体现：在体验搭建简易聊天机器人的过程中，学生能够认识到自然语言处理技术在信息处理中的重要性，培养对信息技术应用的敏感度。通过讨论图灵测试和中文屋问题，学生能够思考智能的本质和机器智能与人类智能的区别，提高对信息价值的判断力。在探讨人工智能发展历程的过程中，学生能够了解人工智能在不同阶段的重要成果和应用领域，增强对信息技术发展趋势的关注度。（二）计算思维内涵：计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。具备计算思维的学生，在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；总结利用计算机解决问题的过程与方法，并
5、迁移到与之相关的其他问题解决中。在本单元中的体现：在搭建简易聊天机器人的过程中，学生需要运用编程语言和自然语言处理技术，实现机器与人的基本对话功能，这要求学生具备抽象问题、建立模型和组织数据的能力。通过讨论人工智能的核心算法和应用案例，学生能够理解算法在人工智能中的重要作用，培养运用算法解决问题的思维习惯。在分析人工智能发展历程的过程中，学生需要总结不同阶段的技术特点和应用领域，这有助于他们形成系统化的思维方式和解决问题的能力。（三）数字化学习与创新内涵：数字化学习与创新是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。具备数字化学习与创新的学生，能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯；掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，助力终身学习能力的提高。在本单元中的体现：学生通过利用编程语言和自然语言处理库搭建简易聊天机器人，体验数字化学习环境下的创新实践，培养数字化学习与创新的能力。在探讨人工智能发展历程
6、和应用案例的过程中，学生能够了解数字化工具和资源在人工智能研究中的应用，提高利用数字化资源进行学习和创新的能力。通过项目式学习和小组讨论等方式，学生能够开展自主学习和协同工作，共同解决问题并形成创新成果，提升团队合作和创新能力。（四）信息社会责任内涵：信息社会责任是指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。具备信息社会责任的学生，具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全；关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。在本单元中的体现：在搭建简易聊天机器人的过程中，学生需要关注信息安全和隐私保护问题，确保所开发的应用不会侵犯用户的合法权益，培养信息安全意识。通过讨论人工智能的社会影响和责任，学生能够认识到信息技术发展对社会的双重作用，积极关注并思考信息技术革命所带来的环境问题与人文问题。在探讨人工智能发展历程和未来趋势的过程中，学
7、生能够了解信息技术创新对社会发展的推动作用，培养积极学习的态度和理性判断的能力，为未来的信息技术应用和创新做好准备。三、学情分析（一）已知内容分析进入高中信息技术选择性必修4人工智能初步的学生，已经具备了一定的信息技术基础知识，并完成了必修课程“数据与计算”和“信息系统与社会”的学习。在这些基础课程中，学生已经掌握了数据编码、数据与信息的关系、算法与程序设计、信息系统组成与应用等核心概念，能够利用数字化工具进行基本的数据处理和信息分析。他们也了解了信息系统在社会中的重要作用以及信息安全的基本知识。学生在日常学习和生活中，已经接触到各种智能化设备和系统，如智能手机、智能音箱、智能家居等，对人工智能有了一定的直观感受，但这些感受大多停留在表面，缺乏对人工智能深入、系统的理解。（二）新知内容分析本单元的教学内容围绕“人工智能初识”展开，旨在帮助学生全面了解人工智能的基本概念、发展历程、应用领域以及对社会的影响。具体内容包括：人工智能的概念与特征：学生需要理解人工智能的定义，区分弱人工智能与强人工智能，并探讨人工智能的基本特征。人工智能的发展历程：学生需要了解人工智能从诞生到现在的发展历程，包
8、括早期的符号推理、专家系统、知识工程，以及近年来的大数据、深度学习和人工智能的第三次复兴。人工智能的应用领域：学生需要了解人工智能在各个领域的应用，如自然语言处理、计算机视觉、机器人学、博弈与伦理、机器学习等，并探讨人工智能对社会生活的影响。人工智能的伦理与社会问题：学生需要思考人工智能发展所带来的伦理和社会问题，如隐私保护、就业冲击、人工智能武器的道德困境等。人工智能的实践体验：通过搭建简易聊天机器人等实践活动，学生将亲身体验人工智能的应用，加深对人工智能的理解。（三）学生学习能力分析高中生的认知能力已经相对成熟，能够进行抽象思维和逻辑推理。在信息技术必修课程的学习中，他们已经掌握了一定的编程技能和数据处理能力，为学习人工智能奠定了良好的基础。高中生对新鲜事物充满好奇，愿意探索未知领域，这有利于激发他们对人工智能学习的兴趣。人工智能作为一个复杂且快速发展的领域，涉及多学科知识，对学生的综合素质要求较高。学生需要在理解基本概念的基础上，能够进行跨学科的思考和分析，这对学生来说是一个挑战。（四）学习障碍突破策略为了帮助学生克服学习障碍，更好地掌握人工智能的相关知识，我们可以采取以下策略：
9、创设生活化情境：通过创设与学生生活紧密相关的情境，如智能家居、智能医疗、自动驾驶等，激发学生的学习兴趣，帮助他们理解人工智能在现实生活中的应用。采用项目式学习：通过项目式学习的方式，让学生在完成具体项目的过程中，逐步掌握人工智能的相关知识。例如，可以设计一个“智能校园导航系统”项目，让学生在完成项目的过程中，了解人工智能在路径规划、图像识别等方面的应用。跨学科整合：人工智能涉及多学科知识，如计算机科学、数学、心理学、哲学等。在教学过程中，可以跨学科整合相关知识，帮助学生建立全面的知识体系。例如，在探讨人工智能伦理问题时，可以引入哲学和社会学的相关理论。强化实践操作：通过搭建简易聊天机器人、参与机器学习模型训练等实践操作，让学生亲身体验人工智能的应用，加深对相关知识的理解。引导自主学习：鼓励学生利用课余时间自主学习人工智能的相关知识，如阅读相关书籍、观看在线课程、参与学术竞赛等。可以建立学习小组，让学生在小组内交流学习心得，共同解决问题。注重伦理教育：在教授人工智能技术的同时，注重伦理教育，引导学生思考人工智能发展所带来的伦理和社会问题，培养他们的责任感和使命感。利用信息技术手段：利用信息技术手段，如在线学习平台、虚拟实验室等，为学生提供丰富的学习资源和便捷的学习途径，提高学习效率。通过以上策略的实施，我们可以帮助学生克服学习障碍，更好地掌握人工智能的相关知识，培养他们的创新思维和实践能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。四、大主题或大概念设计本单元的大主题设计为“探索智能之旅：理解人工智能及其影响”。这一主题旨在通过一系列的学习活动，帮助学生从体验到思考，全面了解人工智能的基本概念、发展历程及其对社会的影响，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力，以及信息社会责任。五、大单元目标叙写（一）信息意识信息敏感度：学生能够敏锐地感知
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