3《我的家庭贡献与责任》公开课一等奖创新教学设计（跨学科）

3《我的家庭贡献与责任》公开课一等奖创新教学设计（跨学科）跨学科教学设计方案课程名称我的智能房间一一人工智能技术改善家庭生活主体学科人工智能教师年级五年级相关涉及学科道德与法治项目简述本项目整合了广州市《人工智能》课程《我的智能房间》和《道德与法治》课程中的《我的家庭贡献与责任》，学生既可以通过体验智能家居的便利性，了解人工智能技术在日常生活中的应用，又能够加强家庭意识和责任感的培养这种结合让学生在科技与道德两个方面获得双重教育，以促进他们全面发展和成长涉及教材和相关资料内容《人工智能》五年级下册第五课《我的智能房间》选自广州市地方教材这节课主要着重让学生理解智能家电的工作原理，并通过体验智能模式下房间灯的开关与窗外自然亮度的关系，帮助他们感受智能家居给生活带来的便利和舒适通过选择语句控制编程实现智能家居的自动化，学生可以体会到人工智能在解决生活实际问题方面的优势《道德与法治》四年级上册第二单元”为父母分担的第3课《我的家庭贡献与责任》是部编版教材中的内容本课程的目标是提升学生的家庭意识，引导他们思考和行动,为家庭作出贡献并承担责任通过两个活动主题“我的家庭贡献”和“我也有责任”，这节课鼓励学生关心父母长辈、关心家庭生活，并培养他们具备一定的家庭责任感涉及的技术或者工具图形化编程、腾讯扣叮创意实验室平台、希沃白板、知新智慧课堂系统理和体验智能模式下房间灯的开关与窗外亮度的关系，感受到智能家居给生活带来的便利和舒适，同时也培养了节约能源的意识这为《我的家庭贡献与责任》提供了一个自然的过渡，让学生思考如何运用智能科技来为家庭作出贡献并承担责任能科技带来的便利,又能够将其与家庭价值相结合，提升整体素养和家庭情感的发展学习资源建设教师准备课件、教材、学生任务单、情境引入视频、编程指引等借助任务单和编程提示作为脚手架，辅助学生任务，突破本课难点通过分层教学，满足不同编程能力学生的学习需求教学活动设计本节课一共设计三个任务任务一探索智能家居之密通过智能家居的真实情境出发，引发学生思考智能家居的工作原理任务二开发智能家居之道此任务为实现简易虚拟智能家居系统开发，突破教学重难点，分解成三个子任务任务三构建智能生活之善通过小组合作的方式思考如何用智能家居帮助独居老人，让学生认识到人工智能是实现美好生活的有利工具，培养学生解决问题能力和创新意识本节课基于“一主三环”的教学范式,采用情景创设法、任务驱动法等教学方法，注重学生学科核心素养和问题解决能力的培养，教学中引入“设计师”身份作为本节课任务情境在教学过程中，以学生为中心，教师起引导作用，鼓励学生通过自主探究、小组互助互学等方法进行学习教学支架搭建利用多媒体技术等设备辅助课堂教学利用人工智能平台实现虚拟智能房间设计教师在教学过程中积极引导和支持学生创造性表现和学习运用现代化教学设备，例如希沃白板、知新互动平台通过广州市中小学人工智能平台实现虚拟智能房间的编程设计组织形式落实给每个小组分配一个任务或问题，要求小组成员共同讨论并提供答案或解决方案鼓励小组成员相互讨论和合作，分享自己的想法、观点和知识可以设置时间限制，确保每个小组有足够的时间来完成任务要求每个小组派代表向全班展示他们的成果或答案，让其他小组成员也能了解不同小组的观点和思路通过小组合作学习，学生可以共同解决问题、分享知识、彼此倾听和理解，并相互支持和协助教学环境创设提供体验和设计虚拟智能房间环境提供学习任务单等学习支架体验和设计虚拟智能房间环境可以激发学生的兴趣和好奇心，使他们更加主动地参与学习过程，并提高学习的积极性学生可以进行真实的操作和互动，增强他们对智能家居设备功能的理解和掌握学习任务单和相关的问题引导可以帮助学生在体验和设计过程中思考问题、寻求答案，并培养他们的问题解决能力和创新思维教学评价实施在课堂教学过程中，教师运用语言和行为对学生的回答和表现进行激励性评价，并通过学生自评、互评、师评，多维度考察分析学生学习情况针对跨学科课程重点评价创新能力部分

1.自评其中自我评价表（表1）将评价融入任多维度评价能够实现全面、客观、准确、可比较的评估，并为个体或对象提供有针对性的反馈和发展方向，采用多维度评价可以降低个人主观因素对评价结果的影响，可以指导个体或对象在各个方面的发展和改进，促进其全面提升和成长务中，让学生做完即可自我反思评价，发挥学生主观能动性互评组长根据表2对组员进行评价，强化组长责任与义务，将评价表量化，易于组长评价操作，更直观表现学生学习效果师评教师课后能根据课堂表现、作业情况、任务单填写情况通过表2对学生进行评价附件一学生任务单第五课《我的智能房间》学生任务单班级小组第组姓名口组长口组员任务一探索智能家居之密任务评价（完成任务打J）观看视频，回答问题视频中的智能家居运用了哪些人工智能技术？（请在对应选项中打J）语音识别物联网文字识别O指纹识别

（2）视频中在影院模式下，以下哪些智能家电发生变化？电视灯空气净化器空调窗帘正确回答问题1正确回答问题2任务二开发智能家居之道子任务一体验分析体验系统，思考以下问题系统如何开启语音识别？说出口令“我回来了”，情境模式变成什么模式？进入模式后，什么情况会自动开灯？什么情况会自动关灯？认真思考问题子任务二流程填写分析虚拟智能家居系统，将序号填入流程图对应位置口正确填写流程图选项流程图开灯是进入“居家模式”，说“欢迎回家”关灯语音中包含“回来吗？否子任务三编写程序在编程平台中，完成智能家居系统的开发语音识别模块模式设置口实现“居家模式”

1.按下“空格键开始基础任务居家模式进行语音识别；如果语音识别结果包含“回来“；情境模式设置为“居家模式”；发出“欢迎回家”的声音当情境模式是“居家模式”时；如果“自然光”50,开灯；否则，关灯口实现“学习模式提升任务学习模式如果语音识别结果包含“学习”；情境模式设置为“学习模式”；发出“进入学习模式”的声音当情境模式是“学习模式时；如果“自然光”三60,关灯、打开窗帘；否则，开灯（窗帘状态可设关闭）任务三构建智能生活之善小组讨论以下问题，并进行汇报合理分析独居老

（1）独居老人在家中会遇到什么困难？（可从居家安全、健康检测、心理问题等方面思人的生活困难考）设计的智能家居模式能解决困难

（2）可以设计什么智能家居模式解决该困难？（针对1个困难多个功能进行解决）汇报内容形式小组分工明确

1.小组介绍，自我介绍积极参与小组讨我们小组讨论结果如下，独居老人有特征，在生活中可能会遇到问题针对上述问题，我们小组设计了智能家居模式该模式有个功能

4.我们小组的汇报到此结束，谢谢大家聆听设计师资格认定我本节课获得个，设计师资格为口高级设计师（8及以上）口中级设计师

（7）~4初级设计师（3及以下）附件二评价表（共三表）表

1.自我评价表表

2.小组评价和教师评价表评价维度评价内容组长评教师评学会学习上课认真听讲，积极举手回答问题（10分）善于观察，发现和解决流程图与代码编写过程中的问题（10分）小组合作小组分工明确，能够积极交流，表达观点和提出质疑（10分）学习过程中，相互帮助，有小组合作意识（10分）任务情况正确填写任务一的问题和流程图（20分）能够编写、调试和优化代码程序（20分）课堂纪律课上保持安静、不与他人嬉戏打闹（10分）课下保持教室整洁、将椅子、耳机、鼠标键盘复位（10分）表

3.跨学科创新能力评价表评价维度评价指标指标内涵评价方式创新人格好奇心喜欢探究事情发生的原因，对不了解的事物感兴趣自评想象力善于思考，能够理出标新立异的想法自评、小组评价创新思维发散思维冲破传统思想、观念、理论、方法的束缚，同中求异、多向播射、正向求反拓展延伸任务小组汇报、小组评价、教师评价逻辑思维对事物形成完整认识，能够对跨学科问题进行分析综合、抽象概括、判断推理拓展延伸任务小组汇报总结创新学习自主学习根据自身兴趣或需求，有计划地学习不同学科的新知识并进行总结反思自评知识迁移在掌握跨学科概念及创新方法的基础上，融会贯通各学科知识，形成整体知识结构并能迁移应用于不同情境分层任务评价创新技能问题提出在复杂情境下，能够发现问题并清晰地表述问题自评、小组评价问题解决对于复杂问题，能够冷静分析、妥善规划、运用跨学科知识与方法解决问题拓展延伸任务小组汇报总结创新成果艺术性作品造型美观，比例协调，具有观赏性作业评价新颖性作品在外观、材料、结构、功能等方面具有新颖性过程性作品在制作过程中综合运用了多种学科的知识与方法价值性作品能够解决生活与学习中的实际问题，或为解决未来跨学科难题提供思路及启发

1.信息技术学科目标核心1信息素养体验生活场景与人工智能融合的环境，认识到互联网、物联知识网和人工智能对生活的影响，感受智能家居给生活带来的便利和舒适，具有与素用人工智能解决生活实际问题的意识养2计算思维通过体验虚拟智能家居系统，了解智能家电的工作原理，会用自然语言、流程图等方式描述，能根据需求使用编程软件编写简单的虚拟智能家居系统3数字化学习与创新运用编程平台搭建简单的智能家居系统，在反思与交流中，对作品进行完善和优化能根据生活情境需求，设计用人工智能技术解决问题的方案，将创新理念融入到学习和生活中4信息社会责任正确认识人工智能对生活带来的便利与影响，在物联网应用中要尊重和保护个人隐私，合理使用人工智能

2.道德与法治学科目标1道德修养懂得子女作为家庭成员要为家庭的幸福美满贡献一份力，做家庭的好成员2健全人格能够换位思考，能够以自己的方式表达对父母、长辈的爱，乐意为父母长辈做自己力所能及的事情，学会处理与家庭、他人、集体和社会的关系3责任意识帮助学生增强责任意识，提升对自己、家庭的责任感、担当精神和参与能力

3.总结不同学科内容之间的联系与迁移路径跨学科1综合素养培养学生的信息素养，使其认识到信息技术对生活的影响并具备使用人工智能解决实际问题的意识同时，提升学生的道德修养，使其以积极向上的态度参与家庭和社会事务创新思维发展学生的计算思维，培养他们运用编程软件和平台设计和优化智能系统的能力同时，培养学生换位思考、关心他人，并在处理家庭、他人、集体和社会关系时展现出责任意识和担当精神社会责任引导学生正确认识人工智能的利弊，教育他们遵守法律法规，在物联网应用中尊重个人隐私，保护他人权益，以负责任的态度合理使用信息技术，为家庭、社会的幸福与和谐做出贡献驱动性问题与支架驱动性问题家庭的幸福需要每个人做出贡献，那我们又可以为家庭做些什么呢？请大家看看这个家庭小明的爷爷生病了，爸爸妈妈都要上班没有人照顾爷爷，该怎么办呢？人工智能技术是否可以帮助我们照顾爷爷，如果你是设计师，你会怎么设计你家的智能房间呢？学习支架（建构主义支架，元认知支架等）学习支架学习任务单（附件一）编程环境腾讯扣叮创意实验室平台关键技术与教学融关键技术图形化编程、语音识别技术

2.融合教学的环节与具体方式本节课基于“一主三环”的教学范式，采用情景创设法、任务驱动法等合教学方法，通过注重学生学科核心素养和问题解决能力的培养，教学中引入“设计师身份作为本节课任务情境通过自主学习、小组合作的方式思考如何用人工智能技术解决家庭遇到的问题，让学生认识到人工智能是实现美好生活的有利工具，培养学生解决问题能力和创新意识成果与评价个人成果虚拟智能房间系统评价针对的内容和评价方式作品评价，个人自评团队成果独居老人智能房间设置评价针对的内容和评价方式:小组评价、教师评价公开方式网络发布（）成果展（J）张贴（）…通过多种方式点评，将作品成绩点评呈现在广州市中小学人工智能教学平台中,并给予修改意见和分数等级（如图1所示）图

1.作品评分图自评形式在课堂以算分的形式自我评定属于哪个等级的设计师小组评和教师评分数通过知新智慧课堂系统进行加分，教师对学生跨学科的创新能力进行评价（具体评价指标可参考附件二）实践与项目流程涉及的学习实践探究性实践（J）社会性实践（V）调控性实践（）审美性实践（）技术性实践（V）创造性实践（J）可以自行补充说明实践通过人工智能平台编程设计虚拟智能房间的功能，将日常生活中的遇到的问题情境用人工智能技术进行解决，实现探索性研究和技术性实践通过小组合作方式针对老龄化社会问题进行探索，分析独居老人遇到的生活困难，运用人工智能技术设计智能家居功能解决问题教学过程教师活动学生活动设计意图情境导入【3分钟】创设情境家庭的幸福需要每个人做出贡献，那我们又可以为家庭做些什么呢？请大家看看这个家庭小明的爷爷生病了，爸爸妈妈都要上班没有人照顾爷爷，该怎么办呢？生自由回答思考问题聆听，回答创设情境，激发学生学习兴趣赋予学生设计师身份，让其在学习中更有沉浸感

3.给予学生设计师身份，展示本课标题“我家的智能房间”，介绍本节课内容

1.体验虚拟智增强对智能家居的工作原理理解，培养学生信息意识和发现问题、分析问题的能力通过组内互助、自主探究和教师指导的方式，来突破本课教学重点，培养计算思维能家居系统,

1.请学生体验虚拟智能家居思考子任务一系统，并思考子任务1的问问题题

2.通过组内互助、自主探究、原理剖析【10分钟】

2.让学生通过组内互助、自主探究、教师指导的方式完教师指导的方式完成子任务成子任务二”流程填写二二”流程填写”

3.展示学生流程图，教师总

4.反思并完成结评价任务完成情况程序编写【12分钟】分析如何从流程图理解程序代码思考如何用流程图来理解代码完成“居家模式”的开发，从具象思维到抽象思维过度，帮助学生理解程序，培养学生计算思维借助任务单和编程提示作为脚手架，辅助学生任完成子任务三“程序实现”展示学生作品，邀请学生进行作品分析师点评作为家庭的一员，尽管我们的能力有限，但是也可以用我们的创意和劳动为家庭做贡献总结编程的易错点，讲解程序中体现人工智能技术的重要模块一一语音识别让学生修改和完善程序完成较快的同学可以增加“学习模式:展示、分析作品反思，明白编程中人工智能技术的体现修改完善程序务，突破本课难点通过分层教学，满足不同编程能力学生的学习需求，在提升任务中培养学生的知识迁移能力拓展延伸【10分钟】新时代新征程，随着社会的发展，人们期盼着有更舒适的居住条件、更优美的环境人民对美好生活的向往,就是我们的奋斗目标通过情境中爷爷的问题过渡介绍中国人口老龄化问题，介绍独居老人遇到的困境，引出思考提出独居老人的问题情境，引导各小组根据任务单的指引讨论分析任务三的问题小组展示教师评价、总结通过情境中爷爷遇到的问题过渡了解我国人口老龄化问题，思考如何用智能家居帮助独居老人明确分工，小组合作分析讨论，思考任务三问题

3.小组展示

4.通过反馈，进一步改进方案让学生从真实问题出发，关注独居老人，培养其社会责任感思考人工智能对生活的作用，培养学生解决问题的能力、小组合作能力和创新精神总结评价[5分钟]教师总结提升请学生根据自身表现，在任务单中进行自我评价和小组评价回顾本课学习内容，进一步思考人工智能的对生活的作用自我评价和小组评价正确认识人工智能对生活带来的便利与影响，培养学生信息社会责任进行多元评价，通过自评、他评、作业评价等方式，多维度考察学生学习情况关键

1.关键技术（核心或者主体技术）技术图形化编程与教

2.融合教学的环节与具体方式学融具体环节合教学目标制定融合的内容信息技术学科的目标主要包括培养学生的信息素养和计算思维能力，使他们能够认识人工智能对生活的影响，并具备使用人工智能解决实际问题的意识同时，还要促进学生数字化学习与创新能力的发展，让他们能够运用编程平台搭建智能系统并进行反思和优化此外，实施的方式这两个学科之间存在一定的联系和迁移路径例如，培养学生的综合素养可以从信息技术学科中的信息素养和道德与法治学科中的道德修养入手，使他们既能认识到信息技术对生活的影响，又能以积极向上的态度参与家庭和社会事务此外，创新思维也是一个重要的跨学科能力，可以从信息技术学科的计算思维中培养，并结合道德与信息社会责任也是重要的目标，要引导学生正确认识人工智能的利弊，尊重个人隐私，合理使用信息技术道德与法治学科的目标包括培养学生的道德修养和健全人格，使他们能成为良好的家庭成员,换位思考并关心他人，处理好与家庭、他人、集体和社会的关系同时，培养学生的责任意识，提升他们的责任感、担当精神和参与能力法治学科中的换位思考和责任意识，使学生在设计和优化智能系统的同时展现出关心他人和担当精神最后，社会责任也贯穿于两个学科之中，要引导学生正确认识人工智能的利弊，并在使用信息技术时尊重个人隐私、保护他人权益，为家庭和社会的幸福与和谐做出贡献教学内容开发《我的智能房间》和《我的家庭贡献与责任》两节课可以通过融合智能科技和家庭价值观，培养学生的综合素养在《我的智能房间》中，学生通过理解智能家电的工作原学生可以将所学的智能家居知识应用于实际生活中，例如使用智能控制系统管理家庭用电，持续减少浪费，并积极参与家务劳动，关心家人的需要，从而增强家庭意识和责任感通过这样的融合，学生既能够享受智。