5.20 大脑的开发与利用 ppt课件+教案+试题+素材-2024新苏教版五年级上册《科学》.rar

20 大脑的开发与利用 教学设计20 大脑的开发与利用 教学设计课题 大脑的开发与利用单元人体“司令部”学科科学年级五上学习目标1、知道脑科学的研究成果为学习科学打下了基础。2、知道什么是人工智能及其应用前景。目标解读：目标解读：采用图文结合的方式，对人工智能进行介绍，引导学生想象人工智能的应用前景，开阔学生的视野，增进对未来科技的向往。3、能利用资料，辨析一些做法是否有利于大脑的保护。4、能用图形表示一些事物的联系。目标解读：目标解读：借助大脑功能图，了解气泡图的形式和作用；体会鱼骨图的作用并初步学会使用。通过这两个活动学习图形表征，并能用图形表示一些事物之间的联系。5、了解人们对脑科学知识的运用。6、用图形表示事物的联系。重点了解人们对脑科学知识的运用。难点用图形表示事物的联系。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课复习导入：请说出四个大脑的基本功能。小结：控制功能、推理功能、记忆功能、创作功能等。对教师提出的问题展开回答。激趣导入讲授新课活动一：学习图形表征活动一：学习图形表征科学家一直在用多种方法研究大脑，脑科学的研究成果为学习科学打下了基础。例如，脑科学发现了神经之间的联结方式，学习科学在此基础上提出，利用图形表征是建立知识网络的有效方法，如气泡图、概念图、鱼骨图等。1、分析展现大脑功能的气泡图。气泡图一般在间写中心词或放表示中心内容的图片，在中心词（或中心图）的周围写描述中心词（或中心图）的词汇。多用于描述某种事物的特征。2、用鱼骨图展现人类认识地球的历程。鱼骨图，顾名思义，像鱼的骨架。鱼尾表示问题或对教师所提问题展开回答。温故知新勤思考，聚集焦点解新疑。现状，鱼头代表目标，头尾间用粗线连接，犹如脊椎骨，脊椎上的鱼刺就是达成目标的所有步骤与影响因素。想到一个因素，就用一根鱼刺表达，把能想到的有关项用不同的鱼刺标出，之后再细化，对每个因素进行分析，用鱼刺分支表示与每个主因相关的元素，还可以继续三级、四级分支，找出相关元素。经过反复推敲后，一张鱼骨图就有了大体框架。2、用鱼骨图展现人类认识地球的历程。试着用鱼骨图把人类对地球的认识历程展现出来。在鱼骨图中，从“尾”向“头”的轴线表示顺序，说明鱼尾方向代表的认识阶段，从时间上来说要早，我们按顺序将人类在不同阶段对地球的认识填入下面的鱼骨图中。3、认识概念图。“概念图”是一种知识以及知识之间的关系的网络图形化的表征，也是思维可视化的表征。一幅概念图一般由“节点”“链接”和“有关文字标注”组成。4、因果关系图。因果关系图是思维导图的一种，它通过箭头表示不同节点的因果关系，箭头起始节点是原因，箭头指向的节点是结果。如下图，太阳的照射（原因）导致水受热（结果），而水受热这一原因，又会导致蒸发这一结果。把蒸发、凝结、上升、下降等词语填到合适的分组实验并记录科学探索求真知，名师点拨解疑难。圈里，用因果关系图表现水在地球上的循环。活动二：认识人工智能活动二：认识人工智能人工智能（英文缩写为 AI）是一门模拟、延伸和扩展人类大脑功能的新技术。开发出的智能机器人不同于完成重复任务的简单机器人，在被植入学习程序后，智能机器人可以模拟人类的思维，拥有一定的发现问题和解决问题的能力。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。人工智能未来可运用在生产、生活、军事、航空航天等各领域。播放视频人工智能播放视频人工智能1、人工智能与围棋。如图是人工智能在下围棋，说到这，就不能不说一下“阿尔法狗”（英文 AlphaGo，又译阿尔法围棋），它是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人。实际上，阿尔法围棋是一款围棋人工智能程序，并没有图中呈现的智能机器人模样，其主要工作原理是“深度学习”。“深度学习”是指多层的人工神经网络和训练它的方法。目前，围棋界公认阿尔法围棋的棋力已经超过人类职业围棋顶尖水平。2、人工智能与足球。机器人足球已经问世很多年了，机器人足球赛分为半自动、全自动、仿真型和类人型。在类人型机器人比赛中，使用的机器人有像人体一样的机械结构，并能相互配合完成踢球的动作。它们在动态行走、跑步、踢球的同时需保持自身平衡，还需视觉系统寻找球、队员、场线（用于定位），并使用策略完成进攻。然而，人工智能踢足球不同于电脑模拟足球赛事，它既需要人工智能的程序，还需要类人型的机器人实体。目前这项技术还处于初级阶段，因为足球运动需要瞬间的身体控制、持久的技术稳定性以及及时领悟战术的赛场阅读能力，这些都是摆在机器人设计制造领域前难以逾越的鸿沟。3、人工智能的其他领域的应用。（1）人工智能与生活。如可以运用语音、视觉及情景识别等功能，充当生活助手。（2）人工智能与加工制造。如为制造企业提供视觉检测、自动化控制、智能化校准以及问题根源分析等解决方案。（3）人工智能与医疗。如虚拟助理，人工智能可以诊断疾病。利用人工智能还可模拟和检测新药物进入体内后的一系列反应，从而为新药研发节约时间和成本。（4）人工智能与娱乐。如可借助于微机电、惯性导航和视觉识别算法，参与影视娱乐拍摄与制作。（5）人工智能与军事。如可以让无人作战车辆、无人坦克、无人潜航器、无人机等作占装备在战场上拥有自主决策、自主寻路和自主检测目标的能力，发挥重要作用。研究发现，大脑是消耗人体能量最多的器官。它虽然只占体重的 2.5%，却消耗着身体 20%的能量和 25%的氧气。大脑的不同部位负责不同的功能，一个区域长时间兴奋活跃，就会产生疲劳感，可能导致神经衰弱、记忆力减退。睡眠对大脑的休息很重要，10 岁左右的儿童每天大约需要 10 小时的睡眠时间。保持愉快的心情也有利于大脑的健康，能提高学习和工作效率。1、下面的做法哪些正确？哪些不正确？为什么？小结：小结：（1）经常开窗通气，正确。因为大脑的工作耗氧量大，经常开窗透气，能呼吸到室外更多的新鲜空气。（2）戴头盔，正确确。因为大脑柔软，经不起撞击。（3）不吃早饭，错误。因为大脑是人体消耗能量最多的器官。2、其他保护大脑的做法。（1）开玩笑时切记不能打脑袋。（2）看书时间长了要注意休息。（3）按时睡觉，保证充足的睡眠时间。（4）经常进行体育锻炼，散步效果最好。（5）全面均衡的营养饮食。（6）保持心情愉悦。（7）平时多听舒缓的音乐。（8）遇到头错眼花、听力下降、耳郭发热等状况时要及时休息。3、下面的做法，正确的在“”里画“”，不正确的画“”。小结：小结：要保护好大脑，就要摒弃一些不良行为，如长期睡眠不足，吸烟，酗酒，不爱运动，蒙头睡觉等等。充足的睡眠对脑的作用非常大，小学生每天应该保证 910 小时的充足睡眠，有助于大脑的休息与发育。长期睡眠不足或者睡眠质量较差的人，会加速脑细胞的衰老，进而导致反应能力和记忆力下降。课堂练习幻灯呈现课堂小结通过本课的学习你有哪些收获？板书20 大脑的开发与利用一、填空题1、科学家一直在用多种方法研究大脑，（）的研究成果为学习科学打下了基础。2、大脑虽然只占体重的 2.5%，却消耗着身体（）%的能量和（）%的氧气。3、智能机器人可以模拟人类的思维，拥有一定的（）问题和（）问题的通力。二、判断题1、人工智能是一门模拟、延伸和扩展人类大脑功能的新技术。（）2、读书可以消除大脑的疲劳、恢复大脑的功能。（）3、人工智能指的就是机器人。（）4、睡眠对大脑的休息很重要。（）5、大脑的一个区域长时间兴奋活跃，就会产生疲劳感。（）三、选择题1、10 岁左右的儿童每天大约需要（）小时的睡眠时间。A8 B9 C102、下列不利于保护大脑的是（）。3、关于人工智能，下列说法中错误的是（）。A人工智能就是人的智能 B人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟 C人工智能应用的领域比较广泛4、（）是消耗人体能量最多的器官。A大脑 B心脏 C胃四、综合应用回答下列善于脑科学的问题。1、脑科学发现了（）之间的联结方式，学习科学在此基础上提出，利用图形表征是建立知识网络的有效方法，如（）图、（）图、鱼骨图等。2、鱼骨图中内容的先后顺序是由（）到（）。【填“鱼头”或“鱼尾”】3、请将人类对地球的认识历程展现出来。【填序号】五、综合探究大脑对我们很重要，我们要好好保护我们的大脑。请分析下面两个小朋友的做法是否正确。1、小旭是个滑板爱好者，每天放学后都要滑一会儿，下面是小旭正在玩滑板时的情形。小旭的做法正确吗？为什么？2、小轩睡觉之前喜欢趴在被窝里看手机，从对大脑的保护角度来说，小轩的做法正确吗？为什么？天圆地方地球板块漂移地球是个球体地球内部分层地球引力20 大脑的开发与利用答案及解析一、填空题1、脑科学 2、20 253、发现 解决二、判断题1、2、3、4、5、三、选择题1、C 2、C 3、A 4、A 四、综合应用1、神经 气泡 概念2、鱼尾 鱼头3、【由上到下】五、综合探究1、不正确。因为他没有戴头盔。2、不正确。因为睡眠可以消除大脑的疲劳，恢复大脑的功能，小轩的做法不利于保护大脑。大脑的开发与利用苏教版 五年级上复习导入请说出四个大脑的基本功能。控制功能、推理功能、记忆功能、创作功能等。新知讲解一活动学习图形表征 科学家一直在用多种方法研究大脑，脑科学的研究成果为学习科学打下了基础。例如，脑科学发现了神经之间的联结方式，学习科学在此基础上提出，利用图形表征是建立知识网络的有效方法，如气泡图、概念图、鱼骨图等。气泡图气泡图概念图概念图鱼骨图鱼骨图新知讲解一活动学习图形表征1、分析展现大脑功能的气泡图。气泡图一般在间写中心词或放表示中心内容的图片，在中心词（或中心图）的周围写描述中心词（或中心图）的词汇。多用于描述某种事物的特征。如图，就是用气泡图的形式，将大脑与基各功能表示出来，各功能之间是并列关系。中间图片表示大脑，四周是大脑的功能，有书写、语言、认知、记忆、情绪、思考、运动我们也可以根据需要，增补或删减大脑的功能。大脑功能图大脑功能图新知讲解一活动学习图形表征2、用鱼骨图展现人类认识地球的历程。鱼骨图，顾名思义，像鱼的骨架。鱼尾表示问题或现状，鱼头代表目标，头尾间用粗线连接，犹如脊椎骨，脊椎上的鱼刺就是达成目标的所有步骤与影响因素。想到一个因素，就用一根鱼刺表达，把能想到的有关项用不同的鱼刺标出，之后再细化，对每个因素进行分析，用鱼刺分支表示与每个主因相关的元素，还可以继续三级、四级分支，找出相关元素。经过反复推敲后，一张鱼骨图就有了大体框架。主因主因问题问题目标目标新知讲解一活动学习图形表征2、用鱼骨图展现人类认识地球的历程。试着用鱼骨图把人类对地球的认识历程展现出来。在鱼骨图中，从“尾”向“头”的轴线表示顺序，说明鱼尾方向代表的认识阶段，从时间上来说要早，我们按顺序将人类在不同阶段对地球的认识填入下面的鱼骨图中。地球是个球体地球是个球体天圆地方天圆地方地球引力地球引力地球板块飘移地球板块飘移地球内部分层地球内部分层新知讲解一活动学习图形表征3、认识概念图。“概念图”是一种知识以及知识之间的关系的网络图形化的表征，也是思维可视化的表征。一幅概念图一般由“节点”“链接”和“有关文字标注”组成。（1）节点：由几何图形、图案、文字等表示某个概念，每个节点表示一个概念，一般同一层级的概念用同种的符号（图形）标识。（2）链接：表示不同节点间的有意义的关系，常用各种形式的线链接不同节点，这其中表达了构图者对概念的理解程度。（3）文字标注：可以是表示不同节点上的概念的关系，也可以是对节点上概念的详细阐述，还可以是对整幅图的有关说明。链接链接节点节点新知讲解一活动学习图形表征4、因果关系图。因果关系图是思维导图的一种，它通过箭头表示不同节点的因果关系，箭头起始节点是原因，箭头指向的节点是结果。如下图，太阳的照射（原因）导致水受热（结果），而水受热这一原因，又会导致蒸发这一结果。把蒸发、凝结、上升、下降等词语填到合适的圈里，用因果关系图表现水在地球上的循环。水受热水受热地球引力地球引力蒸发蒸发上升上升水在地球上的循环水在地球上的循环下降下降凝结凝结水受冷水受冷活动手册凝结凝结科学零距离 什么是脑科学什么是脑科学 脑科学，狭义的讲就是神经科学，是为了了解系统内分子水平、细胞水平、细胞间的变化过程，以及这些过程在中枢功能控制系统内的整合作用而进行的研究。广义的讲是研究脑的结构和功能的科学，还包括认知神经科学等。脑疾病研究、大脑的开发与利用（比如注意力、记忆力、学习力等）等都属于脑科学的研究范畴。新知讲解二活动认识人工智能 人工智能（英文缩写为AI）是一门模拟、延伸和扩展人类大脑功能的新技术。开发出的智能机器人不同于完成重复任务的简单机器人，在被植入学习程序后，智能机器人可以模拟人类的思维，拥有一定的发现问题和解决问题的能力。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考，也可能超过人的智能。人工智能未来可运用在生产、生活、军事、航空航天等各领域。人工智能人工智能新知讲解二活动认识人工智能1、人工智能与围棋。如图是人工智能在下围棋，说到这，就不能不说一下“阿尔法狗”（英文AlphaGo，又译阿尔法围棋），它是第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜围棋世界冠军的人工智能机器人。实际上，阿尔法围棋是一款围棋人工智能程序，并没有图中呈现的智能机器人模样，其主要工作原理是“深度学习”。“深度学习”是指多层的人工神经网络和训练它的方法。目前，围棋界公认阿尔法围棋的棋力已经超过人类职业围棋顶尖水平。新知讲解二活动认识人工智能2、人工智能与足球。机器人足球已经问世很多年了，机器人足球赛分为半自动、全自动、仿真型和类人型。在类人型机器人比赛中，使用的机器人有像人体一样的机械结构，并能相互配合完成踢球的动作。它们在动态行走、跑步、踢球的同时需保持自身平衡，还需视觉系统寻找球、队员、场线（用于定位），并使用策略完成进攻。然而，人工智能踢足球不同于电脑模拟足球赛事，它既需要人工智能的程序，还需要类人型的机器人实体。目前这项技术还处于初级阶段，因为足球运动需要瞬间的身体控制、持久的技术稳定性以及及时领悟战术的赛场阅读能力，这些都是摆在机器人设计制造领域前难以逾越的鸿沟。新知讲解二活动认识人工智能3、人工智能的其他领域的应用。（1）人工智能与生活。如可以运用语音、视觉及情景识别等功能，充当生活助手。（2）人工智能与加工制造。如为制造企业提供视觉检测、自动化控制、智能化校准以及问题根源分析等解决方案。（3）人工智能与医疗。如虚拟助理，人工智能可以诊断疾病。利用人工智能还可模拟和检测新药物进入体内后的一系列反应，从而为新药研发节约时间和成本。（4）人工智能与娱乐。如可借助于微机电、惯性导航和视觉识别算法，参与影视娱乐拍摄与制作。（5）人工智能与军事。如可以让无人作战车辆、无人坦克、无人潜航器、无人机等作占装备在战场上拥有自主决策、自主寻路和自主检测目标的能力，发挥重要作用。新知讲解三活动大脑的保护 研究发现，大脑是消耗人体能量最多的器官。它虽然只占体重的2.5%，却消耗着身体20%的能量和25%的氧气。大脑的不同部位负责不同的功能，一个区域长时间兴奋活跃，就会产生疲劳感，可能导致神经衰弱、记忆力减退。睡眠对大脑的休息很重要，10岁左右的儿童每天大约需要10小时的睡眠时间。保持愉快的心情也有利于大脑的健康，能提高学习和工作效率。新知讲解三活动大脑的保护1、下面的做法哪些正确？哪些不正确？为什么？（1）经常开窗通气，正确。因为大脑的工作耗氧量大，经常开窗透气，能呼吸到室外更多的新鲜空气。（2）戴头盔，正确确。因为大脑柔软，经不起撞击。（3）不吃早饭，错误。因为大脑是人体消耗能量最多的器官。新知讲解三活动大脑的保护2、其他保护大脑的做法。（1）开玩笑时切记不能打脑袋。（2）看书时间长了要注意休息。（3）按时睡觉，保证充足的睡眠时间。（4）经常进行体育锻炼，散步效果最好。（5）全面均衡的营养饮食。（6）保持心情愉悦。（7）平时多听舒缓的音乐。（8）遇到头错眼花、听力下降、耳郭发热等状况时要及时休息。新知讲解三活动大脑的保护3、下面的做法，正确的在“”里画“”，不正确的画“”。轮换做不同学科的作业轮换做不同学科的作业轮换做不同学科的作业 要保护好大脑，就要摒弃一些不良行为，如长期睡眠不足，吸烟，酗酒，不爱运动，蒙头睡觉等等。充足的睡眠对脑的作用非常大，小学生每天应该保证910小时的充足睡眠，有助于大脑的休息与发育。长期睡眠不足或者睡眠质量较差的人，会加速脑细胞的衰老，进而导致反应能力和记忆力下降。轮换做不同学科的作业轮换做不同学科的作业轮换做不同学科的作业活动手册科学零距离 脑震荡是怎么回事脑震荡是怎么回事 脑震荡是指头部遭受外力打击后，即刻发生短暂的脑神经功能障碍，其发生机制至今仍有许多争论。脑震荡者通常表现为短暂性昏迷、逆行性遗忘以及头痛、恶心和呕吐等症状。它是最轻的一种脑损伤，经治疗后大多可以治愈。伤后在一定时间内应密切注意意识、瞳孔、肢体活动和生命体征的变化，若一旦发现颅内继发性病变或其他并发症，要及时诊治。课堂练习1、脑虽然只占体重的2.5%，却消耗着身体（）%的能量和（）%的氧气。一、填空2025课堂练习1、睡眠可以消除大脑的疲劳，恢复大脑的功能。（）二、判断对错2、人工智能已经超越人类的大脑。（）3、工厂车间里的机器人被称为人工智能。（）解析：人工智能依然处于开发阶段，只是模拟人脑的一些功能来实现“思考”，还无法超越人脑。解析：人工智能是一种应用程序，与工厂的自动、半自动的机器人不同，搭载了人工智能的机器人可以模拟人类的思维，拥有一定的发现问题和解决问题的能力。课堂练习三、选择题1、下列不利于保护大脑的是（）。A.按时休息B.进行体育锻炼C.吸烟排解忧愁C课堂练习三、选择题2、手机的下列功能中，属于人工智能的是（）。A.接打电话B.收发短信C.人脸识别解锁C课堂小结通过本课的学习你有哪些收获？板书设计大脑的开发与利用气泡图图形表征本课思维导图保护大脑经常开窗透气鱼骨图人工智能应用前景概念图因果图危险运动戴头盔充足睡眠营养均衡心情愉悦板书设计大脑的开发与利用气泡图图形表征本课思维导图保护大脑经常开窗透气鱼骨图人工智能应用前景概念图因果图危险运动戴头盔充足睡眠营养均衡心情愉悦