《和AI交朋友》教学设计——初识人工智能

创新整合点
（1借助编程软件的机器学习扩展，使学生初步体验建立训练模型，让电脑进行学习的过程，进而感受人工智能的核心技术之一。
（2）借助编程软件的人工智能服务，
在编写程序时使用语音交互模块，增强趣味性。
教材分析
本课的教学内容是自主整合的。首先，选取了苏教版六年级信息技术“人工智能初步教学”单元中的《初识人工智能》一课的部分内容，让学生了解人工智能的基本概念，并通过体验身边的人工智能，初步感受和了解人工智能的实现原理。其次，选取了“石头、剪刀、布"猜拳游戏的编程实例，让学生在和计算机对战猜拳的过程中，再次体验人工智能识别技术，感知机器学习的完整过程，并完善训练模型，优化程序。最后，选取了生活中的场景运用一识别口罩佩戴情况，让学生编写简易的人工智能系统，模拟解决实际问题，并实现知识迁移，提高学生利用人工智能合理改造生活的能力。在学习过程中，不断激发学生兴趣，让学情分析本节课的教学对象是四年级的学生，他们开始从被动的学习主体向主动的学习主体转变，已具有一定的解决问题能力，可以进行复杂的分析，所以，在自学教材辅助的基础上，鼓励学生思考探究、交流合作发挥主观能动性，积极想象和创造。另外，四年级学生已有一定的生活经验，对人工智能应用有一定的了解，但对人工智能的概念和实现人工智能系统等还是不清楚，所以在多次体验后直观呈现人工智能概念还要借助游戏案例帮助学生建立表象。需要注意的是，学生是刚开始接触慧编程软件，而且个体间编程基础不同，能力有差异，所以对于“识别口罩佩戴”的程序设计，实现基本功能即可。

教学环境与准备
已安装慧编程软件的笔记本电脑、自学教材。
教学过程
1.走近智能语音助手，了解人工智能产品

教师出示小度、小爱同学和天猫精灵的产品图片，提问：“同学们，这些产品大家用过吗？“根据实际情况，追问学生的使用感受。
学生可能回答：它们很智能。
师：它们到底有多能干呢？看！（播放《小爱同学宣传片》）
总结：它们可以对话，可以操控智能家居设备，都是人工智能助手。
根据实际情况，引导学生体验手机的语音助手。
（出示智能灯、智能门锁、智能马桶、智能手环、扫地机器人图片）还有这些，也都是人工智能产品，人工智能已经融入我们生活的很多方面。
让机器会思考、能感知、懂判断，模拟人的智能行为，“人工智能”就是这样一门用于模拟、延伸和扩展人的智能的科学技术。接下来，我们进一步体验人工智能。
设计意图：借助学生已有的生活经验，感受人工智能产品带来的快捷方便。通过图片、视频和手机实操体验，激发学生的学习兴趣，感性地认识什么是人工智能。最后，文字出示人工智能概念，加深印象。
2.走近机器学习，完善训练模型，设计口罩程序

教师与学生玩猜拳游戏，提问：“你们有没有和机器玩过猜拳？”
教师演示在慧编程软件中打开“猜拳游戏”，请学生上台体验，发现计算机判断结果有错。引导学生仔细观察，回答出错的原因。
学生可能的回答：出“剪刀”后，识别显示得不正确。
师：计算机能识别“石头”和“布”，但不能识别“剪刀”，所以我们要教计算机认识“剪刀”

教师指导学生在“机器学习中找到训练模型”，并重置“剪刀的样本。
师：你们觉得怎样可以提高识别的准确性？
学生可能的回答：使用不同人的手，换不同的角度学习样本。学完样本后，再玩猜拳游戏成功。
师：“机器学习”是人工智能的核心技术之一，它是从训练模型到检验再到应用的完整过程，计算机可以通过这样的学习，具备像人一样的智能，学得越多，识别能力越强。
目前，防疫仍不可松像，科学配戴口罩很重要，但老师在校门口执勤的时候发现，还是有同学忘戴口罩或佩戴不正确。你能不能设计智能程序，识别大家的口罩佩戴情况后发出提醒呢？（引导学生发现“识别
口罩佩戴情况”和猜拳游戏的类似之处）
学生可能的回答：“猜拳游戏”是识别“石头”剪刀“布”的手势，“识别口罩佩戴情况”就是识别“戴口罩“没戴口罩“口罩佩戴不规范”的样子。
师：通过“机器学习“完成样本学习，就可以让计算机识别出这三种情况，再通过编程实现智能提醒。
学生自学教材完成程序编写，教师巡回指导。
设计意图：从熟悉的猜拳游戏入手，调动学生的积极性，接着引导他们观察思考，发现问题，此时进行知识讲解，学生高度关注，学得扎实。之后，引出口罩佩戴的实际问题，通过对比学习，引导学生进行知识迁移并应用，保持学习的积极性。四年级学生刚接触慧编程软件，所以借助自学教材，强调编程的重要性，降低编程难度，促进学习的主动性，提升学生自主探究和合作交流的能力。在整个过程中，体验用计算思维解决生活中实际问题的方法，也为后续学习铺垫。
3.走近人工智能，创想未来世界

师：我们了解了人工智能的应用，修复了“猜拳游戏”，还编写了“识别口罩佩戴程序”，你们觉得，校园里有哪些地方或物品可以借助人工智能技术带来便利呢？
学生可能的回答：智能黑板擦、教室环境的智能调节等。
师：近年来，人工智能发展迅速，已经应用到各行各业，为生产生活带来了更多便捷。同学们大胆想象一下，未来的人工智能，会怎样服务于我们的世界呢？
设计意图：从课堂里向课堂外延伸，从校园里向校园外拓展，鼓励学生活学活用，畅想未来，促进学生进一步理解人工智能，激发学生继续学习、深入探究的积极性，提高自身信息素养。