第四單元《人工智能初步》《第 2 課時 采集數(shù)據(jù)、建立模型、驗證模型》說課稿 2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1001

第四單元《人工智能初步》《第2課時采集數(shù)據(jù)、建立模型、驗證模型》說課稿2023—2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1課題：科目：班級：課時：計劃3課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：高中信息技術(shù)必修1第四單元《人工智能初步》第2課時采集數(shù)據(jù)、建立模型、驗證模型

2.教學(xué)年級和班級：2023—2024學(xué)年滬科版高中一年級（2019）

3.授課時間：[具體日期][上課時間]

4.教學(xué)時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生信息意識，能夠理解數(shù)據(jù)在人工智能中的重要作用，認(rèn)識到采集數(shù)據(jù)、建立模型、驗證模型的重要性。

2.提升學(xué)生的計算思維，通過實際操作，學(xué)會使用合適的方法和技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，建立簡單的模型，并驗證模型的準(zhǔn)確性。

3.增強(qiáng)學(xué)生的問題解決能力，能夠在實際問題中發(fā)現(xiàn)問題，運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計解決方案，并進(jìn)行有效實施。

4.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵學(xué)生在模型建立和驗證過程中嘗試新方法，提出新思路。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了計算機(jī)基礎(chǔ)操作、網(wǎng)絡(luò)信息檢索和簡單的編程邏輯等基礎(chǔ)知識，對于信息技術(shù)的應(yīng)用有初步的了解。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣主要集中在實際操作和解決具體問題上，他們喜歡通過動手實踐來學(xué)習(xí)和理解新知識。在能力方面，學(xué)生具備一定的邏輯思維和問題解決能力，但計算思維能力尚需培養(yǎng)。在風(fēng)格上，學(xué)生更傾向于互動式和探究式的學(xué)習(xí)方式。

3.學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：對抽象概念的理解困難，如數(shù)據(jù)采集和模型建立；在實際操作中可能遇到的技術(shù)難題，如使用特定軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和模型驗證；以及在團(tuán)隊合作中可能出現(xiàn)的溝通和協(xié)調(diào)問題。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都配備滬科版高中信息技術(shù)必修1教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備相關(guān)數(shù)據(jù)采集和模型建立的案例視頻、圖表及PPT課件。

3.實驗器材：準(zhǔn)備計算機(jī)、數(shù)據(jù)采集軟件及用于模型驗證的編程軟件，確保設(shè)備正常運(yùn)行。

4.教室布置：將學(xué)生分組，每組配備一臺電腦，設(shè)置討論區(qū)，便于學(xué)生合作交流和實驗操作。五、教學(xué)過程設(shè)計五、教學(xué)過程設(shè)計

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

以一個生活中的實際例子（如天氣預(yù)報、推薦系統(tǒng)等）導(dǎo)入新課，引導(dǎo)學(xué)生思考這些例子背后的數(shù)據(jù)采集、模型建立和驗證模型的過程，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心。

2.講授新知（20分鐘）

-簡要介紹數(shù)據(jù)采集的重要性，包括數(shù)據(jù)類型、采集方法和工具。

-通過案例講解如何從實際問題中提取有效數(shù)據(jù)，并引導(dǎo)學(xué)生理解數(shù)據(jù)清洗和預(yù)處理的概念。

-詳細(xì)講解模型建立的步驟，包括選擇模型類型、模型訓(xùn)練和參數(shù)調(diào)整。

-通過實例展示如何驗證模型的有效性，包括交叉驗證、誤差分析等。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

-分發(fā)練習(xí)題或案例，讓學(xué)生獨立或小組合作完成數(shù)據(jù)采集、建立模型和驗證模型的過程。

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在練習(xí)中遇到的問題，提供必要的幫助。

4.課堂小結(jié)（5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)采集、模型建立和驗證模型在人工智能中的應(yīng)用。

-強(qiáng)調(diào)學(xué)生在練習(xí)中的表現(xiàn)，鼓勵他們在實際操作中繼續(xù)探索和實踐。

5.作業(yè)布置（5分鐘）

-布置課后作業(yè)，要求學(xué)生結(jié)合本節(jié)課所學(xué)，選擇一個實際問題，獨立完成數(shù)據(jù)采集、建立模型和驗證模型的過程。

-提醒學(xué)生按時完成作業(yè)，并告知作業(yè)提交的截止日期。六、拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《數(shù)據(jù)科學(xué)入門》：介紹數(shù)據(jù)科學(xué)的基本概念、數(shù)據(jù)采集的方法和技巧。

-《機(jī)器學(xué)習(xí)實戰(zhàn)》：詳細(xì)講解不同類型的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，以及如何使用Python進(jìn)行模型建立和驗證。

-《深度學(xué)習(xí)》：深入探討深度學(xué)習(xí)的基本原理和應(yīng)用，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。

-《人工智能倫理與法律》：探討人工智能發(fā)展中的倫理和法律問題，引導(dǎo)學(xué)生思考人工智能的社會影響。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-鼓勵學(xué)生利用在線資源，如Coursera、edX等平臺，學(xué)習(xí)更多關(guān)于數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

-建議學(xué)生參加學(xué)校或社區(qū)組織的編程俱樂部或工作坊，與其他同學(xué)一起探討和實踐人工智能項目。

-提議學(xué)生關(guān)注人工智能領(lǐng)域的最新動態(tài)，如通過閱讀TechCrunch、Wired等科技新聞網(wǎng)站，了解人工智能的最新發(fā)展和應(yīng)用案例。

-鼓勵學(xué)生嘗試使用開源機(jī)器學(xué)習(xí)庫，如scikit-learn、TensorFlow和PyTorch，進(jìn)行實際的模型建立和驗證。

-提倡學(xué)生參與Kaggle等數(shù)據(jù)科學(xué)競賽，通過解決實際問題來提升自己的數(shù)據(jù)分析和模型建立能力。

-指導(dǎo)學(xué)生如何撰寫項目報告，包括數(shù)據(jù)的采集、模型的選擇和驗證過程，以及結(jié)果的分析和討論。

-鼓勵學(xué)生探索人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)療、金融、交通等，并思考如何將這些應(yīng)用與自己的專業(yè)或興趣相結(jié)合。

-提議學(xué)生閱讀有關(guān)數(shù)據(jù)隱私和安全性的文章，了解在采集和使用數(shù)據(jù)時需要注意的法律和倫理問題。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①數(shù)據(jù)采集

-重點知識點：數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)采集方法、數(shù)據(jù)預(yù)處理

-重點詞匯：定量數(shù)據(jù)、定性數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

②建立模型

-重點知識點：模型選擇、模型訓(xùn)練、模型參數(shù)調(diào)整

-重點詞匯：線性模型、非線性模型、過擬合、欠擬合、交叉驗證

③驗證模型

-重點知識點：模型評估指標(biāo)、模型驗證方法、模型優(yōu)化

-重點詞匯：準(zhǔn)確率、召回率、F1分?jǐn)?shù)、混淆矩陣、模型迭代八、反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實際案例進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實際應(yīng)用相結(jié)合，提高學(xué)習(xí)的實用性和興趣。

2.采用翻轉(zhuǎn)課堂模式，讓學(xué)生在課前通過視頻學(xué)習(xí)理論知識，課上更多地進(jìn)行討論和實踐，增強(qiáng)學(xué)生的參與感和自主學(xué)習(xí)能力。

3.引入小組合作學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生之間相互交流合作，共同解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)管理方面，課堂紀(jì)律維護(hù)有待加強(qiáng)，部分學(xué)生可能會因為對新技術(shù)的好奇而分散注意力。

2.教學(xué)組織方面，課堂互動不足，部分學(xué)生可能因為害羞或不自信而不愿意參與討論。

3.教學(xué)評價方面，傳統(tǒng)的考試評價方式可能無法全面反映學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新思維。

（三）改進(jìn)措施

1.對于教學(xué)管理，我將制定更明確的課堂規(guī)則，并通過激勵措施鼓勵學(xué)生遵守，同時也會適時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，保持學(xué)生的注意力集中。

2.在教學(xué)組織上，我會設(shè)計更多的小組活動