資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第9課 人工智能發展
課題 第9課 人工智能發展 單元 第二單元 學科 信息技術 年級 九年級
教材分析 本教材所涉及的內容屬于人工智能領域的熱點話題，與現實生活密切相關。通過講解智能+X和人工智能發展熱點的概念和應用，可以幫助學生了解人工智能的發展趨勢和應用場景，為后續深入學習人工智能打下基礎。
學習目標 實踐意識：通過對人工智能在社會生活中的應用案例的學習和了解，能夠深刻認識到人工智能在社會發展中的實際應用和驅動作用。通過這些案例，更直觀地理解人工智能技術的原理、應用場景及其對社會發展的影響。了解并探究人工智能在不同領域中的應用，如醫療、教育、交通、金融等，進一步增強實踐意識。社會責任：在了解人工智能的發展熱點和未來趨勢的同時，引導學生思考人工智能技術的社會責任。學生可以深入探討人工智能技術在社會發展中的道德、倫理和社會問題，如隱私保護、數據安全、就業機會等。通過討論和實踐，學生能夠理解并尊重人工智能技術應用的倫理和社會責任，從而培養他們的社會責任感。
重點 智能+X的概念和實際應用；人工智能發展熱點的定義和主要領域；類腦計算的基本原理和在人工智能中的應用；人工智能計算平臺的構成和作用。
難點 類腦計算的模擬神經網絡的方法和技術；人工智能計算平臺的并行計算和數據處理方法；人工智能在各行業的實際應用和案例分析。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 通過視頻播放，讓學生了解人工智能的發展史1、如果你有一個智能學伴，你希望它如何幫助你學習 如2、以某一個行業為例，說說人工智能將會如何變革該行業的傳統實踐 如以醫療行業為例，人工智能（AI）將會對傳統實踐產生深遠的影響。1.診斷輔助：AI可以通過分析大量的醫療圖像。例如，AI可以幫助醫生在肺部CT掃描中檢測到肺癌，或者在MRI中識別出腦部疾病。2.藥物研發：AI可以通過模擬生物體內的化學反應，幫助科學家更有效地發現和開發新的藥物。這種方法的效率比傳統的藥物研發過程要高得多，可以大大縮短藥物上市的時間。3.個性化治療：通過分析患者的基因組信息，AI可以幫助醫生為患者提供個性化的治療方案。通過AI的分析，醫生可以為每個患者選擇最合適的治療方法。4.智能醫療設備：智能醫療設備，如智能手術機器人，可以通過AI技術進行精細化的手術操作，減少醫生的操作難度，提高手術的精度和效率。5.數據驅動的決策：通過分析醫療大數據，AI可以幫助醫療機構預測疾病流行趨勢，提前做好防控措施。同時，AI還可以幫助醫療機構優化資源配置，提高服務效率和質量。 觀看人工智能的發展史的視頻學生討論問題，舉手回答問題 幫助學生了解人工智能的發展史。通過提問的方式讓學生從現實生活中去體會人工智能發展現狀以及對行業的幫助變化。打開課堂
講授新課 人工智能已經融入了人們的生活，正在以它的高速、準確和智能判斷為人類發展及社會進步發揮巨大作用。人工智能技術的發展對各行各業產生了巨大影響。同時，各行各業的發展也在不斷催生新的人工智能算法和應用目前，信息科技領域中的發展熱點，如智能硬件、無人機、機器人等，其發展突破的關鍵環節幾乎都與人工智能有關。親身體驗查閱資料，以小組合作的形式，填寫活動記錄表，討論人工智能技術取得的成果以及對社會發展的價如：表9-1 活動記錄表人工智能的應用場景應用案例價值與未來發展在農業中的應用華南農業大學創建了水稻無人農場，做到了耕種管收生產環節全覆蓋、機庫田間轉移作業全自動、自動避障異況停車保安全、作物生產過程實時全監控和智能決策精準作業全無人在我國的城鎮化進程中，農村人口將不斷減少，農業勞動力成本持續提高。無人農場技術的發展和無人農場的逐漸普及，將降低無人農場成本，促進我國農業現代化發展。農業+人工智能=新型農業一、智能+X人工智能在模型、算法、算力、數據的支撐下，與大數據、物聯網、互聯網、5G、機器人等技術緊密結合，輔以法律法規、倫理規范和政策體系的把控，人工智能正滲透到各行各業，不斷提高社會發展的質量和效益，通過“智能+X”發揮出“頭雁效應”。人工智能是以計算機科學為基礎的多學科交叉融合的交叉學科，與眾多學科領域的發展密切相關。人工智能已成為一門基礎學科，它緊密地與腦科學、計算機、電子工程等學科連接起來，并與司法、經濟、工業、農業等不斷地進行交叉，通過多學科交叉的手段更好地推動人工智能的發展。圖9-1 人工智能與眾多學科的發展密切相關1.推動傳統行業升級“智能+X”可提升傳統行業的效率。例如，智能制造能夠讓消費者在設計階段按照自己的偏好選擇產品外觀、設定各種性能參數，將定制產品的需求發布到云端，智能工廠接收到用戶訂單后進行生產任務分解并預先在虛擬工廠中進行生產線重構和生產仿真驗證，繼而投入實際的生產;智能農業能實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、遠程控制和專家在線指導等功能，為農業生產提供精準化種植、可視化管理和智能化決策。智能交通能通過交通信息采集系統監測道路中的車輛數量、運動狀態、行車速度等信息，經信息分析系統處理后生成實時路況信息，并將路況推送到導航軟件和廣播中，讓人們合理規劃行駛路線。智能醫療系統能夠輔助醫生進行資料匯總查詢以及為疑難病癥治療提供參考方案:智能教育系統能架構新型智能學習環境，進行學習過程記錄、學習數據分析、學習診斷與評價，促進個性化學習。2.塑造新產業智能物流使物流從被動走向主動，實現物流過程中的主動獲取信息，主動監控車輛與貨物，主動分析信息，使商品從源頭開始被實施跟蹤與管理通過對大量數據的分析，對客戶的需求，商品庫存，智能仿真等做出決策智能物流不僅推動了電子商務平臺的發展，還極大地推動物流業的變革。智能駕駛在不久的將來可融入智能交通、智慧城市等應用場景中，還可與云計算結合構建一體化自動駕駛，實現個體智能到群體智能的擴展。智能家居構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。在塑造新產業方面，可以看到智能物流、智能駕駛、智能家居、新零售、數字經濟和產品創新設計等正在或即將走入人類生活，引發經濟結構重大演化，改變個人生活方式甚至社會結構，實現社會生產力的整體躍升。3.促進新體驗在人工智能的推動下，一些新的系統或設備相繼問世，給人們提供了無窮無盡的新體驗。如智能城市系統合理調配城市資源，用智能化手段提升最多跑一次”等體驗;智能助理可進行導航、訂票和訂餐等服務;智能穿戴設備通過便捷的穿戴形式、實時的數據采集、精準的數據分析，為用戶實時檢測身體狀況并給出改善建議。利用人工智能技術來生成內容，成為新型內容生產方式。大型語言模型經過大數據的訓練，知識積累量巨大，能以不同樣式、不同目的生成文本。零售商和其他服務商可以使用大型語言模型通過動態聊天機器人、AI助手等方式提供更好的客戶體驗。搜索引擎可以使用大型語言模型提供更加直接且貼近人類的答案。二、人工智能發展熱點人工智能經過60多年的推進，正呈現深度學習、跨界融合、人機協同群智開放、自主操控等新特征。1.類腦計算人類大腦具有感知、識別、學習、聯想、記憶和推理等功能，并非全部用符號計算形式來實現。人類大腦可自我學習和進化，具有適應性，有常識性知識和直覺能力等特征，而機器智能目前一般都是完成人類事先設計的任務，需要海量數據來強化任務學習。從對大腦觀測理解中，抽取對人工智能有啟發性的內容，為腦啟發計算或生物計算帶來啟示，是目前腦科學與人工智能交叉的一個活躍方向。知識鏈接人工智能與腦科學 記憶是大腦智能的基礎。人腦有瞬時記憶、作記憶和長期記憶三種形式的記憶體。如果設計算法對三種記憶體之間的交互和融合進行模擬，則可建立起“類腦計算”模式，更好地模擬大腦功能，完成智能處理任務。理解人類認知中記憶等神經基礎是促進人工智能取得長足發展的目標。從對大腦功能的觀測理解中，來獲得人工智能發展所需的啟發機理，是目前腦科學與人工智能交叉領域的活躍方向。2.人工智能計算平臺數據、算法和算力是人工智能的三要素，而完善的智能計算系統是強大算力的必要保證。人工智能的發展需要建設基礎軟硬件平臺，包括智能芯片、系統軟件、開發框架等方面，從而為人工智能技術提供基礎設置支撐軟件方面，國內自主開發了相應的框架，如百度的飛槳和華為的MindSpore等，這些框架的出現大大縮減了人工智能算法的開發和部署周期。硬件方面，國內智能芯片的發展取得階段性成果。當前的國產芯片對不同人工智能編程框架訓練所得模型適配弱、芯片編譯器功能不完善以及高性能算子覆蓋面較窄。以“國產智能芯片”為中心，研發并開放與智能芯片適配的計算編程模型和配套的軟件編程環境也是人工智能的研究熱點。研究將從芯片、編譯器、編程框架和算子等方面開展技術攻關，初步形成以國產芯片為核心的應用開發鏈。親身體驗小組協作，設計高效的搜索關鍵詞，搜索有關人工智能芯片的資料，將收集到的資料制作成演示文檔與同學們分享。人工智能應用前沿結合了多種先進技術，為生產、生活各方面帶來了顛覆性的進步。我國非常重視人工智能的研究和應用，已經取得了很多世界領先的技術成果，但是目前人工智能的很多技術和應用還不成熟，有待提高和發展。人工智能的發展需要大量推動技術突破和開發創新性應用的高端人才。 學生認真學習并掌握相關知識，了解人工智能技術的重要性學生查閱資料，討論人工智能技術取得的成果以及對社會發展的價值，并填寫活動記錄表讓學生了解人工智能與各種行業的結合，如醫療、教育、制造、金融等。這種結合帶來了許多創新 提升了各行各業的效率的同時也改變了我們的生活方式。學生了解人工智能未來人工智能發展方向及熱點，并消化吸收知識點學生完成親身體驗，并制作PPT演示文檔進行分享歸納總結人工智能應用紀錄老師講解重點。 了解人工智能技術的重要性培養學生動手實踐能力、資源查閱整合能力、團隊協作能力等開拓學生視野，了解人工智能發展現狀開拓學生思維，讓學生緊跟科技熱點培養學生信息收集歸納能力、表達敘述能力等
課堂練習 以小組為單位，收集并整理人工智能技術在應用領域和交叉領域的發展，制作成電子作品，組內分享和交流。 通過查閱相關資料，制作電子作品，與同學分享。 鍛煉學生查閱資料分析總結、信息處理、演講表達等能力
課堂小結 本堂課主要探討了智能+X和人工智能的發展熱點。智能+X表示人工智能與各行業的結合，如醫療、教育、制造、金融等，這種結合帶來了許多創新和提高效率的應用。人工智能的發展熱點包括類腦計算和人工智能計算平臺等。類腦計算是一種模擬人腦神經網絡的人工智能計算方式，而人工智能計算平臺則是一種能夠快速高效地進行大規模并行計算的軟件和硬件環境。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，加強邏輯思維和語言表達能力
板書 人工智能發展知識點一、智能+X二、人工智能發展熱點隨堂練習以小組為單位，收集并整理人工智能技術在應用領域和交叉領域的發展，制作成電子作品，組內分享和交流 根據知識點學習相應內容，完成相應隨堂練習 明確教學內容及重點和難點
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第9課 人工智能發展
浙教版九年級上冊
內容總覽
教學目標
01
新知導入
02
新知講解
03
隨堂練習
04
拓展延伸
05
課堂總結
06
目錄
教學目標
實踐意識：
通過對人工智能在社會生活中的應用案例的學習和了解，能夠深刻認識到人工智能在社會發展中的實際應用和驅動作用。
通過這些案例，更直觀地理解人工智能技術的原理、應用場景及其對社會發展的影響。
了解并探究人工智能在不同領域中的應用，如醫療、教育、交通、金融等，進一步增強實踐意識。
教學目標
社會責任：
在了解人工智能的發展熱點和未來趨勢的同時，引導學生思考人工智能技術的社會責任。
學生可以深入探討人工智能技術在社會發展中的道德、倫理和社會問題，如隱私保護、數據安全、就業機會等。
通過討論和實踐，學生能夠理解并尊重人工智能技術應用的倫理和社會責任，從而培養他們的社會責任感。
新知導入
我們之前學習了人工智能倫理和安全，知道了人工智能給我們生活方方面面帶來了哪些影響，今天我們來聊聊人工智能的發展。先來看看人工智能的發展史
新知導入
新知導入
1、如果你有一個智能學伴，你希望它如何幫助你學習
2、以某一個行業為例，說說人工智能將會如何變革該行業的傳統實踐
新知導入
我們熟悉的語音識別和圖像識別在應用中存在以下安全隱患：
它能幫助我在各個方面提升我的學習體驗：
實時反饋和評估
協助自我管理
鼓勵和激勵
提供學習資源
定制化學習計劃
適應性和學習能力
新知導入
以醫療行業為例，人工智能（AI）將會對傳統實踐產生深遠的影響。
1.診斷輔助：AI可以通過分析大量的醫療圖像。例如，AI可以幫助醫生在肺部CT掃描中檢測到肺癌，或者在MRI中識別出腦部疾病。
2.藥物研發：AI可以通過模擬生物體內的化學反應，幫助科學家更有效地發現和開發新的藥物。這種方法的效率比傳統的藥物研發過程要高得多，可以大大縮短藥物上市的時間。
3.個性化治療：通過分析患者的基因組信息，AI可以幫助醫生為患者提供個性化的治療方案。通過AI的分析，醫生可以為每個患者選擇最合適的治療方法。
4.智能醫療設備：智能醫療設備，如智能手術機器人，可以通過AI技術進行精細化的手術操作，減少醫生的操作難度，提高手術的精度和效率。
5.數據驅動的決策：通過分析醫療大數據，AI可以幫助醫療機構預測疾病流行趨勢，提前做好防控措施。同時，AI還可以幫助醫療機構優化資源配置，提高服務效率和質量。
新知講解
相關知識
人工智能發展趨勢
智能+X
新知講解
人工智能已經融入了人們的生活，正在以它的高速、準確和智能判斷為人類發展及社會進步發揮巨大作用。人工智能技術的發展對各行各業產生了巨大影響。同時，各行各業的發展也在不斷催生新的人工智能算法和應用目前，信息科技領域中的發展熱點，如智能硬件、無人機、機器人等，其發展突破的關鍵環節幾乎都與人工智能有關。
親身體驗
查閱資料，以小組合作的形式，填寫活動記錄表，討論人工智能技術取得的成果以及對社會發展的價值
表9-1 活動記錄表 人工智能的應用場景 應用案例 價值與未來發展
在農業中的應用 華南農業大學創建了水稻無人農場，做到了耕種管收生產環節全覆蓋、機庫田間轉移作業全自動、自動避障異況停車保安全、作物生產過程實時全監控和智能決策精準作業全無人 在我國的城鎮化進程中，農村人口將不斷減少，農業勞動力成本持續提高。無人農場技術的發展和無人農場的逐漸普及，將降低無人農場成本，促進我國農業現代化發展。
農業+人工智能=新型農業
新知講解
人工智能在模型、算法、算力、數據的支撐下，與大數據、物聯網、互聯網、5G、機器人等技術緊密結合，輔以法律法規、倫理規范和政策體系的把控，人工智能正滲透到各行各業，不斷提高社會發展的質量和效益，通過“智能+X”發揮出“頭雁效應”。
一、智能+X
新知講解
人工智能是以計算機科學為基礎的多學科交叉融合的交叉學科，與眾多學科領域的發展密切相關。人工智能已成為一門基礎學科，它緊密地與腦科學、計算機、電子工程等學科連接起來，并與司法、經濟、工業、農業等不斷地進行交叉，通過多學科交叉的手段更好地推動人工智能的發展。
一、智能+X
新知講解
人工智能亦能賦能傳統學科，實現多學科交叉融合，促進傳統學科創新發展。如智能財務學科體現數據驅動和智能管控的特點，引領財務智能化發展:智能法學學科可滿足智慧法院建設和傳統法律服務智能化轉型的人才培養需求。
一、智能+X
新知講解
一、智能+X
人工智能
智能公共管理
智能法學
智能財務
智能經濟
腦科學
電子工程
控制
計算機
認知
醫學
機械
智能醫學
智能農業
智能工業
圖9-1 人工智能與眾多學科的發展密切相關
新知講解
1.推動傳統行業升級
“智能+X”可提升傳統行業的效率。例如，智能制造能夠讓消費者在設計階段按照自己的偏好選擇產品外觀、設定各種性能參數，將定制產品的需求發布到云端，智能工廠接收到用戶訂單后進行生產任務分解并預先在虛擬工廠中進行生產線重構和生產仿真驗證，繼而投入實際的生產;智能農業能實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、遠程控制和專家在線指導等功能，為農業生產提供精準化種植、可視化管理和智能化決策。
新知講解
智能交通能通過交通信息采集系統監測道路中的車輛數量、運動狀態、行車速度等信息，經信息分析系統處理后生成實時路況信息，并將路況推送到導航軟件和廣播中，讓人們合理規劃行駛路線。智能醫療系統能夠輔助醫生進行資料匯總查詢以及為疑難病癥治療提供參考方案:智能教育系統能架構新型智能學習環境，進行學習過程記錄、學習數據分析、學習診斷與評價，促進個性化學習。
新知講解
2.塑造新產業
智能物流使物流從被動走向主動，實現物流過程中的主動獲取信息，主動監控車輛與貨物，主動分析信息，使商品從源頭開始被實施跟蹤與管理通過對大量數據的分析，對客戶的需求，商品庫存，智能仿真等做出決策智能物流不僅推動了電子商務平臺的發展，還極大地推動物流業的變革。
新知講解
智能駕駛在不久的將來可融入智能交通、智慧城市等應用場景中，還可與云計算結合構建一體化自動駕駛，實現個體智能到群體智能的擴展。智能家居構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境。
新知講解
在塑造新產業方面，可以看到智能物流、智能駕駛、智能家居、新零售、數字經濟和產品創新設計等正在或即將走入人類生活，引發經濟結構重大演化，改變個人生活方式甚至社會結構，實現社會生產力的整體躍升。
新知講解
3.促進新體驗
在人工智能的推動下，一些新的系統或設備相繼問世，給人們提供了無窮無盡的新體驗。如智能城市系統合理調配城市資源，用智能化手段提升最多跑一次”等體驗;智能助理可進行導航、訂票和訂餐等服務;智能穿戴設備通過便捷的穿戴形式、實時的數據采集、精準的數據分析，為用戶實時檢測身體狀況并給出改善建議。
新知講解
利用人工智能技術來生成內容，成為新型內容生產方式。大型語言模型經過大數據的訓練，知識積累量巨大，能以不同樣式、不同目的生成文本。零售商和其他服務商可以使用大型語言模型通過動態聊天機器人、AI助手等方式提供更好的客戶體驗。搜索引擎可以使用大型語言模型提供更加直接且貼近人類的答案。
新知講解
人工智能經過60多年的推進，正呈現深度學習、跨界融合、人機協同群智開放、自主操控等新特征。
二、人工智能發展熱點
新知講解
1.類腦計算
人類大腦具有感知、識別、學習、聯想、記憶和推理等功能，并非全部用符號計算形式來實現。人類大腦可自我學習和進化，具有適應性，有常識性知識和直覺能力等特征，而機器智能目前一般都是完成人類事先設計的任務，需要海量數據來強化任務學習。
二、人工智能發展熱點
新知講解
從對大腦觀測理解中，抽取對人工智能有啟發性的內容，為腦啟發計算或生物計算帶來啟示，是目前腦科學與人工智能交叉的一個活躍方向。
二、人工智能發展熱點
知識鏈接
人工智能與腦科學 記憶是大腦智能的基礎。人腦有瞬時記憶、作記憶和長期記憶三種形式的記憶體。如果設計算法對三種記憶體之間的交互和融合進行模擬，則可建立起“類腦計算”模式，更好地模擬大腦功能，完成智能處理任務。理解人類認知中記憶等神經基礎是促進人工智能取得長足發展的目標。從對大腦功能的觀測理解中，來獲得人工智能發展所需的啟發機理，是目前腦科學與人工智能交叉領域的活躍方向。
新知講解
2.人工智能計算平臺
數據、算法和算力是人工智能的三要素，而完善的智能計算系統是強大算力的必要保證。人工智能的發展需要建設基礎軟硬件平臺，包括智能芯片、系統軟件、開發框架等方面，從而為人工智能技術提供基礎設置支撐軟件方面，國內自主開發了相應的框架，如百度的飛槳和華為的MindSpore等，這些框架的出現大大縮減了人工智能算法的開發和部署周期。
二、人工智能發展熱點
新知講解
硬件方面，國內智能芯片的發展取得階段性成果。當前的國產芯片對不同人工智能編程框架訓練所得模型適配弱、芯片編譯器功能不完善以及高性能算子覆蓋面較窄。以“國產智能芯片”為中心，研發并開放與智能芯片適配的計算編程模型和配套的軟件編程環境也是人工智能的研究熱點。研究將從芯片、編譯器、編程框架和算子等方面開展技術攻關，初步形成以國產芯片為核心的應用開發鏈。
二、人工智能發展熱點
親身體驗
小組協作，設計高效的搜索關鍵詞，搜索有關人工智能芯片的資料，將收集到的資料制作成演示文檔與同學們分享。
新知講解
人工智能應用前沿結合了多種先進技術，為生產、生活各方面帶來了顛覆性的進步。我國非常重視人工智能的研究和應用，已經取得了很多世界領先的技術成果，但是目前人工智能的很多技術和應用還不成熟，有待提高和發展。人工智能的發展需要大量推動技術突破和開發創新性應用的高端人才。
二、人工智能發展熱點
隨堂練習
以小組為單位，收集并整理人工智能技術在應用領域和交叉領域的發展，制作成電子作品，組內分享和交流。
拓展延伸
中國人工智能發展已經進入了一個快速發展的階段，從“機器狗”到“機器人”的應用已經深入到各個領域。我們來了解一下目前我國人工智能發展到哪一步了吧
拓展延伸
課堂總結
本堂課主要探討了智能+X和人工智能的發展熱點。智能+X表示人工智能與各行業的結合，如醫療、教育、制造、金融等，這種結合帶來了許多創新和提高效率的應用。人工智能的發展熱點包括類腦計算和人工智能計算平臺等。類腦計算是一種模擬人腦神經網絡的人工智能計算方式，而人工智能計算平臺則是一種能夠快速高效地進行大規模并行計算的軟件和硬件環境。
板書設計
人工智能發展
知識點
一、智能+X
二、人工智能發展熱點
隨堂練習
以小組為單位，收集并整理人工智能技術在應用領域和交叉領域的發展，制作成電子作品，組內分享和交流
謝謝
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