资源简介

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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 八年级 学期 春季
课题 走进人工智能
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
学习目标
1.通过梳理人工智能起源及发展过程，初步认识人工智能，了解人工智能发展历程背后的影响因素，感受人工智能给人类社会发展带来的影响。 2.通过对我国人工智能发展情况的分析，体会发展人工智能的重要意义。
课前学习任务
1. 根据本课学习任务分成三大组，每大组根据人数情况分成若干小组，确定好小组分工，明确小组长、记录员、汇报员等任务，如表1的参考样例。 表1 小组分工参考样例 小组分工具体任务成员组长统筹调度、组织分工搜集资料，汇总整合上交。刘小朋记录员记录本组讨论要点，完成小组导学稿的填写。张明汇报员根据任务整合讨论要点，代表本组发表观点。李非
2.准备百度账号、WPS账号。
课上学习任务
【学习任务一】 分析起源——理解人工智能基本内涵
1.人工智能诞生的标志事件是____________________________________________________。 2.小组讨论：图灵测试模型是如何判定机器是否具有智能？ 【学习任务二】 梳理历程——探究人工智能兴衰原因
人工智能在充满未知的道路探索，曲折起伏，请结合阅读材料，分析人工智能发展曲折起伏的原因。 时期主要事件原因及影响第一阶段 （一起）第一阶段 （一落）第二阶段 （二起）第二阶段 （二落）第三阶段 （三起）第三阶段 (高速发展)
【学习评价】 评价标准自评组评师评理解深度与关联度：是否准确理解问题的要求，紧密围绕问题主题展开，避免离题或偏离重点☆☆☆☆☆☆☆☆☆创新性与独立思考：是否表现出独立思考的能力，避免简单复制他人观点或资料☆☆☆☆☆☆☆☆☆表达清晰与规范性：回答的结构是否清晰，逻辑连贯，易于理解☆☆☆☆☆☆☆☆☆
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阅读材料：人工智能发展简史 第一阶段： AI 兴起（1950-1974） ·1950 年，图灵提出“ 图灵测试 ”（测试机器是否能表现出与人无法区分的智能），让机器产生智能这一想法开始进入人们的视野 ·1956 年，达特茅斯学院人工智能夏季研讨会上正式使用了人工智能这一术语。这是人类历史上第一次人 工智能研讨，标志着人工智能学科的诞生。 ·1957 年,弗兰克 ·罗森布拉特在一台 IBM-704 计算机上模拟实现了一种他发明的叫做“感知器 ”的神经网络模型。《纽约时报》称，“这台机器将成为第一台像人脑一样思考的设备 ”。 ·1965 年，西蒙说到：二十年内，机器将能完成人能做到的一切工作。显然，这个预言直到目前为止，也远远没有实现。 AI 第一次寒冬（1974-1980） · 1973年，英国数学家詹姆士·莱特希尔发表了一份关于人工智能研究的评估报告，认为人工智能研究集中在自动机、机器人和中央神经系统，研究的承诺被夸大了，并没有实现预期的重大影响。他指出：“迄今为止，在该领域（人工智能）的任何一个分支中，都没有出现他们当时承诺的重大成果。”报告发布后，英国政府削减了几乎所有大学的人工智能研究资金，仅剩两所大学继续获得资助。 ·在20世纪70年代，计算机的计算能力和存储能力都非常有限，这限制了研究人员能够构建的模型的复杂性，尤其是在模拟神经系统和自动机方面。 第二阶段： AI 复兴(1980-1987） ·AI 的第一次寒冬，让研究者们的研究热点，转向了专家系统。专家系统，是模仿人类专家决策能力的计算机系统。依据一组从专门知识中推演出的逻辑规则，来回答特定领域中的问题。 ·1976年，斯坦福大学的肖特列夫开发了医学专家系统MYCIN，在MYCIN的知识库里，存放着约450条判别规则和1000条细菌感染方面的医学知识。MYCIN通过文字形式一边与患者对话，一边进行病情诊断。 · 由神经网络之父杰弗里 ·辛顿在1986年发明了适用于多层感知器（MLP）的 BP 算法，有效解决了非线性分类和学习的问题。BP 算法完美的解决了非线性分类问题，让人工神经网络再次引起了人们广泛的关注，开启了神经网络新一轮的高潮。 AI 第二次寒冬（1987-1993） ·在专家系统快速发展的过程中，其劣势也逐渐显露出来。专家系统的劣势有：知识采集和获取的难度很 大；系统建立和维护费用高、专家系统仅限应用于某些特定情景，不具备通用性；使用者需要花很长时间 来熟悉系统的使用。这些劣势，使得商业化面临重重困境，从而直接引发了AI 的第二次寒冬。 ·神经网络的拥趸仍面临一个巨大的问题：计算机性能瓶颈仍然无法突破、且没有海量数据来训练机器。春天尚未到来。 第三阶段： AI 崛起（1993-2010） ·1993 年，在摩尔定律下计算机性能不断突破，深度神经网络模型计算速度大幅度提高。 ·1994 年，中国正式接入国际互联网，开启中国互联网元年。由于互联网技术的迅速发展，终于有了充足的数据来训练神经网络并进行广泛的应用。 ·2006 年，杰弗里 ·辛顿以及他的学生鲁斯兰 ·萨拉赫丁诺夫正式提出了深度学习的概念，开启了深度学 习在学术界和工业界的浪潮。2006 年也被称为深度学习元年。 AI 爆发（2010至今） ·英伟达等公司开发了称为图形处理单元（GPU）的芯片，用于电子游戏中渲染图像所需的繁重处理工作。 需要强大计算能力的计算机科学家们意识到，他们实质上可以“欺骗 ”GPU 执行其他任务——如训练神经网络，GPU 与深度学习结合，模型的训练速度有了数量级的提升。 · 随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展，泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展，大幅跨越了科学与应用之间的技术鸿沟，诸如图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等人工智能技术实现了重大技术突破，迎来爆发式增长新高潮。
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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 八年级 学期 春季
课题 走进人工智能
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
教学目标
1.通过梳理人工智能起源及发展过程，初步认识人工智能，了解人工智能发展历程背后的影响因素，感受人工智能给人类社会发展带来的影响。 2.通过对我国人工智能发展情况的分析，体会发展人工智能的重要意义。
教学内容
教学重点： 人工智能的起源与发展，人工智能的基本概念。
教学难点： 人工智能发展历程背后的影响因素，体会发展人工智能的意义。
教学过程
一. 感知 活动一：互动体验——共话身边的人工智能 学生体验与智能音箱对话，师生共同分析智能音箱的表现。 【具体活动】 1.一位已使用过智能音箱学生上台与智能音箱进行对话。 2.其他学生观察对话过程，思考以下2个问题并举手准备课堂发言。 （1）观察人机对话的过程，分析智能音箱的表现情况。 （2）除了智能音箱，你还使用过或见到过哪些人工智能技术应用场景？ 二. 建构 活动二：分析起源——理解人工智能基本内涵 阅读书本与材料，观看“图灵测试”视频，小组讨论得出人工智能基本内涵。 【具体活动】 1.学生认真阅读书本P5页内容，完成导学单中的填空。 2.学生以小组为单位，通过观看老师提供的视频，讨论分析图灵测试的过程，确定汇报内容。 3.小组汇报员分享本组讨论观点。 活动三：梳理历程——探究人工智能兴衰原因 学生阅读“人工智能的发展”相关资料，梳理不同时期人工智能发展历程的主要事件及影响，填写在表格中，并交流讨论其兴衰原因。 【具体活动】 1.阅读课本P6-P7页和相关资料（人工智能的发展——阅读材料），完成导学单中任务单表填写（其中第一大组主要完成第一阶段，第二大组主要完成第二阶段，第三大组主要完成第三阶段），示例（以第一大组为例，如表1所示）。 表1 任务单表学生作品样例 时期主要事件原因及影响第一阶段 （一起）20世纪50年代初，图灵提出“图灵测试”； 1956 年8月，达特茅斯学院人工智能夏季研讨会。人工智能学科的诞生； 人工智能迅速发展。第一阶段 （一落）1973年，莱特希尔发表关于人工智能研究的评估报告。它花费了大量的资金，但成果极少；第一个人工智能寒冬的开始。
2.结合时间线图和任务单表，小组讨论人工智能三起两落的背后原因，对每个阶段的发展进行归纳，确定汇报内容，小组汇报员分享本组观点。 图1 人工智能的发展时间线图 三. 应用 活动四：应用实践——探索我国人工智能技术研究成果 借助人工智能平台（文心一言）查找资料，小组协同完成一篇“我国人工智能技术研究的成果”的电子文档作品，上传学习平台并分享收获。 【具体活动】 1.小组讨论在教师提供的成果领域中选择一项成果（人工智能芯片、自动驾驶、医疗影像、机器人、城市管理、智能家居等），查找相关资料。学生登录百度平台，在“文心一言”界面，输入关键词，查找我国人工智能技术研究的成果。 2.组员将收集相关资料，通过WPS在线文档协同编辑整理，小组讨论交流，完善作品。 3.组长将本组作品上传到学习平台，组员通过平台浏览其他组上传的作品，对感兴趣的作品进行点赞。 4.小组汇报员分享本组作品。 四. 梳理 活动五：总结提升——体会人工智能发展意义 师生共同回顾所学内容，探讨人工智能的发展对日常生活的改变与深远意义。 【具体活动】 1.全体学生观看板书，跟随老师一起回顾本课内容。 2.小组3人合作，共同梳理书本和导学单中相关知识并划出重点，一人在将本组对人工智能发展的讨论观点发表在学习平台上。
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作业练习
课程基本信息
学科 信息科技 年级 八年级 学期 春季
课题 走进人工智能
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
作业练习
作业：完成学习任务单：“人工智能的起源、发展历程” 对时间线索的把握和关键事件的判断是学生挖掘有用信息的利剑，学生对事件发生顺序的理解，对各个事件之间相互联系的探究，可以理清人工智能三起两落历史背后的因果关系和根本原因。建议教师及时巡视指导，可以提供一些参考样本或展示优秀学生作品样例，来帮助学生完成任务单表。 参考答案如下： 1.人工智能诞生的标志事件是（ 1956年达特茅斯会议的召开 ）。 2.小组讨论：图灵测试模型是如何判定机器是否具有智能？ （在图灵测试中，通常会设置一个“询问者”和一个“回答者”，其中“回答者”可以是人类也可以是机器。询问者通过文字与回答者进行交流，但并不知道对方是人类还是机器。询问者会提出各种问题，试图通过回答者的回答来判断其身份。如果询问者在一段时间内无法准确判断出回答者是人类还是机器，那么这台机器就通过了图灵测试。） 3.填写人工智能的发展历程 表3 任务单表 时期主要事件原因及影响 第一阶段 （一起）20世纪50年代初，图灵提出“图灵测试”； 1956 年8月，达特茅斯学院人工智能夏季研讨会。人工智能学科的诞生； 人工智能迅速发展。第一阶段 （一落）1973年，莱特希尔发表关于人工智能研究的评估报告。它花费了大量的资金，但成果极少 第一个人工智能寒冬的开始。第二阶段 （二起）1976 年，斯坦福大学的肖特列夫开发了医学专家系统MYCIN。 杰弗里 ·辛顿在 1986 年发明了适用于多层感知器（MLP）的 BP 算法。人工智能开始复兴； 开启了神经网络新一轮的高潮。第二阶段 （二落）专家系统的劣势使得商业化面临重重困境。 计算机性能瓶颈仍然无法突破且没有海量数据来训练机器。单纯依赖规则和知识的专家系统未能达到所期望的效果； 人工智能进入了第二次寒冬。第三阶段 （三起）1993 年，计算机性能不断突破，深度神经网络模型计算速度大幅度提高。 2006 年，深度学习概念的提出。人工智能开始崛起； 开启了深度学习在学术界和工业界的浪潮。第三阶段 （高速发展）英伟达等公司开发了称为图形处理单元（GPU）的芯片。 大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展。模型的训练速度有了数量级的提升； 人工智能迎来爆发式增长新高潮。
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