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高中新课程新教材优质课评选
《关爱老人之智能养老——数据分析与人工智能》 单元教学设计
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高中新课程新教材优质课评选
一、单元基本信息
学科 信息技术 实施年级 高一 设计者
课程标准模块 高中信息技术必修 1《数据与计算》
使用教材 教科版
单元名称 第五单元 数据分析与人工智能
单元课时 4 课时
二、单元教学规划
1 ．项目主题名称
关爱老人之智能养老
2 ．项目主题概述
本单元项目主题为“关爱老人之智能养老 ”系统设计， 项目主题源自于在当前我国
人口老龄化、践行积极老龄观、提倡居家养老的大背景下如何运用数据分析和人工智能
等科技手段推动居家养老服务和提高老年人晚年生活质量的思考，具有很强的现实意
义。通过“关爱老人之智能养老 ”的单元项目情境创设， 激发学生的主人翁意识， 增强
学生服务国家、服务人民的社会责任感和使命感。通过项目的实施， 培养学生的计算思
维、研究能力与合作能力， 促进数字化学习和创新能力的提升， 同时借助项目实施的良
好氛围， 培养科学精神、激发创新意识和信息社会责任， 感受学科魅力， 助推学生个性
发展。
通过对课标中对应章节的学业要求、学业质量水平要求的梳理， 结合本章教学内容
和知识体系， 并基于学生学情， 本单元项目设置为 4 课时。按照大单元项目式学习流程，
整个单元的学习经历了项目式学习的“项目引入→项目分析→项目规划→项目实施→项
(
数据分析
) (
数据采集
) (
关
爱
老
人
) (
健康
) (
陪伴
) (
安全
)目汇报（展示交流评价） ”完整环节， 整个过程体现了学生主体、教师引导的以学习为 中心的教与学关系， 围绕人口老龄化的社会现实问题和关爱老人情境展开， 关注育人目
的，注重培养学生运用数据分析和人工智能技术助力解决居家养老实际问题的能力。
项目引入与项目分析-走进数据分析：通过对第五至七届全国人口普查数据的分析 处理， 引导学生使用不同数据分析方法对数据进行多角度分析， 使用合适的图表可视化 数据分析结果， 挖掘数据背后隐含的信息， 得出数据分析结论， 体验数据分析魅力， 进 而让学生体验数据采集、分析和可视化表达的完整过程和基本方法， 完成数据分析报告。 根据数据分析结论引出“关爱老人 ”的项目主题（情境）， 引导学生根据自己的生活经
验讨论分析出老年人的实际养老需求，形成“关爱老人”项目的初步架构。
(
数据可视化
)
(
出行
)
项目规划和项目初步实施-大数据特征及应用、人工智能技术初感受（概念及应用）： 通过观看并提取《关于加强新时代老龄工作的意见》新闻视频中的关键信息， 强调积极 老龄观、健康老龄化、居家养老、让老年人共享改革发展成果， 进而引出与健康老龄化 相关的案例—— 阿尔茨海默病预测， 让学生了解大数据的特征并讨论其在家庭养老中的 应用， 进一步让学生意识到“关爱老人 ”项目的重要性。根据第 1 课时数据分析结论预 测出人力资源匮乏将成为实施家庭养老面临的主要问题， 进而引导学生思考如何借助技 术助力居家养老， 从而探究用人工智能技术来关爱老人， 进一步明确项目主题“关爱老 人之智能养老”。通过对上节课课后学生完成的养老需求分析报告进行词云分析最终确 定“关爱老人-智能养老 ”项目研究的四个方面：智能健康、智能安全、智能陪伴、智 能出行。各小组明确研究方向,通过阅读学习资源中本组的案例并结合教材内容，研究 与本组项目相关的人工智能技术进而明确技术方向， 学生依据各组的研究方向完成项目
规划，并在此基础上完成小组成员分工，进行项目的初步实施。
;
(
机器学习
深度学习
) (
神经网络
神经元芯片
) (
智能传感器
)
(
关爱老人之智能养老
)
(
智能陪伴
)
(
智能健康
) (
智能安全
) (
智能出行
)
人工智能
启发式搜索
项目实施-人工智能的关键技术与应用：学生在进一步了解项目研究的主要内容和 步骤基础上， 各小组按照分工要求， 在基于互联网的开放性数字化学习环境下进行开放 性研究学习，并通过极域多媒体教学软件中的分组教学功能开展小组协作与资源共享， 协作完成相应的项目任务。在项目实施过程中， 小组成员通过相关人工智能技术的文献、 案例、产品等一系列较为深度的研究， 理解、体验人工智能应用， 在此基础上进行技术 迁移， 思考人工智能技术在助力居家养老四个方面的发展方向、重要价值及可能存在的
问题，感受人工智能在信息社会中的重要作用。
项目汇报（展示交流评价）-体验数据分析和人工智能应用：围绕主题，确立各小 组研究方向， 通过课上课下实施组员分工组内协作， 经过收集数据、分析资料、提炼研 究思想、设计汇报内容、撰写汇报文字稿等一系列环节， 完成研究成果并将成果可视化。 本节课， 学生将通过项目汇报的方式展示各小组的研究成果， 并进行交流评价。通过小 组项目汇报， 学生学习并了解机器学习、深度学习、启发式搜索、神经元芯片、智能传 感器的原理和应用， 感受人工智能在居家养老领域的作用和影响， 并思考人工智能广泛 应用可能引发的社会问题和应对策略。最后， 教师结合本单元项目对人工智能知识进行
梳理，让学生更加深入地认识到“ 关爱老人之智能养老 ”项目研究的意义——让技术
4
(
“关爱老人之智能养老
”
—数据分析和人工智能
（4
课时）
)
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充满温度。
基于整个单元项目的完成，学生学会利用数据分析和人工智能技术解决实际问题， 从而在和谐开放合作的氛围中实现信息技术学科核心素养——信息意识、计算思维、数
字化学习与创新、信息社会责任的培养。基于此，整个单元结构设计如下图：
项目引入与项目分析（1 课时） ---体验数据采集、分析和可视化表达的过程与基本方法
项目规划和项目实施（1 课时） ---结合具体案例了解大数据特征及应用，人工智能技术初感受
项目实施（1 课时） ---通过人工智能典型案例剖析，了解人工智能的关键技术与应 用，并学会技术迁移，认识人工智能技术在信息社会中的重要作
项目汇报（展示交流评价）（1 课时） ---体验数据分析和人工智能应用， 经过深度学习过程形成项目研 究成果，并将成果可视化进行分享展示
3 ．主题学情分析
作为教学对象的高一年级学生，在认知能力上，他们已具备一定的逻辑思维能力、
信息获取与处理能力、数字化学习能力和合作意识， 也有探索新知的好奇心。但是学生
的信息提炼能力、数字化学习与创新能力存在一定的习惯性， 缺乏运用数字化学习工具
表达思想、建构知识的能力。
在知识储备上， 他们在前面的章节中已学习过数据、信息等知识， 并运用数字化工
具开展过学习活动， 同时作为信息时代的数字公民， 他们在生活中虽然体验着数据分析
和人工智能的各类应用， 但是他们缺乏对数据分析和人工智能技术的深度认识及相关实
践体验， 因此学生对如何运用数据分析和人工智能技术解决实际问题是充满好奇和探究
欲的。
在基于解决问题的学习方式上，通过前面的学习中已具有一定的项目式学习基础，
但是让学生自主寻求并探究项目实施所需知识和技能的开放性项目式学习， 学生是既懵
懂又好奇的，对其探究的方法和路径比较陌生。
因此在本单元项目中， 依据最近发展区理论， 我们探索新的课堂教学方式， 在开放
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自主的项目式学习中将学生定位为创新的软件研发者、技术设计者和项目实施者， 经历 需求调查、可行性分析、功能规划、任务分工、分组实施、成果推介等一系列环节， 引 导学生从自主寻求项目实施所需知识和技能的过程中完成知识建构并形成数字化学习 和创新能力，让学生理解如何用数据分析和人工智能技术等学科知识解决生活中的问 题， 感悟信息技术学科方法和学科思想， 进而培养学生的学科兴趣和社会适应性， 提升
信息社会责任。
4 ．开放性学习环境
多媒体机房、极域多媒体教学软件、因特网、问卷星、在线辅助平台、学习资源包、
项目活动手册、项目评价量表。
5 ．单元学习目标
课标素养名称 单元学习目标 对应关系说明
A. 信息意识 B. 计算思维 C. 数字化学习与创新 D. 信息社会责任 ① 了解数据采集、分析和可视化表达的基本 方法，能够利用软件工具或平台对数据进 行整理、组织、计算和呈现。 ② 在数据分析的基础上，完成分析报告，解 决实际问题，认识数据处理在信息社会中 的重要作用。 ③ 通过人工智能典型案例的剖析，了解人工 智能的概念和人工智能相关技术，了解智 能信息处理的巨大进步和应用潜力，认识 人工智能在信息社会中的重要作用。 ④ 通过探究人工智能技术的应用及可能引发 的问题和应对策略，提升信息安全意识和 社会责任。 ⑤ 掌握数字化学习方法，能够根据需要选择 合适的数字化工具或平台开展学习与研 究，并学会运用数字化工具表达思想、建 构知识并可视化呈现。 ① → ABC ② → AB ③ → ABD ④ → ABD ⑤ → ABCD
6 ．教学过程
课时 项目 教学过程
一、情境引入，数据收集 【小调查】 通过小调查情境引入，收集学生家庭中“少年段 ”和“老年段 ” 对比的数据。 二、数据的分析与处理 【小组探究】 观察全国人口普查数据表，小组讨论探究数据表背后隐含的信息，
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第 1 课时 “关爱老 人之智能 养老”— 项目引入 与 项目分析 从而引出数据分析的概念及目的。 分别对“少年段 ”不同时期和“老年段 ”不同时期数据进行纵向进 行对比，并得出结论，介绍对比分析方法和纵向对比分析方法。 【活动 1】 计算不同时期的“少年段 ”和“老年段 ”的百分比以及平均增幅并 尝试对计算的数据使用图表呈现，体验数据的加工与处理。 使用横向分析的方法， 对每个时期的“少年段 ”和“老年段 ”百分 比数据进行对比，得出结论。 对“少年段 ”和“老年段 ”的平均增幅进行对比， 介绍平均分析方 法，以及平均分析长于对比分析结合使用。 对比表格呈现数据的方式和图表呈现数据的方式， 介绍数据可视化 的方式意义及优势。 三、数据分析报告 数据分析报告是对项目研究结果的展示， 就是数据分析结论的有 效承载形式。通过呈现人口普查数据分析报告介绍数据分析的背景、 数据分析过程以及数据分析的结论和建议。 其中数据分析过程是是数据分析的思路方法和模型， 回顾本节课 的数据分析过程。 四、项目引入 根据数据分析报告的结论，引入本单元项目主题“关爱老人”。 五、项目分析 【思考】小组思考讨论，老年人的实际需求有哪些？ 小组讨论结束后，由每组代表汇报结果，收集学生眼里老年人实 际需求的关键词。 六、课后延伸 以小组为单位，设计调查问卷，收集身边老年人养老需求的数据， 通过合适的数据分析方式分析数据，撰写数据分析报告，既亲自体验 了数据分析的过程，又在完成数据分析报告时掌握数据分析报告的书 写格式和意义。 【活动 2】 学生完善项目活动手册，完成评价量表对自己在项目活动中的表 现进行自评和团队评价。 七、归纳总结 教师利用思维导图归纳总结本节课的主要内容， 加深学生对教学重 难点的理解和记忆。
一、情境引入 通过观看视频的方式引出健康老龄化、家庭养老、老有所养、共 享改革发展成果等关键信息。 二、案例引导，探究大数据 【活动 1】体验大数据 通过阿尔茨海默病场景展示，引导学生计算数据量。 由计算出的容量大小引出什么是大数据，并分析阿尔茨海默病预 测研究中体现出的大数据特征。 【活动 2】大数据应用
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第 2 课时 “关爱老 人之智能 养老”— 项目规划 与 项目实施 讨论生活中的大数据应用，引导分析大数据在家庭养老的应用。 三、发现问题，探索智能养老 结合第一课时数据分析结果，学生发现实施家庭养老将面临的人 力资源匮乏问题。 明确结合人工智能技术从智能养老的角度来关爱老人。 依据数据分析报告的词云分析结果，明确从 4 个方面进行智能养 老项目的研究：健康，安全，陪伴，出行，并据此确定 4 个小组的名 称和研究方向。 四、探究人工智能，完成项目规划 【活动 3】项目规划 阅读学习资源和课本，研究相关的人工智能技术，组长组织组员 讨论小组项目研究的初步方案。 五、项目展示与评价 小组汇报：项目组组长或者小组代表上台汇报研究成果，教师进 行引导、评价、小结。 组长依据研究规划，进行小组成员分工。 学生填写项目活动手册、记录项目实施过程中的成果，并利用评 价量化表对自己在项目活动中的表现进行自评和团队评价。 六、总结 教师利用思维导图的形式将本节课的知识有条理的展现出来，巩 固本节课所学知识点。
第 3 课时 “关爱老 人之智能 养老”— 项目实施 一、课堂导入 上一节课 4 位组长就小组研究的初步方案做了精彩的汇报，并且 确定了每组成员的角色分工。从科学研究的角度，教师具体介绍做项 目研究的主要内容和步骤，包括研究目的、方法、成果以及项目交流 形式等。 二、小组分工研究 【组员按照分工要求，完成相应任务】 文本资料收集员和视频资料收集员利用因特网搜索研究所需资 源。 资料分析员对所收集的资料进行分析。 文稿制作员选择合适的数字化工具构建项目交流框架。 文本汇报撰写员要根据资料分析，构思项目交流文字稿。 项目组长利用分组学习平台组织讨论，把控研究进度和方向。 三、成员代表交流 【小组成员依次交流工作过程和工作方法】 教师根据成员的交流情况，给出一定的指导性建议。 四、组长汇报研究进程 【项目组长汇报阶段性研究成果】 根据阶段性汇报内容，点评各小组的研究状况，给予相应的指导 建议。 五、课堂总结 教师利用思维导图的形式将本节课各小组成员在研究中的所处位 置直观地展现出来，并呈现完整的项目研究的一般流程。
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六、课堂评价与课后延伸 学生对自己在项目活动中的表现进行自评和团队评价填写评价量 表，完成项目活动手册并提交。 项目组长带领小组成员课后完成项目研究，撰写成果报告。
第 4 课时 “关爱老 人之智能 养老”— 项目展示 交流评价 一、项目回顾，引入成果展示 经过三周的小组项目研究， 各小组已经完成项目研究成果， 本节课 进行小组项目汇报。 二、项目成果展示与分享 【智能健康组】 汇报关于人工智能解决养老需求之机器学习技术的研究成果；汇 报完毕学生投票评价。 【智能安全组】 汇报关于人工智能解决养老需求之智能传感器的研究成果；汇报 完毕学生投票评价。 【智能陪伴组】 汇报关于人工智能解决养老需求之深度学习和神经元芯片的研究 成果，汇报完毕学生投票评价。 【智能出行组】 汇报关于人工智能解决养老需求之启发式搜索技术的研究成果； 汇报完毕学生投票评价。 每组汇报后，教师适度的评价，给予汇报小组以鼓励。 三、项目评价 通过查看各组投票情况， 了解同学们对小组汇报表现的评价反馈。 四、项目总结 对机器学习、智能传感器、深度学习与神经元、启发式搜索进行 专业且有深度的总结，夯实学生对这些知识的认识和了解。 五、项目评价与检测 【评价】 学生填写项目活动手册，利用评价量表对自己在项目活动中的表 现进行自评和团队评价，并对整个单元项目进行评价。 【检测】 课后完成第五单元习题检测， 通过练习检测学生知识掌握的情况， 反馈学生知识掌握的程度。
7 ．评价方式
基于信息技术学科核心素养而展开课堂教学评价， 利用过程性评价、表现型评价和
终结性评价相结合、自评互评师评相结合的多维评价方式实现对本项目内容教学的持续
性评价。通过项目活动手册的完成情况、课堂任务完成情况统计、课堂汇报情况、成果
推介成效、学生回答、小组自评互评等方法了解学生对关键知识的掌握情况、项目参与
度和在课堂教学中学科核心素养的落实情况。综合过程性评价、表现性评价、自评互评
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师评， 根据每课时的任务制订了课时评价量表， 在每一节课中通过项目活动手册实施评 价；根据项目进度，制订了项目进度评价量表；根据成果推介成效，制订了项目成果推
介成效评价量表。具体评价量表如下：
（1）课时评价量表
项目研究活动评价量表（第一课时）
评价维度 分值 学生评价
1.项目兴趣程度 5 分
2.小组合作中默契度及愉悦度 5 分
3.项目资料的适用性和科学性 5 分
4.项目学习过程中学科知识和学科技能的掌握度 5 分
说明：其中 5 分表示程度非常强；4 分表示程度比较强；3 分表示程度一般；2 分表 示程度不强； 1 分表示程度非常不强。
项目研究活动评价量表（第二课时）
评价维度 分值 学生 评价 组长 评价 教师 评价
1.小组项目兴趣程度 5 分
2.小组合作中默契度及愉悦度 5 分
3.项目资料对小组项目研究的支撑度 5 分
4.项目学习过程中学科知识和学科技能的掌 握度 5 分
5.小组项目规划制定
（1）规划方案合理性 5 分
（2）陈述解决方案的条理性 5 分
（3）实施方式有效性 5 分
说明：其中 5 分表示程度非常强；4 分表示程度比较强；3 分表示程度一般；2 分表 示程度不强； 1 分表示程度非常不强。
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项目研究活动评价量表（第三课时）
评价维度 评价尺度
问题解决能力 充分 体现 一般 体现 没有 体现
1.项目活动中能够较好完成自己分工任务。
2.资料收集员能够多渠道收集项目资料，能够筛选实用性的信 息。
3.资料分析员能够多视角分析资料，挖掘有价值信息。
4.成果汇报设计员能够修正不充分的思路和方案，提出合理的 研究思想。
创新能力
5.自己能对小组提出有用、有价值的建议。
6.成果展示有新颖性、创新性。
团队合作能力
7.小组成员之间分工明确，积极参与项目活动每一环节。
8.自己能够向组员提供帮助，共同协作解决问题。
9.尊重组员，承认并尊重他人观点，对队友礼貌友好。
跨学科能力
10.项目活动过程中包含有其他学科知识的迁移。
11.在项目活动问题中能够用综合视角看待问题。
12.项目活动过程中尝试运用其他学科知识解决问题。
项目研究活动评价量表（第四课时）
项目 分值 自我评 价 组长评价 教师 评价
1.项目选择，兴趣程度 10 分
2.小组合作默契及愉悦度 15 分
3.项目资料丰富且科学性高 10 分
4.建立项目资料所涉及的学科技术全面、专业 技能强 15 分
5.项目规划制定
（1）规划方案合理 10 分
（2）陈述解决方案的条理性强 5 分
（3）实施方式有效 5 分
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6.项目汇报
（1）项目中其他学科知识的迁移 10 分
（2）表述项目结论的思维缜密 10 分
7.创新表现 10 分
合计 100 分
（2）项目进度评价量表
项目名称：
小组编号： 项目组长：
项目环节 课时进度 参考分值 组长评价 教师评价
确定项目主题 第一课时 高效完成： 5 分 按时完成： 3 分 延时完成： 1 分
制定项目规划 第二课时 高效完成： 5 分 按时完成： 3 分 延时完成： 1 分
实施项目研究 第三课时 高效完成： 5 分 按时完成： 3 分 延时完成： 1 分
项目成果汇报 第四课时 高效完成： 5 分 按时完成： 3 分 延时完成： 1 分
说明：其中 5 分表示程度非常强；4 分表示程度比较强；3 分表示程度一般；2 分表示程度不强；1
分表示程度非常不强。
（3）项目成果展示（成果推介成效）评价量表
项目名称：
小组编号： 项目组长：
项目 学生评价 教师评价
1.表现力
2.知识力
3.创新力
4.PPT 设计
5.紧扣主题
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高中新课程新教材优质课评选
教师评价主要体现：在过程性评价中，教师可以诊断出课前设计的目标达成度，在
教学过程中给予干预性的评价， 针对学生产生的问题及时调整与反馈， 学生在完成项目
的过程中， 教师需要给予激励评价使学生有兴趣、有激情的达到更好的学习效果， 对学
生提出的问题给予个性化指导， 帮助他们完成挑战性的探究任务， 实现在课堂教学中落
实学科核心素养。在表现性评价中， 教师给予激励和引导， 激发学生的潜能， 使蕴藏在
学生中的创新智慧和表现力充分释放。在学生提交的项目活动手册中根据学生的自评、
互评及课堂表现及单元作业检测情况进行总结性评价。

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