《无处不在的人工智能》教学设计

佘航 湖北省武汉市东西湖区吴家山第三小学

●创新整合点

①紧扣新课标核心素养要求，采用体验式教学方法，进行线上线下混合教学，引导学生从应用中总结普遍存在的特征。

②通过体验人工智能的应用场景，引导学生认识身边的人工智能应用，并体会这些应用给学习和生活带来的便利，感受人工智能技术对人类社会的深刻影响。

●教材分析

《无处不在的人工智能》选自人工智能教材“人工智能启蒙”第一单元的学习内容，本单元从人工智能产品出发，引导学生体验生活中的人工智能产品，了解人工智能的概念，并用人工智能产品去解决实际生活中的问题，激发学生对人工智能课程的学习兴趣。因此，教学环节的设计主要采用体验式教学方法，通过人工智能设备体验、教材内容思考探究、观看人工智能应用视频等多种方式，引导学生亲身参与体验、探究、实践、拓展、小结环节，让学生在自主探究中成长，在合作交流中进步，在实践操作中感悟，在解决问题中提升。

●学情分析

本课程面向的是第一次接触人工智能的小学生，他们虽然成长于数字环境，熟悉各种数字设备，但对“人工智能”的了解比较少，对人工智能的概念认识比较模糊。因此，本节课的教学重点为“了解日常生活中有哪些人工智能应用、人工智能给我们的生活带来了哪些便利等”。在课堂中教师鼓励学生使用人工智能技术解决实际问题，并进行创造性的练习，通过写、画、拼等多种方式设计有创意的人工智能产品，并与同伴分享。

●教学目标

知识与技能目标：能够简单描述人工智能的定义；能够简单描述图灵测试的作用；能够列举人工智能的常见应用。

过程与方法目标：课前，通过自主探索“人工智能写诗系统”，感悟人工智能的定义。课中，自主观看人工智能应用的视频，小组讨论哪些场景应用了人工智能；利用人工智能应用，通过小组合作完成“人工智能之父”的信息解密。课后，设计人工智能产品，分享交流自己的设想，并进行自评与互评。

情感态度与价值观目标：感知人工智能，培养对人工智能的主动学习和应用意识；感受人工智能应用，提高用数字化方式创新思维和解决问题的能力；了解人工智能带来的伦理与安全挑战，增强自我判断意识和社会责任感。

●教学环境与准备

教学环境：计算机网络教室、电子白板、无线网络。

教学准备：课件、学习任务单。

●教学过程（如下页图1）

图1

1.游戏引入

（1）以“挑战机器人之一分钟五子棋游戏”引入，让学生感知人工智能。

师：接下来请一位小挑战者评价一下机器人的棋艺水平。

学生现场体验五子棋游戏，并分享挑战结果和感受。

（2）展示AlphaGo围棋对战图片，学生观察并分享图片信息，教师揭示课题。

师：这就是现在的人工智能程序，大家看，它甚至战胜了曾经的世界围棋第一人。本节课就让我们一起来揭开人工智能的神秘面纱。

设计意图：采用体验感知的方式，设计让学生现场体验人工智能技术的应用—五子棋游戏，通过与人工智能AlphaGo战胜围棋世界第一选手李世石这一案例进行对比，展现AI在围棋等高度复杂游戏领域的强大实力，全方位激发学生对人工智能的好奇心。

2.自主探究

活动1：引入人工智能写诗系统—九歌，完成九歌考题。

（1）介绍“九歌—人工智能诗歌写作系统”，引导学生上机进行实践，探索并总结人工智能“九歌”的特点及作用。

（2）出示“九歌考题”，展示两首诗，请学生朗读，并让学生猜猜看哪首是“九歌”写的，哪首是诗人写的。

（3）教师小结：人工智能真的能让机器像诗人一样写诗，甚至让我们难以分辨。

设计意图：引入“九歌—人工智能诗歌写作系统”，让学生在读诗、猜诗的过程中对人工智能有更进一步的了解，感受人工智能真的能让机器像诗人一样写诗，甚至让人难以分辨。

活动2：自主学习，描述并理解人工智能定义。

（1）引导学生阅读书本内容“1.1 初识人工智能”，并提问：什么是人工智能？

（2）学生理解定义后思考：“九歌”模仿了人类的哪种智能？

（3）组织学生观看“人工智能应用”的学习视频，请学生描述视频中出现的人工智能场景，并提问：结合人工智能的定义，说说它模仿的是人的什么。

（4）教师归纳并小结人工智能的定义。

设计意图：有了“九歌”考题的基础，学生对人工智能让机器像人一样有了比较清晰的了解。当然，定义的学习，不仅仅局限于描述还要能理解。因此，在此活动中，学生首先要能用人工智能的定义去描述活动1中的“九歌”主要体现在思维方面让机器像人一样，这也检验出学生对人工智能定义的理解程度。通过观看各种生活中常见的线上人工智能应用视频，如百度搜索引擎文字搜索、百度识图、智能采摘机器人等，让学生用人工智能定义去描述视频中的应用，从思维、行为、表现等方面对视频中的应用进行归类，从而真正理解人工智能的定义。

3.动手实践

这一环节主要引导学生将对人工智能的理解转化为实践操作，用人工智能技术解决问题。

活动1：用人工智能应用完成学习任务单— “人物解密”。

（1）教师布置学习任务单中的任务一— “人物解密”，提供与人物相关的一张图、一个词，学生用人工智能应用中的百度搜索引擎相关功能（文字搜索、智能识图等）完成学习任务单上的人物解密（如下页图2）。

图2

（2）教师提问：“你解密出的人物是谁？你用到了哪种方法呢？”学生分享人物解密结果以及使用的方法。

设计意图：学习任务单的人物解密设计既要有明确的指向性，也要能让更多的学生在有限的时间内快速找到答案。因此，在设计上，解密的人物也是本节课人工智能学习的核心人物，即人工智能之父—图灵。学生通过完成学习任务单中的任务一—“人物解密”，体验人工智能应用，并将其应用于解决实际问题中，从而培养学生用人工智能技术解决实际问题的能力。

活动2：智能语音助手—讲解图灵测试，学生了解图灵测试的要点。

教师引入手机智能助手“小艺”，学生利用智能助手介绍“图灵测试”。

设计意图：此活动串联活动1中的人工智能之父—图灵，引出什么是图灵测试。此时，教师引入手机智能助手，学生借由语音对话了解图灵测试，体验用手机中的人工智能应用解决教学重难点，这也是一次对人工智能技术解决实际问题的再体验，让学生感受人工智能的便利。

4.拓展提升

（1）播放“智能生活”视频，启发学生思维。

师：你想设计什么样的人工智能产品帮助你解决教室中遇到的问题？

（2）教师布置学习任务单中的任务二—“智能教室设计师”，学生完成人工智能产品设计。（教师巡视、指导）

（3）学生进行作品分享，介绍设计原因以及产品功能。

（4）学生互评，教师点评。

设计意图：在此环节中让学生用人工智能去解决在教室中遇到的问题，更能启发学生的思维。为了更好地引导学生思考，教师利用智能生活视频作为引入，提供智能笔、智能课桌等设计方向，帮助学生更好地拓宽思路。由此，学生在理解人工智能定义、了解人工智能应用的基础之上，设计人工智能产品解决在教室中遇到的实际问题，培养用人工智能解决问题的能力和创新思维。

5.课程小结

①学生填写学习任务单中的任务三—“学习表现评价表”“学习内容评价表”，完成自评。

②学生分享本节课学习收获。

③教师提出AI议题：人工智能技术能改善人们的生活，但现实生活中是否存在滥用误用呢？（学生分享观点，教师点评并小结）

设计意图：让学生对本节课所学内容及课堂表现进行评价、总结。同时，引入AI议题，引导学生思索人工智能给生活带来便利的背后可能存在的伦理与安全挑战，让学生增强自我判断意识和责任感。

●教学反思

①人工智能的概念比较抽象，因此，在课程中要结合不同的人工智能应用，化抽象为具体，引导学生对人工智能有更深刻的理解。

②在让学生了解身边的人工智能产品时，为了让学生有亲身感受，教师采用任务驱动法，让学生既体验了人工智能产品，也学会用人工智能去解决遇到的问题，从“看”到“学”最后到“用”，由浅入深让学生真正感受到了生活中的人工智能。

③创新思维，学以致用。以“人工智能设计师”为题，让学生设计人工智能设备去改造教室，既有助于学生理解和掌握人工智能的概念，也有助于培养学生的创新能力和创造性思维。