2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一4.1《了解手寫數(shù)字識別-體驗(yàn)人工智能》說課稿

2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一4.1《了解手寫數(shù)字識別——體驗(yàn)人工智能》說課稿課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃3課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課主要講解滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第4.1節(jié)《了解手寫數(shù)字識別——體驗(yàn)人工智能》的內(nèi)容，包括手寫數(shù)字識別技術(shù)的基本原理、應(yīng)用場景和實(shí)現(xiàn)方法。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)的信息技術(shù)基礎(chǔ)知識和計(jì)算機(jī)應(yīng)用知識緊密相關(guān)，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以進(jìn)一步了解人工智能領(lǐng)域的手寫數(shù)字識別技術(shù)，加深對計(jì)算機(jī)應(yīng)用的認(rèn)識。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。通過學(xué)習(xí)手寫數(shù)字識別技術(shù)，學(xué)生能夠認(rèn)識到人工智能在日常生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)信息意識；通過分析識別過程，學(xué)生能夠鍛煉計(jì)算思維，理解算法和模型的應(yīng)用；同時(shí)，通過實(shí)踐操作，學(xué)生能夠體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)的過程，激發(fā)創(chuàng)新思維，提升在信息技術(shù)領(lǐng)域的問題解決能力。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，包括計(jì)算機(jī)的基本操作、網(wǎng)絡(luò)的基本知識以及簡單的編程概念。他們可能已經(jīng)接觸過一些簡單的算法和數(shù)據(jù)處理，但對于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的基本原理了解有限。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：高中學(xué)生對新技術(shù)和新知識通常具有較強(qiáng)的好奇心和探索欲，對手寫數(shù)字識別這樣的應(yīng)用場景表現(xiàn)出濃厚的興趣。他們的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，能夠通過自學(xué)和合作學(xué)習(xí)掌握新知識。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能更傾向于通過實(shí)踐操作來學(xué)習(xí)，而另一部分學(xué)生可能更偏好理論學(xué)習(xí)和閱讀。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)手寫數(shù)字識別時(shí)，可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：一是對人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)概念的理解不夠深入，難以將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合；二是編程基礎(chǔ)薄弱，難以理解算法實(shí)現(xiàn)的具體步驟；三是面對復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和模型訓(xùn)練過程，可能會(huì)感到挫敗和困惑。因此，教學(xué)中需要注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，提供足夠的實(shí)踐機(jī)會(huì)，同時(shí)通過逐步引導(dǎo)和鼓勵(lì)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的困難。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，安裝有Python編程環(huán)境、OpenCV庫等人工智能相關(guān)軟件的計(jì)算機(jī)；白板或電子白板；

-課程平臺：學(xué)校教學(xué)平臺或在線學(xué)習(xí)平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和作業(yè)；

-信息化資源：手寫數(shù)字識別相關(guān)的教學(xué)視頻、案例教程、在線實(shí)驗(yàn)平臺；

-教學(xué)手段：PPT演示文稿，用于講解理論知識；實(shí)物教具，如手寫板，用于演示手寫數(shù)字識別過程。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對人工智能的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道人工智能是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于人工智能在日常生活、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域的應(yīng)用圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受人工智能的魅力或特點(diǎn)。

簡短介紹人工智能的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.人工智能基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解人工智能的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解人工智能的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)，如機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

詳細(xì)介紹人工智能的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解。

3.人工智能案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解人工智能的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的人工智能案例進(jìn)行分析，如人臉識別、自然語言處理等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解人工智能的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用人工智能解決實(shí)際問題。

小組討論：讓學(xué)生分組討論人工智能的未來發(fā)展或改進(jìn)方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與人工智能相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用”或“人工智能與隱私保護(hù)”。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對人工智能的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)人工智能的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括人工智能的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)人工智能在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用人工智能。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研究的能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于人工智能的短文或報(bào)告，要求結(jié)合實(shí)際案例，探討人工智能的未來發(fā)展趨勢和可能帶來的社會(huì)影響。

要求學(xué)生在課后進(jìn)行查閱資料，準(zhǔn)備相關(guān)的數(shù)據(jù)和觀點(diǎn)，以支持自己的論述。

8.教學(xué)反思與改進(jìn)（5分鐘）

目標(biāo)：教師反思教學(xué)過程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，為后續(xù)教學(xué)提供參考。

過程：

課后，教師應(yīng)反思本節(jié)課的教學(xué)效果，包括學(xué)生的參與度、理解程度以及教學(xué)方法的適用性等。

根據(jù)反思結(jié)果，教師可以調(diào)整教學(xué)策略，改進(jìn)教學(xué)方法，以提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-人工智能發(fā)展歷史：介紹人工智能從誕生到如今的發(fā)展歷程，包括各個(gè)重要里程碑和代表性人物。

-機(jī)器學(xué)習(xí)算法：介紹常見的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，如線性回歸、決策樹、支持向量機(jī)等，以及它們的應(yīng)用場景。

-深度學(xué)習(xí)：講解深度學(xué)習(xí)的基本概念、常用模型和實(shí)現(xiàn)方法，如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）等。

-人工智能倫理：探討人工智能在發(fā)展過程中可能帶來的倫理問題，如隱私保護(hù)、算法偏見等。

2.拓展建議：

-閱讀書籍：《人工智能：一種現(xiàn)代的方法》（StuartRussell&PeterNorvig）、《深度學(xué)習(xí)》（IanGoodfellow、YoshuaBengio、AaronCourville）等。

-觀看視頻：YouTube上關(guān)于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的教學(xué)視頻，如“AndrewNg的機(jī)器學(xué)習(xí)課程”、“DeepLearningAI”等。

-參加在線課程：Coursera、edX等在線教育平臺上提供的人工智能相關(guān)課程，如“吳恩達(dá)的深度學(xué)習(xí)專項(xiàng)課程”、“斯坦福大學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)課程”等。

-加入學(xué)術(shù)社群：關(guān)注人工智能領(lǐng)域的學(xué)術(shù)期刊、論壇和社群，如arXiv、GitHub、StackOverflow等，了解最新研究成果和行業(yè)動(dòng)態(tài)。

-實(shí)踐項(xiàng)目：參與實(shí)際的人工智能項(xiàng)目，如人臉識別、語音識別等，通過實(shí)際操作加深對知識的理解和應(yīng)用。

-撰寫論文：鼓勵(lì)學(xué)生撰寫關(guān)于人工智能的論文，如對現(xiàn)有算法的改進(jìn)、新算法的設(shè)計(jì)等，提高學(xué)生的學(xué)術(shù)研究能力。

-參觀企業(yè)：組織學(xué)生參觀人工智能企業(yè)，了解人工智能在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，拓寬學(xué)生的視野。

-開展競賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加人工智能領(lǐng)域的競賽，如Kaggle競賽、GoogleAI挑戰(zhàn)賽等，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①本文重點(diǎn)知識點(diǎn)：

-人工智能基本概念

-手寫數(shù)字識別技術(shù)原理

-機(jī)器學(xué)習(xí)算法在識別中的應(yīng)用

②重點(diǎn)詞句：

-“人工智能是一種模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)?！?/p>

-“手寫數(shù)字識別是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它涉及圖像處理、模式識別和機(jī)器學(xué)習(xí)等多個(gè)技術(shù)?！?/p>

-“機(jī)器學(xué)習(xí)算法通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)特征，從而實(shí)現(xiàn)對手寫數(shù)字的自動(dòng)識別?！?/p>

③邏輯關(guān)系闡述：

①人工智能基本概念是本節(jié)課的基礎(chǔ)，它為學(xué)生理解手寫數(shù)字識別技術(shù)提供了理論框架。

②手寫數(shù)字識別技術(shù)原理是本節(jié)課的核心，它詳細(xì)解釋了手寫數(shù)字識別的步驟和技術(shù)細(xì)節(jié)。

③機(jī)器學(xué)習(xí)算法在識別中的應(yīng)用是本節(jié)課的拓展，它展示了如何將理論知識應(yīng)用于實(shí)際操作中，使學(xué)生能夠理解算法在實(shí)際識別過程中的作用。這三個(gè)知識點(diǎn)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)完整的邏輯鏈條，幫助學(xué)生從理論到實(shí)踐，逐步深入理解手寫數(shù)字識別技術(shù)。八、反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實(shí)踐導(dǎo)向：在教學(xué)中，我注重將理論知識與實(shí)際操作相結(jié)合，通過讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，如使用Python編寫簡單的識別程序，來加深他們對手寫數(shù)字識別技術(shù)的理解。

2.案例教學(xué)：我引入了多個(gè)實(shí)際案例，讓學(xué)生通過分析案例來理解手寫數(shù)字識別技術(shù)的應(yīng)用，這樣不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也增強(qiáng)了他們的分析能力。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生基礎(chǔ)差異：由于學(xué)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)不同，部分學(xué)生在理解算法和模型時(shí)存在困難。這需要我在教學(xué)中更加注重分層教學(xué)，針對不同層次的學(xué)生提供不同的學(xué)習(xí)資源。

2.教學(xué)互動(dòng)不足：在課堂討論環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的參與度不夠高，可能是由于對某些概念的不理解或者缺乏自信。這提示我需要更多地去鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)言，創(chuàng)造一個(gè)更加開放和包容的課堂氛圍。

3.評價(jià)方式單一：目前的評價(jià)方式主要依賴于作業(yè)和期末考試，這可能導(dǎo)致學(xué)生只關(guān)注分?jǐn)?shù)，而忽略了知識的實(shí)際應(yīng)用。我需要探索更加多元化的評價(jià)方式，如項(xiàng)目評估、小組合作等。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.分層教學(xué)：針對學(xué)生基礎(chǔ)差異，我將采用分層教學(xué)策略，為不同層次的學(xué)生提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)材料和輔導(dǎo)，確保每個(gè)學(xué)生都能跟上教學(xué)進(jìn)度。

2.提高互動(dòng)性：為了提高課堂互動(dòng)性，我將設(shè)計(jì)更多開放性問題，鼓勵(lì)學(xué)生參與討論，同時(shí)通過小組合作項(xiàng)目