新人教版信息科技三年級(jí)全一冊(cè) 第 28 課【 初識(shí)人工智能 】教學(xué)設(shè)計(jì)

2024-2025學(xué)年人教版(2024)信息科技三年級(jí)全一冊(cè)第28課初識(shí)人工智能一、教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)生能夠了解人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用以及給人們帶來的便利。2.學(xué)生初步體驗(yàn)生成式人工智能。3.學(xué)生了解人工智能帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.讓學(xué)生掌握人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。2.引導(dǎo)學(xué)生理解生成式人工智能的基本概念和應(yīng)用方式。教學(xué)難點(diǎn)1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能應(yīng)用廣泛性的認(rèn)識(shí)和理解能力。2.提高學(xué)生對(duì)人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)的警惕性和防范意識(shí)。三、教學(xué)準(zhǔn)備1.準(zhǔn)備教學(xué)課件，包含人工智能在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用的圖片和視頻，生成式人工智能工具的演示視頻，以及人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的新聞報(bào)道視頻等。2.提前熟悉幾款生成式人工智能工具的操作方法，以便在課堂上進(jìn)行演示。3.準(zhǔn)備一些簡單的問題卡片，用于鞏固練習(xí)。四、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課1.教師展示一些科幻電影中關(guān)于人工智能的片段，如《機(jī)器人總動(dòng)員》中瓦力的形象，《鋼鐵俠》中賈維斯的語音助手等，引起學(xué)生的興趣。2.提問學(xué)生：“你們知道這些電影里的機(jī)器人和智能系統(tǒng)是基于什么技術(shù)實(shí)現(xiàn)的嗎？”引導(dǎo)學(xué)生思考并回答，從而引出本節(jié)課的課題——初識(shí)人工智能。（二）新課講解1.人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用（1）工業(yè)領(lǐng)域①教師播放智能工廠的視頻，視頻中展示機(jī)器人在流水線上進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)的畫面，如汽車制造工廠中，機(jī)器人精準(zhǔn)地焊接零部件、組裝車身等。②教師講解在工業(yè)領(lǐng)域，人工智能可以提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)器人可以24小時(shí)不間斷工作，而且不會(huì)疲勞，能夠保證生產(chǎn)的穩(wěn)定性和一致性。③教師引導(dǎo)學(xué)生思考：如果沒有人工智能，工業(yè)生產(chǎn)會(huì)面臨哪些問題？讓學(xué)生分組討論，然后每組推選一名代表進(jìn)行發(fā)言。例如，學(xué)生可能會(huì)提到生產(chǎn)效率低下、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。（2）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域①教師展示無人機(jī)噴灑農(nóng)藥的圖片和視頻，講解在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，人工智能可以通過無人機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。無人機(jī)可以根據(jù)農(nóng)田的地形、作物的生長情況等信息，自動(dòng)規(guī)劃噴灑路線，精確地噴灑農(nóng)藥和肥料，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少農(nóng)藥和肥料的浪費(fèi)。②教師介紹還有一些智能農(nóng)業(yè)設(shè)備，如智能灌溉系統(tǒng)，可以根據(jù)土壤的濕度自動(dòng)澆水；智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長狀況，如溫度、濕度、病蟲害等情況，并及時(shí)反饋給農(nóng)民，讓農(nóng)民能夠及時(shí)采取措施。③教師讓學(xué)生思考：這些人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用給農(nóng)民帶來了哪些便利？學(xué)生可能會(huì)回答節(jié)省勞動(dòng)力、提高產(chǎn)量等。（3）航空航天領(lǐng)域①教師播放我國載人飛船成功發(fā)射的視頻，講解在航空航天領(lǐng)域，人工智能起到了至關(guān)重要的作用。例如，在飛船的設(shè)計(jì)和制造過程中，人工智能可以幫助工程師進(jìn)行模擬測(cè)試，優(yōu)化飛船的結(jié)構(gòu)和性能；在飛船的飛行過程中，人工智能可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛船的各項(xiàng)參數(shù)，如溫度、壓力、速度等，并及時(shí)做出調(diào)整，確保飛船的安全飛行。②教師引導(dǎo)學(xué)生思考：如果沒有人工智能，航空航天事業(yè)會(huì)面臨哪些困難？讓學(xué)生分組討論，然后每組推選一名代表進(jìn)行發(fā)言。例如，學(xué)生可能會(huì)提到無法準(zhǔn)確模擬測(cè)試、難以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整等問題。（4）交通領(lǐng)域①教師播放智能交通監(jiān)控系統(tǒng)管理交通的視頻，視頻中展示交通攝像頭自動(dòng)識(shí)別車輛違規(guī)行為、智能交通燈根據(jù)車流量自動(dòng)調(diào)整時(shí)間等畫面。②教師講解在交通領(lǐng)域，人工智能可以提高交通管理效率，減少交通事故。智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)道路上的車輛情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)違規(guī)行為并進(jìn)行處罰；智能交通燈可以根據(jù)車流量自動(dòng)調(diào)整時(shí)間，緩解交通擁堵。③教師讓學(xué)生思考：這些人工智能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用給我們的生活帶來了哪些便利？學(xué)生可能會(huì)回答出行更順暢、減少交通事故等。（5）醫(yī)療領(lǐng)域①教師播放智慧醫(yī)療輔助診療的視頻，視頻中展示醫(yī)療機(jī)器人協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)、智能診斷系統(tǒng)根據(jù)患者的癥狀和檢查結(jié)果進(jìn)行診斷等畫面。②教師講解在醫(yī)療領(lǐng)域，人工智能可以提高醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性和效率，減輕醫(yī)生的工作負(fù)擔(dān)。醫(yī)療機(jī)器人可以在手術(shù)中提供更加精準(zhǔn)的操作，降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；智能診斷系統(tǒng)可以快速分析大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，為醫(yī)生提供診斷參考。③教師讓學(xué)生思考：這些人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用給患者帶來了哪些便利？學(xué)生可能會(huì)回答更快地得到診斷結(jié)果、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)等。（6）教育領(lǐng)域①教師播放機(jī)器人陪伴學(xué)習(xí)的視頻，視頻中展示機(jī)器人給學(xué)生講解知識(shí)、回答問題等畫面。②教師講解在教育領(lǐng)域，人工智能可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況個(gè)性化定制教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。機(jī)器人可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和掌握情況，針對(duì)性地提供輔導(dǎo)和練習(xí)。③教師讓學(xué)生思考：這些人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用給學(xué)生帶來了哪些便利？學(xué)生可能會(huì)回答得到個(gè)性化的學(xué)習(xí)指導(dǎo)、提高學(xué)習(xí)興趣等。（7）物流領(lǐng)域①教師播放智能快遞分揀的視頻，視頻中展示機(jī)器人根據(jù)快遞的地址信息自動(dòng)分揀快遞的畫面。②教師講解在物流領(lǐng)域，人工智能可以提高物流分揀效率，降低物流成本。機(jī)器人可以快速準(zhǔn)確地分揀快遞，減少人工操作的誤差和時(shí)間。③教師讓學(xué)生思考：這些人工智能在物流領(lǐng)域的應(yīng)用給快遞行業(yè)帶來了哪些便利？學(xué)生可能會(huì)回答提高分揀速度、降低成本等。2.生成式人工智能體驗(yàn)（1）生成式人工智能介紹①教師播放關(guān)于生成式人工智能的視頻，介紹生成式人工智能是一種能夠模仿人類的創(chuàng)造力和想象力，自動(dòng)生成文字、圖片、視頻、音頻等多種形式的內(nèi)容的人工智能技術(shù)。②教師講解生成式人工智能的應(yīng)用場景非常廣泛，如在廣告設(shè)計(jì)、內(nèi)容創(chuàng)作、藝術(shù)創(chuàng)作等領(lǐng)域都有應(yīng)用。例如，在廣告設(shè)計(jì)中，生成式人工智能可以根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和目標(biāo)受眾，自動(dòng)生成吸引人的廣告文案和圖片；在內(nèi)容創(chuàng)作中，生成式人工智能可以根據(jù)主題和要求，自動(dòng)生成文章、故事等。③教師讓學(xué)生思考：生成式人工智能和我們之前了解的人工智能有什么不同？讓學(xué)生分組討論，然后每組推選一名代表進(jìn)行發(fā)言。例如，學(xué)生可能會(huì)提到生成式人工智能更具有創(chuàng)造性和想象力等。（2）生成式人工智能工具演示①教師選擇一款生成式人工智能工具，如文心一言或ChatGPT（如果條件允許），現(xiàn)場演示生成式人工智能生成內(nèi)容的過程。例如，教師要求生成式人工智能畫一幅“在海邊玩耍的孩子”的畫，然后展示生成的圖片給學(xué)生看。②教師在演示過程中，講解操作步驟和注意事項(xiàng)。例如，要準(zhǔn)確輸入要求，注意語言的表達(dá)和邏輯關(guān)系等。③教師讓學(xué)生選擇一款生成式人工智能工具（可以是教師推薦的，也可以是自己了解的），自己嘗試體驗(yàn)生成內(nèi)容的過程。例如，要求學(xué)生讓生成式人工智能寫一篇關(guān)于“我的寵物”的文章，然后和同桌分享自己生成的內(nèi)容。3.人工智能的安全風(fēng)險(xiǎn)（1）AI歌手引發(fā)的安全思考①教師播放AI歌手的音頻，讓學(xué)生聽一聽AI歌手的聲音和真人歌手的聲音有什么異同。然后介紹利用人工智能技術(shù)和真人歌手已有的歌曲數(shù)據(jù)，可以訓(xùn)練出效果逼真的AI歌手。②教師引導(dǎo)學(xué)生思考：歌手的聲音可以被人工智能模仿，這會(huì)帶來哪些安全風(fēng)險(xiǎn)？讓學(xué)生分組討論，然后每組推選一名代表進(jìn)行發(fā)言。例如，學(xué)生可能會(huì)提到聲音被冒用進(jìn)行詐騙、侵犯版權(quán)等問題。③教師強(qiáng)調(diào)要保護(hù)好自己的聲音等個(gè)人信息，避免被他人利用。（2）“AI換臉”成為詐騙工具①教師講述“AI換臉”成為詐騙工具的案例，如某公司負(fù)責(zé)人甲的“好友”突然打來視頻電話借錢，甲在確認(rèn)過對(duì)方長相和聲音后，給對(duì)方轉(zhuǎn)了一筆錢，事后發(fā)現(xiàn)，騙子提前搜集甲在網(wǎng)絡(luò)上的個(gè)人信息，利用“AI換臉”“AI換聲”等虛假音視頻，假裝好友實(shí)施詐騙。②教師引導(dǎo)學(xué)生思考：如何避免自己成為“AI換臉”詐騙的受害者？讓學(xué)生分組討論，然后每組推選一名代表進(jìn)行發(fā)言。例如，學(xué)生可能會(huì)提到不隨意在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布個(gè)人信息、提高警惕、多重驗(yàn)證等。③教師強(qiáng)調(diào)要保護(hù)好自己的臉等個(gè)人信息，避免被他人利用。（三）鞏固練習(xí)1.人工智能應(yīng)用領(lǐng)域練習(xí)（1）個(gè)人練習(xí)①教師發(fā)放問題卡片，上面寫有不同領(lǐng)域的問題，如工業(yè)領(lǐng)域：人工智能如何提高汽車制造的效率？農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：無人機(jī)噴灑農(nóng)藥有哪些優(yōu)點(diǎn)？航空航天領(lǐng)域：人工智能在飛船飛行過程中有什么作用？交通領(lǐng)域：智能交通監(jiān)控系統(tǒng)是如何工作的？醫(yī)療領(lǐng)域：智慧醫(yī)療輔助診療對(duì)患者有什么好處？教育領(lǐng)域：機(jī)器人陪伴學(xué)習(xí)能給學(xué)生帶來什么便利？物流領(lǐng)域：智能快遞分揀的原理是什么？②學(xué)生拿到卡片后，個(gè)人獨(dú)立思考并回答問題，將答案寫在紙上。③教師巡視學(xué)生的答題情況，對(duì)遇到困難的學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助。例如，如果學(xué)生對(duì)某個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)不了解，教師可以給予提示。④學(xué)生完成答題后，同桌之間互相交換卡片，檢查對(duì)方的答案，并給予反饋和建議。（2）小組討論練習(xí)①教師將學(xué)生分成若干小組，每組34人。②教師在黑板上展示一個(gè)綜合領(lǐng)域的問題，如人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用給人們帶來了哪些共同的便利？③各小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（如15分鐘）進(jìn)行討論，討論結(jié)果寫在紙上。④教師和其他小組的同學(xué)一起對(duì)各小組的討論結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括討論的準(zhǔn)確性、全面性、對(duì)問題的理解深度等。評(píng)選出表現(xiàn)優(yōu)秀的小組，并給予表揚(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)。2.生成式人工智能練習(xí)（1）生成內(nèi)容分析①教師發(fā)放問題卡片，上面寫有一些生成式人工智能生成的內(nèi)容，如一篇文章、一幅圖片、一段視頻等。②學(xué)生拿到卡片后，個(gè)人獨(dú)立分析這些內(nèi)容是如何生成的，思考生成式人工智能的特點(diǎn)和應(yīng)用方式，并將分析結(jié)果寫在紙上。③教師巡視學(xué)生的答題情況，對(duì)遇到困難的學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助。例如，如果學(xué)生對(duì)某個(gè)分析點(diǎn)不了解，教師可以給予提示。④學(xué)生完成答題后，同桌之間互相交換卡片，檢查對(duì)方的答案，并給予反饋和建議。（2）工具使用體驗(yàn)①教師再次讓學(xué)生選擇一款生成式人工智能工具，要求學(xué)生用該工具生成不同形式的內(nèi)容，如寫一篇故事、畫一幅畫、生成一段音頻等。②學(xué)生根據(jù)要求使用工具生成內(nèi)容，并將生成的內(nèi)容和使用過程記錄在紙上。③教師巡視學(xué)生的使用情況，對(duì)遇到困難的學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助。例如，如果學(xué)生在使用工具時(shí)遇到問題，教師可以給予幫助解決。④學(xué)生完成內(nèi)容生成后，將自己的作品和同桌分享，并互相評(píng)價(jià)對(duì)方的作品。3.人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)練習(xí)（1）安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別①教師發(fā)放問題卡片，上面寫有一些人工智能應(yīng)用場景，如AI歌手、AI換臉等。②學(xué)生拿到卡片后，個(gè)人獨(dú)立識(shí)別這些場景中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并將識(shí)別結(jié)果寫在紙上。③教師巡視學(xué)生的答題情況，對(duì)遇到困難的學(xué)生給予指導(dǎo)和幫助。例如，如果學(xué)生對(duì)某個(gè)場景的安全風(fēng)險(xiǎn)不了解，教師可以給予提示。④學(xué)生完成答題后，同桌之間互相交換卡片，檢查對(duì)方的答案，并給予反饋和建議。（2）防范措施討論①教師將學(xué)生分成若干小組，每組34人。②教師在黑板上展示一個(gè)人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)場景，如“AI換臉”詐騙。③各小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)（如15分鐘）進(jìn)行討論，討論針對(duì)該場景的防范措施，并將討論結(jié)果寫在紙上。④教師和其他小組的同學(xué)一起對(duì)各小組的討論結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)包括討論的準(zhǔn)確性、全面性、對(duì)問題的理解深度等。評(píng)選出表現(xiàn)優(yōu)秀的小組，并給予表揚(yáng)和獎(jiǎng)勵(lì)。（四）課堂小結(jié)1.教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，包括人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天、交通、醫(yī)療、教育、物流等領(lǐng)域）、生成式人工智能的概念和體驗(yàn)、人工智能的安全風(fēng)險(xiǎn)（AI歌手引發(fā)的安全思考、“AI換臉”成為詐騙工具等）。2.讓學(xué)生分享自己在本節(jié)課中的收獲和體會(huì)，如了解了人工智能的廣泛應(yīng)用、體驗(yàn)了生成式人工智能、提高了對(duì)人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)的防范意識(shí)等。3.教師對(duì)學(xué)生的一輪分享進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，強(qiáng)調(diào)人工智能在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生在今后的生活和學(xué)習(xí)中繼續(xù)關(guān)注人工智能的發(fā)展，合理利用人工智能帶來的便利，同時(shí)注意防范人工智能帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。（五）作業(yè)布置1.讓學(xué)生回家后和家長一起討論人工智能在家庭生活中的應(yīng)用，至少列舉三個(gè)方面，并記錄下來。2.選擇一款生成式人工智能工具，用它生成一篇關(guān)于“我的學(xué)校”的文章和一幅關(guān)于“我的老師”的畫，并將生成的作品保存下來。3.收集一個(gè)關(guān)于人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)的案例，并分析其中的安全風(fēng)險(xiǎn)和防范措施。五、板書設(shè)計(jì)1.人工智能應(yīng)用工業(yè)農(nóng)業(yè)航空航天程教育（機(jī)器人陪伴學(xué)習(xí)）物流2.生成式人工智能概念體驗(yàn)3.人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)AI歌手AI換臉六、課后反思在本節(jié)課的教學(xué)過程中，通過多種教學(xué)方法和手段，學(xué)生對(duì)人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用、生成式人工智能以及人工智能的安全風(fēng)險(xiǎn)有了較為深入的了解和掌握。1.成功之處（1）導(dǎo)入部分通過展示科幻電影中人工智能的片段，引發(fā)學(xué)生的興趣，自然地引出課題，使學(xué)生更容易理解人工智能的概念。（2）在新課講解中，采用視頻展示、案例分析、實(shí)際操作演示等多種方式，使抽象的知識(shí)變得更加直觀和易于理解。特別是在人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的講解中，通過各個(gè)領(lǐng)域的視頻展示和問題引導(dǎo)，學(xué)生能夠較好地掌握人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。在生成式人工智能體驗(yàn)部分，通過工具演示和學(xué)生自己的操作體驗(yàn)，學(xué)生能夠初步了解生成式人工智能的基本概念和應(yīng)用方式。在人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)部分，通過案例分析和學(xué)生分組討論，學(xué)生能夠提高對(duì)人工智能安全風(fēng)險(xiǎn)的警惕性和防范意識(shí)。（3）鞏固練習(xí)部分設(shè)計(jì)了多種形式的練習(xí)，如個(gè)人練習(xí)、小組討論練習(xí)、生成內(nèi)容分析、工具使用體驗(yàn)、安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、防范措施討論等，能夠從