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    《人工智能与大数据 小学版》课程实施建议.pdf

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    《人工智能与大数据 小学版》课程实施建议.pdf

    人工智能 与大数据 小学版 课程 实施 建议 上海科学技术出版社 北京合众美华教育 - 1 - 一 、 课程目标 A. 知识目标 a 通过大量实例了解人工智能和大数据的概念。 b 知道人的大脑怎样产生思维,知道人工智能是计算机对人的智力现象的模仿。 c 知道大数据是怎样收集、找到并使用有用的信息 。 d 能模仿读本中的步骤 , 用图形化编程方法完成 简单 而 有趣 的编程任务。 e 知道贵阳市的人工智能和大数据项目,知道贵阳的未来与科技的密切关系。 B. 能力目标 f 能运用 ( a) ( c) 识别日常生活及影视作品中的人工智能和大数据,并能够 向家人、朋友讲述。 g 通过人工智能和大数据的实际案例 , 认识科学的思维方式 观察、分析、 假设、实证。 h 通过人工智能和大数据的实际案例 , 认识工程技术的思维方法 系统化思 维、 审辩 、跨学科运用知识,以及由确定目标到改进提高的循环往复过程。 i 能理解编程是实现人与机器交流的方法。 j 能通过( e)举一反三地指出贵阳 市 其他人工智能和大数据项目。 C. 情感态度价值观 k 通过实现( a) ( c)和( f)消除对“高科技”的恐惧感,能产生对人工智 能 和大数据的持续兴趣。 l 通过实现( g)、( h)初步建立科学的态度和思维方式。 m通过实现( e)、( g) ( j)认识到学习的目的是为了解决真实世界的真实问题。 n 通过实现全部知识目标和能力目标,认识到贵阳 市 的科技战略和自己的密切 关系,产生作为一个贵阳人的自豪感。 o 通过实现全部知识目标和能力目标,产生为自己以及家乡努力学习的强烈意 愿。 - 2 - 二 、 教学建议 序 号 章 名 课时 数 目标 /重点 难 点 1 第 1 章 未来之门 1 理解人类社会的进步是科 技进步所推动的 ; 用身边 熟悉的事例建立对 人工智能和大数据两个概 念的感性认识 理解第一幅六格漫画中 的人物关系和“现实 未 来”的场景变化 2 第 2 章 给大数据 画 个 “ 像 ” 3 理解大数据的五大特点 ; 有能力在现实生活中见到 数据应用实例时,能从大 数据的五大特点进行观察 和简单判断 意识到不是所有的数据 都可以叫“大数据” ; 意识到大数据的“真实 性”特征不是指大数据都 是真实可信的,而是“有 真有假”,需要谨慎判断 ; 理解什么叫“低价值密 度”。密度的概念对四年 级学生只是物质特征的 量,但此处为数据的价值 和数据总量的比值。 教 师 不必拘泥于学生对此数 学概念的深刻理解,只要 求使学生意识到 想 要从 大数据中获得有用的信 息 , 需 要“搜索、查找” 很多很多的数据(见正文 中两个故事中的描述) - 3 - 序 号 章 名 课时 数 目标 /重点 难 点 3 第 3 章 身边 的大数据 3 中国天眼 一、了解“天眼” 和大数据的联系 。 二、认识 望远 镜 和 显微镜的原理。 望远镜和显 微镜共同拓宽了人类 认识自然 的视野 ,帮助我们 看到了 一个更 远更大的世界, 和 一个更微 更小 的世界。 三、望远镜和显微镜 技 术 的不断进步代表了人类对自 然的探索永无止境。四、对贵州 在中国乃至世界天文学研究做 出的贡献感到自豪 ; 洪水预报一、认识到大数据 的应用不仅存在于互联网,不仅 给我们带来 信息和 娱乐,还可以 拯救人的生命,保护我们的财产 免受损失。二、认识到“共享” 是人们从大数据中获益的重要 方式 ; 关爱 留守儿童一、理解国家 和贵州、贵阳政府对留守儿童的 关心 , 体现了党和国家对人民生 活幸福的关心。二、理解解决留 守 儿童问题不能仅靠爱心和简 单地“捐款”。三、认识到大数据 是解决留守儿童 问题 的非常有 效的工具 中国 天眼先要理解 天眼对天文学研究的重 要意义,然后再理解天 文学对人类的重要意 义,才能真正理解天眼 对人类的意义,产生“身 为贵阳人的自豪感” ; 洪水预报理解一个 人或一个单位、公司难 以获取全世界的气象、 地理信息,但是由于全 世界所有的个人、公司 和单位把自己的信息拿 出来给别人使用(共 享),那么全世界所有人 都会从中获益。在“共 享”精神下,大数据使 得 看似非常复杂、困难的 工作变得简单、容易 ; 关爱 留守儿童学会 “将心比心”,理解对待 身边生活水平比自己差 的同学应该是“尊重 和 帮助 ”的态度,而不是怜 悯、施舍或显示优越感 - 4 - 序 号 章 名 课时 数 目标 /重点 难 点 4 第 4 章 开启人工 智能的大门 3 人与机器的交流 认识 到人工智能是人类不断改 善自身和机器交流的方式 的最新进展。以前是人适应 机器的“习惯”,现在人工智 能让机器更适应人的习惯 ; 计算机对人类智能的模 仿人类总是从模仿自己 的思维方式出发 , 研究如何 实现人工智能。(注意不 可 由此推出人工智能全 都是 通过模拟人类思维方式而 开发出来的。事实上 , 在人 工智能的具体算法开发中 大量 用到和人脑、人的思维 模式不同的理论,例如数学 理论、计算机理论等 ) ; 测量人工智能的一把 尺理解并能简单运用“图 灵测试” 在小学阶段,学习人工 智能的具体算法 既 不现 实也 无 必要。小学生不 具备复杂抽象思维能 力,而且由于人工智能 技术的迅速发展,当现 在的小学生 读完 高中或 大学毕业 后, 人工智能 技术必然会发生天翻地 覆 的 变化。因此,我们主 要是教会学生从更宏观 的角度观察、理解人工 智能。人与机器的交 流是从人类发明创造 机器的科技进化史的角 度 。 计算机 对人类智能 的模仿是从人工智能 的主流研究方法的 角度 谈这个问题。而“图灵测 试”则是一般民众认知、 评判人工智能最常见的 方法。这三个案例描述 角度不同但目 的一致。 本章应努力让学生有意 识地建立起观察人工智 能的这三种视角 - 5 - 序 号 章 名 课时 数 目标 /重点 难 点 5 第 5 章 身边 的人工智能 3 会说话的手机一 、 初 步了解人工智能的“自然 语言处理”技 术( “ 听懂 ” 人 类语言和用人类语言 “ 说话 ” )。二 、意识到除 了手机,身边还有很多人 工智能语言的应用 (天河 潭景区) ; 数治化小区了解 应用 人工智能和大数据技术, 可以使我们居住的小区更 安全、方便,使居住在小 区中的市民得到更好的照 顾 、 更多的帮助 ; 防范人工智能犯罪 一、意识到人工智能并不 总是给我们带来“好 处 ”, 它同样可以从意想不到的 角度威胁 我们的安全。二、 建立“从正反两方面看待 技术对人类的影响”的意 识 会说话的手机在比较不 同智能语音系统时 , 实际上 用到的是“把抽象、难以比较 的概念用定量化方法变得具 体、可比较” 的“数学思维” 方法。如果学生只是机械地 按照正文提供的表格做比 较 , 而不能意识到后面的思 想方法 ,那么 学习效果会打 折扣。老师应努力让学生 意 识到这种思想方法与日常使 用的思想方法的不同 ; 数治化小区理解人工智 能怎样从摄像头拍摄的视频 中“ 发现 ” 奶奶 。理解社区服 务人员怎样从奶奶是否看电 视判断奶奶 的身体状况 。 防范人工智能犯罪 理解 “魔”和“道”是如何在“破 译密码”和“反破译密码”的 斗 争 中 实现技术 升级的 - 6 - 序 号 章 名 课时 数 目标 /重点 难 点 6 第 6 章 我的 人工智能实验 5 学会使用 Scratch 的基 本功能 ; 学会使用 mDesigner提 供的 AI 功能 ; (进阶目标)学会自己 组合 Scratch 的基本功 能和 AI 功能实现一些 新奇好玩的活动 课时 数 太少可能是本章最大的 困难。事实上 , 在 5 课时内学会 全部的 Scratch/mDesigner 功能 并制作出学生自己创意的游戏、 活动较难 。 建议教师在以下策略 中选择 如果学生对编程非常感兴趣, 则在完成其他章节目标的同时 , 适当分配更多课时到第六章 。 集中讲透本章六节 的活动,不 做 Scratch或 mDesigner的延展 。 对于学习理解能力强的班级, 并且在信息技术教室条件允许 的情况下,在全书 20 课时的学 习中 , 每节课用 20 分钟学习编 程, 20 分钟讲解其他内容 7 第 7 章 未来 在我 们手中 1 意识到人工智能和大 数据并非遥不可及 , 而 是和自己每天的生活、 学习、成长紧密相连 ; 意识到贵阳在飞速进 步,是全国科技发展的 后起之秀和新星 ; 为自己身为贵 阳人感 到自豪,愿意为贵阳更 美好的未来贡献自己 的力量 - 7 - 序 号 章 名 课时 数 目标 /重点 难 点 8 课程总结 1 总结 学习人工智能与大数 据 小学版 ( 试用本 ) 课程 的收获,应从三方面总结 学习到了哪些人工智能 和大数据的知识,了解了哪 些人工智能和大数据的应 用,学会了多少 Scratch 和 mDesigner 的 AI 功能 。 学会了哪些观察、分析人 工智能、大数据的方法 。 除 了书本上的应用案例,自己 还能想到用人工智能和大 数据做什么事情,解决什么 社会问题 。 领悟到科技与人类社会 之间 有怎样 的关系 - 8 - 三 、 教学评价 本书立足于人工智能和大数据技术的现有水平、实际社会应用,着眼于帮助 学生在未来高科技社会中更好地找到自己的位置。设计的实践活动大多基于真实 场景 、目标明确且考虑 不同年龄学生的实际能力,活动的可操作性强。所有这些 写作策略都是基于“真实世界的真实解决 方案”这一教育理念。因此实施本读本 教学的评价方法应以“过程性” “开 放性” “评价标准具体且贴合实际”为原则 1.教师根据每一节的课程目标和实践活动目的组织课程实施,并在完成教学 后检验课程目标和实践活动目的是否达成。检验目标 完 成程度是教师自己设计具 体评价方式的依据。 2.本书不具体规定教师每一节统一的评价工具和标准,只提如下建议 为了增加“过程性评价”的成分,可尽量多用实践活动的完成情况 作 为评 价基础。评价标准越真实、客观越好。 对复杂的主题,可在教学中多用小组讨论 、 代表发言的形式,并以学生发 言是否符合课程和实际活动的大目标为依据进行评价。不强求学生的答案完 美 , 但鼓 励学生提出有自己创见且符合实际情况、合情合理的观点。

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