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1、人工智能改变我们的生活教案教材分析：华中师范大学出版社出版的七年级信息技术第四章用计算机处理数据计算思维的未来人工智能改变我们的生活，重点是培养学生的计算思维。本节课是Arduino开源硬件和mixly图形化编程初级入门课，通过本课的学习，为学生学习其他编程模块打下良好的基础。学生分析：本节课授课对象是七年级学生，他们思维活跃，已经培养了一定的逻辑思维能力，具备操作计算机的一般技能和一定的自学能力，能以小组合作的方式完成具有创意的任务。本课是Arduino开源硬件和mixly图形化编程初级入门课，对于七年级学生来说，学习本课内容即使没有任何编程基础也不成问题。因此，本节课根据教学目标，把机器人
2、编程由浅入深的设计到各个“任务”中，激发学生学习兴趣，在自主探究、合作学习的过程中，有所收获，此时再引导学生分析与总结，由表及里，掌握模块编程，提高应用计算思维解决问题的能力。教学目标：（1）初步接触人工智能技术在生活中的一些应用,了解人工智能技术的概念、发展和原理。初步了解机器人的基本结构，在过程中培养创新精神，提高实践能力。（2）在教师指导下，通过模仿及积极的创意，能够完成简单的机器硬件装配、程序编写、简单调试等任务，使机器人能够解决简单的问题。（3）感受机器人技术的重要性以及Arduino平台的便捷性，培养对Arduino机器人课程学习的兴趣以及动手解决实际生活问题的兴趣，提高问题意识以
3、及STEM素养，促进全面而有个性的发展。过程与方法：（1）利用知识迁移等教育规律，引导学生自主探究并掌握Arduino和mixly软件的操作界面。（2）通过任务驱动，自主探究的学习方法，熟悉mixly编程软件模块的功能。（3）通过具体的程序，掌握mixly的基本编程过程。信息技术学科核心素养：(1)信息意识具备较强信息意识的学生，能够根据解决问题的需要，自觉地寻求恰当的方式获取与处理信息；在合作解决问题的过程中，能够与团队成员共享信息，实现信息的最大价值。(2)计算思维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
4、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，并迁移到与之相关的其他问题解决中。(3)数字化学习与创新学生能够认识到数字化学习环境的优势和局限，运用数字化学习工具开展自主学习、协同工作与知识分享，适应数字化学习环境，养成创新的习惯。 (4)信息社会责任学生具备一定的信息社会责任，具有信息安全意识，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，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。教学重、难点：教学重点：了解人工智能技术的发展和原理，初步接触人工智能技术在生活中的一些
5、应用。初步了解机器人的基本结构，在过程中培养创新精神，提高实践能力。教学难点：在教师指导下，通过模仿及积极的创意，能够完成简单的机器硬件装配、程序编写、简单调试等任务，使机器人能够解决简单的问题。教学过程：【导入】一、创设情境，导入新课播放冬奥会北京八分钟视频，提问学生。同学们从这段视频里发现了什么？这次的表演用高科技的手段展现现代中国，舞台上，24块冰屏呈现出新时代中国的美好形象。载着“冰屏”跳出华丽舞步的是24个动作灵活的移动机器人，它们不仅完成了自己动作编排，更与现场演员、地面投影进行了联动表演，同样实现了技术领域的升级创新。信息社会人工智能在我们的生活中随处可见，人工智能在实际生活中应
6、用非常广泛。生活中有哪些人工智能呢？如模拟人能思考的产品人机对弈等，模拟人行为动作的产品机器人，物联网等。（1997年，IBM计算机“深蓝”战胜人类国际象棋冠军卡斯帕罗夫。2016年3月谷歌围棋人工智能AlphaGo在围棋人机大战中战胜韩国棋手李世石，最终双方总比分定格在4：1。）我国的人工智能技术，已具备指纹识别、智能语音交互、图像/视频识别、交通预测等技能。以国内互联网巨头百度、阿里巴巴和腾讯为例，它们都已经在积极发展人工智能：在国内外设立专家实验室，推动无人的自动驾驶、医疗以及自动识别方面的智能硬件。比如，阿里的人脸识别技术已经覆盖了人脸检测、器官轮廓定位、人像美化、性别年龄识别等多个方
7、向。【讲授】二、领悟新知，拓展思维师：计算机天生就能听懂人类的语言吗？肯定不能，这种能力是人赋予它的，是人工的智能。什么是人工智能呢？ 1、人工智能的概念人工智能，又称机器智能，是指由人工制造出来的“机器”所表现出来的智慧与能力。2、人工智能的特点：一是计算智能；二是感知智能；三是行为智能。 3、人工智能的发展研究方向主要包括机器人、语音识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。在当前大数据、万物互联、计算性能大幅提高的背景下，为了促进人工智能教育在中小学的开展，国家、各省市都有各种面向中小学生的、与人工智能相关的科技活动，如机器人比赛（包括机器人足球赛、机器人灭火、机器人综合技能挑战赛等）、
8、智慧编程、电脑制作活动、NOC活动等。同学们可以根据自己的兴趣和特长选择自己喜爱的项目参与其中，体会人工智能带来的挑战与快乐。 下面我们来亲手制作一个人工智能作品，能够根据湿度自动浇花的装置。【活动】三、任务驱动，合作体验为了让同学们更好地了解人工智能，我们让大家亲身体验一下人工智能的魅力。将学生分成6组，每组6个人，完成一个湿度驱动装置任务。1、硬件材料材料表序号名 称型号数量备注1Arduino主板RB-01C07612Arduino扩展板RB-08E01713继电器RB-02S025A14温湿度传感器（DHT11）RB-02S014A15LEDRB-02S005A16直流水泵18跳线若干
9、2、编程软件介绍Arduino是一个基于开放源码的软硬件平台，使用类似Java、C语言的IDE集成开发环境和图形化编程环境。扩展板采用了3P彩色排针，能够对应传感器连接线，防止插错。其中红色对应电源，黑色对应GND，蓝色对应模拟口，绿色对应数字口。Mixly官方版是一款出自北京师范大学米思齐团队的实用型图形化编程工具，自带Java8运行环境，直接双击mixly.vbs即可使用。 3、学生活动设计原理温湿度传感器电路将测量到的湿度值传输给处理模块，处理模块将接收到的湿度值进行判断，如果湿度小于设定值，表示土壤干燥，需要浇水，然后发出信号让LED灯点亮并开始浇水。如果湿度大于设定值，说明土壤不需要
10、浇水，然后处理模块发出信号让LED灯熄灭并停止浇水。连接图首先将Arduino UNO主板与扩展板连接。 编程【小结】四、交流小结，展望未来通过刚才的活动体验，我们已经对人工智能有了一定的初步了解，目前人工智能还不能实现完全替代人的智能。未来你心中的人工智能是什么样的？未来人工智能会战胜人类吗？作为中学生，如何迎接人工智能的挑战？未来究竟是什么样，只要我们敢想，积极去创造，一切皆有可能，未来就在我们手中，让我们一起努力。信息技术的关键在人才，培养人才的关键靠教育。作为中小学生，为了迎接人工智能的挑战，我们要努力学好科学文化知识，积极投身到各种与人工智能相关的科技活动中去，锻炼自己，提升自己，努力做未来信息社会的主人。【反思】五、课后反思在一节课40分钟的时间里，想把人工智能技术这样的前沿科技讲得多么深入是不可能的，但是怎样激发学生的学习兴趣，我觉得可以从两个方面入手，一个是从知识层面入手，通过播放冬奥会北京八分钟视频，导入新知，介绍人工智能的含义以及人工智能的发展，让学生产生求知欲和探索欲；另一个方面则是从Arduino和Mixly软件编程入手，在老师的帮助下完成用Arduino和Mixly设计一个湿度驱动装置任务，让学生动手亲自体验人工智能在我们生活中的应用，并引发学生对人工智能未来的思考与探索。
