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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 秋季
课题 第15课 人机对话的实现
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
教学内容与学习对象分析
人机对话在日常生活中应用比较普遍，本课的主要内容包括“人机对话的原理”“利用编程实现人机对话”“利用人工智能设备实现人机对话”三个板块。重点学习的大概念是“解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案”和“计算系统可以抽象为输入、计算和输出三个典型环节”。 本课是六年级上册的最后一课，前面已经介绍了算法的实现、算法的效率和算法的影响三部分内容，辨析了在线生活中的算法和算法对生活的影响。本课时需以学科视角观察并解释算法在生活中的具体应用，知道算法在人机对话等技术中的支撑作用，是对本册教材内容的综合性学习。同时，本课也是算法模块阶段性收尾课时，需梳理并总结五六年级中算法知识，也为六年级下控制系统中计算做知识和能力储备。 本课基于“算法”这一逻辑主线，响应课程标准中“针对简单问题，尝试设计求解算法，并通过程序进行验证”的内容要求。以制作AI失物招领机为例，通过Python案例引导学生分析和了解人机对话是如何实现的。“人机对话的原理”板块聚焦“对话输入——语音识别——语义理解——语音合成——语音输出”这一流程，提炼了与智能设备对话的原理。“利用编程实现人机对话”板块回顾使用自然语言或流程图描述人机对话模型，再呈现了Python编写的失物招领程序。“利用人工智能设备实现人机对话”板块拓展了多样化人机对话应用场景。 在日常生活中，学生多次体验过智能音箱、扫地机器人的使用，接触过语音输入、语音输出等应用。经过四年级的学习，学生已经知晓：人的声音如何存入计算机。在五年级的学习中，学生已经学会使用自然语言或流程图建构模型，理解了算法的三种控制结构，掌握了使用算法解决问题的一般过程。在六年级学习中，学生理解了针对不同算法解决同一问题的时间效率差异，一定程度上认识了算法的价值和局限性。六年级学生初步形成计算思维，能理解算法是如何通过一组明确定义且可执行的操作达到问题解决的目的的；能运用算法尝试解决简单问题。能利用文字、图示或简单的代码等方式对解决问题的过程进行描述。能运用多种算法来解决同一个问题，并理解不同的算法效率不同。能理解并能运用解决问题的一般步骤，即从具体到抽象再到具体。能理解计算系统三个环节(输入、计算和输出)的构成要素和工作原理。虽然该阶段的学生在生活中经常接触并使用人机对话，但理解其背后的原理还需要教师的引领；同时，不同的六年级学生使用Python编程实现人机对话原理的思维差异较悬殊，需为不同层次的学生设置分层目标和分层作业，并设计对应的量规。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过体验多种人机对话流程，了解人机对话的原理。 2.通过编程实现与“AI失物招领机”的对话，进一步加深对算法在问题解决过程中所起支撑作用的认识。 教学重点： 解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案。
2. 计算系统可以抽象为输入、计算和输出三个典型环节。 教学难点： 编写人机对话验证的程序。
教学过程
探索：生活中的人机对话设备 【学生活动】 1.认一认课件出示的AI小助手，说一说这些AI小助手的名称。 2.说一说AI小助手的名称，认识这些人工智能设备与其它设备的差异。 【教师引导】 教师利用课件展示讨论话题：生活中有很多智能设备能听芯片人说的话，你能举几个例子吗？ 学生讨论之后回答。（预设：天猫精灵、小爱同学、小度音箱、小天才电话手机等） 建构：同桌交流，探索原理 活动1：学习人机对话的原理 【学生活动】 学生学习课本中的“人机对话的原理”，同桌讨论填写学习单 反馈交流学习单填写，明确人机对话的原理 【教师引导】 1.言语引导学生进行同桌讨论与学习单的填写 2.请三位不同能力水平的同学进行反馈，教师随机进行指导。 3．一起小结，完成课件上关于人机对话原理的内容的填写，明确人机对话原理 活动2：AI失物招领机算法分析 【学生活动】 1.辨析AI失物招领机两次人机对话的截图，找一找回答不一样的地方，分析原因。 2.根据问答的截图和刚才的分析，同桌两人一小组用自然语言描述招领机的算法。 3.用自然语言说一说AI失物招领机的算法。 4.在电脑上画一画AI失物招领机的流程图。 5.展示流程图，并讲解算法流程。 【教师引导】 言语引出AI失物招领机，课件出示AI失物招领机的两次对话截图，引导学生一起分析两次人机对话，找出造成回答不一样的原因。 预设：AI给出的两次回答不一样，原因是小明同学给的答案不一样 引导学生用自然语言描述算法，教师随机走动，观察学生的总体情况，并进行相应的指导。 抽2位不同水平的同学进行全班交流。 课件展示AI失物招领机的自然语言描述算法的语段，引导学生根据对话截图和语段分析算法逻辑，画一画流程图，教师流动指导，观察学生的绘制过程，记录普遍性的问题，解决个别问题。 抽3位水平一般的同学进行流程图展示与算法流程介绍，教师进行点评，并对刚才的普遍性问题进行统一讲解。 活动3：编程模拟AI失物招领机 同桌讨论并完成学习单的填写。 全班交流学习单的填写结果。 应用：主题创作，设计一个人工智能设备 活动1：主题创作，完成人工智能设备的设计 【学生活动】 同桌讨论确定设计的利用人机对话技术的人工智能设备。 讨论交流算法设计，在电脑上完成流程图的绘制。 根据设计的流程图，在Python编辑器中进行编程实现。 全班展示自己的设计，包括流程图和代码等。 【教师引导】 用课件出示创作的主题，明确创作的要求。 在学生绘制流程图和进行编程时，随机流动指导，解决学生遇到的问题，观察学生的课堂表现。 抽3个水平较高的同学介绍自己的设计，进行点评和小结。 活动2：提升功能，AI失物招领机的升级 【学生活动】 1.同桌讨论，修改流程图，让AI失物招领机实现多次人机对话。 2.讨论确定修改方案，说一说流程的具体逻辑走向。 3.在Python编程器中，根据修改之后的流程图，进行代码实践。 4.展示代码，讲解程序的总体结构。 【教师引导】 言语引导学生明确课件所示的流程图是单次人机对话的流程图，组织学生同桌讨论，如何更改流程图，能实现多次人机对话。 抽2个能力水平一般的同学说一说修改方案，并进行小结，确定修改的方案，并用课件进行展示。 流动巡视，观察学生的代码能力，随机进行指导。 抽2个能力水平较强的学生进行代码展示，明确为了实现多次人机对话，我们需要用到循环结构，用上while语句实现循环。 拓展：多次人机对话的实现 【学生活动】 同桌讨论流程图的修改，实现多次人机对话，并作全班交流，确定修改方案。 在编辑器中编写代码，实现多次人机对话，个别同学展示代码，讲解算法思路，演示运行结果。 【教师引导】 课件出示AI失物招领机的流程图，引导学生讨论修改流程图，实现多次人机对话，抽2位能力水平较好的同学介绍修改的方案，教师进行小结，明确多次人机对话的算法。 巡视并关注学生代码编写的情况，抽2位能力水平较高的同学展示成果，并讲解思路，小结while……True和break的用法。 小结：布置作业 【学生活动】 完善主题创作的作品，并完成学习单上的自评。 交流本节课的收获。 【教师引导】 1.课件展示并引导学生明确要求。 2.引导学生进行本节课内容的小结。 3.进行课堂总结。
板书设计 人机对话的实现 人机对话的原理：
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 秋季
课题 第15课 人机对话的实现
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
学习目标
1. 通过讨论交流等学习形式，了解人机对话的环节。 2. 通过编程实现简单的人机对话，进一步加深对算法在问题解决过程中所起支撑作用的认识。
课前学习任务
1.
2. XXX。
课上学习任务
【学习任务一】自学“一人机对话的原理”完成下面内容： AI助手是如何实现人机对话的？ 早期的人机对话系统是： 。 现在的人机对话系统是： 。 现在的人机对话系统主要利用了 、 、 、 、 等技术。 人机对话的原理 【学习任务二】 画一画AI失物招领机的流程图 根据流程图完成AI失物招领机的程序填空 【学习任务三】 自主创作，并完成下面表格的填写： 我的AI作品名称1画出该作品的算法流程图1.未完成 2.完成2编写AI作品程序，验证算法1.未完成 2.完成3优化算法，AI作品的功能更完善1.未完成 2.完成
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作业练习
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学科 信息科技 年级 六年级 学期 秋季
课题 第15课 人机对话的实现
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
作业练习
一、下面是同学设计的人工智能设备：智能计算机，请根据人机对话的截图，设计该设备的流程图，并在Python编辑器中编写程序 进阶要求一：循环进行计算，直到输入“结束”退出程序 进阶要求二：更改设计为智能口算出题机，程序出题，让学生回答，并会判断结果 二、使用智能设备体验人机对话，并记录对话的过程 智能设备的名称人机对话的主题谈话的过程：（可以用一问一答的形式记录）
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