人工智能大数据《中国天眼》教案

人工智能大数据《中国天眼》教案
中国天眼，被誉为人类科学事业的“第三只眼”。

它是我国目前最大、最灵敏的射电望远镜，于2015年10月开工建设，预计将在未来30年内建成投入使用。

这是我国继“蛟龙”和“墨子”之后，在国际天文研究领域取得的又一重大成就。

天眼从选址、设备选型、建设施工进行全过程指导，并且对信号处理等核心技术进行了集成应用。

通过运用天眼发现新的前沿科学和研究成果，进一步深化了我国传统物理知识与方法的研究，培养学生创新精神和实践能力。

学生在课堂上掌握了主要教学目标、基本活动目标及其达成方法并能很好地运用于知识、技能培养中。

教学过程围绕“新课标”理念下的教学目标来设计。

一、教学目标
1.知识与技能：通过本节课的学习，学生初步掌握了利用 GPS和全球定位系统等技术，探索和发现天文现象的能力。

2.过程与方法：学生通过对天文现象的观察认识，掌握如何使用 GPS 和全球定位系统，并结合本节课的学习形成完整的计划。

3.情感态度与价值观：学生能够树立科学研究与科技创新的信念，并且具有脚踏实地的学习态度和勇于创新、勇于探索（学生在课堂上完成自己发现天文现象后自主探究数学模型。

）
4.过程与方法：培养师生合作交流、相互学习支持的能力和探究精神。

5.知识与技能：通过观察并归纳天眼观测过程中利用 GPS和全球定位系统所观察到的天体现象，从而达到学生分析和解决复杂问题与发展思维能力和信息获取、分析、处理能力（学生独立完成问题探究）。

(1)能准确测量出中国天眼位置;(2)能根据中国天眼探测到的天体信号分析出未来可能建造的大型望远镜类型。

(3)了解中国天眼观测时间短、精度高，且需要满足很多性能要求。

(4)认识到利用“探空火箭”来探测宇宙中的信号的重要性和必要性。

(5)使他们对我国科学技术建设成就有初步认识。

》教师小结。

二、设计意图
大数据的载体，是大数据最重要的价值体现。

大数据不仅是概念，而且还是重要的知识与方法，是具有巨大潜力的技术创新，它将会对经济社会发展产生巨大的影响。

当前我国大数据技术取得了长足进步，但目前我国在大数据技术领域虽然处于世界领先地位，但还不能满足我国对大数据相关领域所需研究及应用项目的要求。

大数据技术以大数据为基础提供丰富的数据信息和知识来解决社会问题，实现可持续发展。

因此如何将大数据技术运用到各个领域是我们目前亟待解决的问题。

本节课让学生充分利用自身所学知识和技能对大数据技术进行运用与开发，通过探究发现新成果，进而促进其进一步学习、理解和应用。

教学设计力求充分发挥学以致用、学用结合的优势，帮助学生在观察与发现中培养创新精神和实践能力，并能运用所学知识来解决生活中的实际问题。

同时引导学生运用所学知识解决生活中一些实际问题。

三、教学过程
这节课的教学主要是以新课标的理念为指导，根据学生已有的知识结构，通过小组合作学习，达到预期目的。

设计思路：学生分组，让学生自主合作交流。

通过小组讨论，明确本节课的内容，并运用到学习中来。

在课堂中教师要结合具体实际情况，将问题具体化，使学生认识本节课内容，从而明确本节课目的。

在课堂上教学过程中教师要引导学生联系生活实际进行分析解决问题的能力训练。

在活动中激发学生的学习兴趣，培养学生良好的学习习惯和积极态度。

本节课为新授课形式，教师可以通过布置作业和开展社会实践活动等形式对学生进行全方位训练。

四、重难点
重点：对天眼定位系统的认识和应用，通过数据训练系统的计算能力。

难点：利用人工智能对天眼进行定位。

设计意图：通过对天眼定位系统的学习，让学生了解到 AI定位系统是一个非常好的智能数据分析系统。

通过本次学习目标的达成，让学生对人工智能的发展有一定程度的认识和体会。

这次学习最大亮点是以大数据为例充分运用了 AI+大数据技术在智能建筑、智慧交通等方面应用，培养学生自主创新意识和社会责任感。

教学重难点：知道用大数据进行定位系统
的知识和方法，了解 AI技术在智能建筑中应用的一些问题。

训练过程：通过讲解不同行业领域智能建筑模型与数据训练过程。

设计意图：通过学习目标达成与知识掌握为引导、启发式学习方法相结合展开教学。

设计意图：通过课程设计和练习让学生对人工智能大数据平台有一个初步的认识。

五、板书设计
板书设计采用“分”字型，左右分开写，“王”字横排写。

将知识框架和重点词呈现在黑板上，使学生对本节课有更清晰、更深刻的印象，更好地理解本节课的知识点。

如：“射电望远镜”的概念——通过接收电磁波的天线来观测天体，探测脉冲星、脉冲星、黑洞等天体运行。

天眼的数据处理系统由很多个传感器组成。

数据处理系统通过综合数据来分析研究天体活动。

通过对数据进行分析处理发现很多新物理现象和发现一些新科学现象。

##天眼定位导航系统由多个接收器组成，每一个接收器都会记录和显示多个接收器的数据状态和运动轨迹。

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六、多媒体辅助教学设备导入新课（多媒体播放课程视频）
教师：请同学们都来做一个简单的实验，请同学们用不同的方法来检验一下天眼的灵敏度是否会下降。

观察法：如果在你面前有一个球形的物体，你可以用一只手去推动它，如果球不动，这意味着你已经知道球形物体了，这个球很灵敏。

如果是普通的球体，那你就得用一只手去握住它了。

这个时候就可以问学生们一个问题：在做实验时，第一步是什么呢？经过实验后再将球放到地面。

第二步是怎么样的呢？让学生自由讨论一下。

让学生思考在未来20年内我们可以用什么样的方法来探测行星？。