第2章人工智能技术基本原理2.5神经网络与深度学习 -高中教学同步《信息技术人工-智能初步》(说课稿）（人教-中图版2019）.docx

第2章人工智能技术基本原理2.5神经网络与深度学习-高中教学同步《信息技术人工-智能初步》(说课稿）（人教-中图版2019）

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设计思路

结合高中生的认知水平和课程要求，本节课我将通过以下设计思路展开教学：首先，以生活中的实例引入神经网络的基本概念，让学生对神经网络有一个直观的认识。接着，通过讲解神经网络的结构、原理以及训练过程，让学生理解神经网络的运作机制。然后，通过案例分析和实际操作，让学生掌握深度学习的应用和方法。最后，布置相关的课后作业，巩固所学知识，培养学生的实践能力和创新思维。整个教学过程注重理论与实践相结合，充分调动学生的学习兴趣和积极性。

核心素养目标

1.信息意识：能够理解神经网络作为人工智能核心技术的重要性，认识到信息技术在解决实际问题中的应用价值。

2.计算思维：通过分析神经网络的工作原理，培养逻辑思维和抽象思维能力，学会将复杂问题转化为可计算模型。

3.信息伦理：在深度学习的应用中，引导学生关注隐私保护、数据安全等伦理问题，提升其社会责任感和伦理意识。

4.信息实践：通过实际操作，提高学生的动手能力，培养其在真实情境中运用信息技术解决问题的能力。

学习者分析

1.学生已经掌握了哪些相关知识：

-学生已经了解了信息技术的基本概念和人工智能的初步知识。

-学生对计算机编程和算法有一定的了解。

-学生可能接触过简单的数据处理和逻辑推理。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

-学生对人工智能和神经网络有较高的兴趣，容易被实际应用案例所吸引。

-学生具备一定的逻辑思维能力和抽象思维能力。

-学生喜欢通过实践操作来学习和掌握知识，更倾向于直观的视觉化和互动式学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

-神经网络和深度学习的概念较为抽象，学生可能难以理解其内部工作原理。

-训练神经网络的算法和过程较为复杂，学生可能在实际操作中遇到困难。

-学生可能对数学基础知识和编程技能的要求感到挑战，特别是在数学模型和算法实现上。

教学方法与手段

1.教学方法：

-采用讲授法介绍神经网络的基本原理，确保学生掌握必要的理论知识。

-运用讨论法引导学生探讨神经网络在实际应用中的案例分析，培养学生的批判性思维。

-实施实验法，让学生通过实际操作神经网络模型，提高实践操作能力。

2.教学手段：

-使用多媒体设备展示神经网络的动态模型，帮助学生直观理解其工作原理。

-利用教学软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中动手搭建和训练神经网络。

-结合在线资源，提供丰富的学习材料，满足学生的个性化学习需求。

教学过程设计

1.导入环节（5分钟）

-创设情境：通过展示人工智能在现实生活中的应用案例，如智能语音识别、图像识别等，引导学生关注神经网络的实际作用。

-提出问题：询问学生是否了解人工智能，以及他们对于神经网络有什么样的初步认识。

-目的：激发学生的学习兴趣，引出本节课的主题。

2.讲授新课（20分钟）

-讲解神经网络基本概念（5分钟）

-介绍神经网络的发展历程、基本组成和功能。

-神经网络结构与工作原理（10分钟）

-通过图示和动画，详细讲解神经网络的层次结构、神经元的工作原理以及信息传递过程。

-强调权重、偏置、激活函数等关键概念。

-深度学习介绍（5分钟）

-简要介绍深度学习的概念，以及它在神经网络中的应用。

3.巩固练习（10分钟）

-练习一：神经网络模型搭建（5分钟）

-学生分组，使用教学软件搭建一个简单的神经网络模型，理解其结构和功能。

-练习二：案例分析讨论（5分钟）

-提供一个实际案例，如手写数字识别，让学生分析神经网络如何应用于此案例中。

-引导学生讨论神经网络在训练过程中的调整策略。

4.师生互动环节（10分钟）

-课堂提问（5分钟）

-提问学生关于神经网络的理解，以及在实际操作中遇到的问题。

-引导学生思考神经网络在处理复杂数据时的优势。

-小组讨论（5分钟）

-学生分小组，针对神经网络在实际应用中的挑战和解决方案进行讨论。

-每组选取代表进行汇报，分享讨论成果。

5.总结与拓展（5分钟）

-总结本节课的核心内容，强调神经网络在人工智能领域的重要性。

-提供一些拓展学习资源，鼓励学生在课后进一步探索深度学习的应用。

6.作业布置（2分钟）

-布置相关的课后作业，要求学生结合本节课所学，设计一个简单的神经网络应用方案。

整个教学过程注重学生的参与和实际操作，通过互动讨论和练习，帮助学生深入理解神经网络的基本原理和深度学习的方法，同时培养学生的信息意识和计算思维。

教学资源拓展

1.拓展资源：

-神经网络的发展历程：介绍神经网络从最初的单层感知机到深度学习的演变过程