初识人工智能教案

初 识 进 人 工 智 能 信息的智能化加工教学设计 湖北省黄冈市三里畈高档中学 何光明【一、设计思想】教育部颁发的一般高中技术课程原则指出“人工智能技术是目前信息技术应用发展的热点之一，它在求解方略和解决手段上具有独到之处”。并规定学生“通过部分智能信息工具软件的使用，体验其基本工作过程，理解其实际应用价值”。电脑作为一种智能工具，是人类大脑的延伸。“人工智能”有关知识内容，无论是基本的必修部分还是选修内容，均有着非常重要的地位和作用。充足注重这部分内容的教学，可以让学生体验信息技术如何影响和变化我们的生活、学习和工作。可以说这部分内容是信息技术教学的“点睛之笔”。作者基于对课程原则这样的理解，作此教学设计，经新课改实验，整顿成文抛砖引玉，但愿得到同仁的指点和斧正。整个属于“信息技术基本”部分，大概需要1到2学时。 “走进人工智能”这一课，内容基于教科版信息技术基本第三章第三节“信息的智能化加工”部分，重要涉及两块内容：揭开人工智能神秘的面纱和运用人工智能技术加工信息。根据本节内容和本人的某些思考，结合高一年龄学生的认知构造和认知能力，在进行教学设计时考虑到重要为学生提供更多体验和理解人工智能技术的机会，同步能思考和客观看待人工智能技术对人类社会的影响，这样既丰富了学生对前沿科技的结识，也能培养学生独立而健康的科学观和发展观。【二、教学目的】知识与技能目的：理解人工智能技术的发展和原理；初步接触人工智能技术在社会消费、生活中的某些运用；过程与措施目的：在体验智能信息工具软件的进程中，理解其基本任务原理，理解其实践运用价值，提高对人工智能的结识，及其对我们平常生活的影响；情感态度与价值观目的:通过感受人工智能的魅力，拓展到让机器为我们解决实际问题，激发学生对人工智能学科的浓厚爱好。通过对人工智能将来发展的展望，使学生看到人工智能广阔的发展前景，并对将来社会产生大胆假想，拓展学生的思维。 【三、教学内容及重点、难点】教学内容：信息的智能化加工作为信息加工的一种类型，是本章内容重要构成部分。本节重要涉及两个部分揭开人工智能的神秘面纱和运用人工智能技术加工信息。教学重点：对人工智能的初步理解及体验。教学难点：如何客观结识人工智能技术的发展对人类社会的影响，树立对的的科学技术应用观。【四、教学媒体选择】网络机房、多媒体教学系统、多媒体课件、智能工具软件（五子棋、金山快译等）、影片视频片段。【五、教学过程】（一） 创设情境导入新课教师活动：1播放视频：电影人工智能的精彩预告片2提问：你们看明白了吗？3投影：人工智能的剧情图片4提问：你们看明白了吗？5设疑：通过这堂课的学习你将明白提问：1、什么是智能？ 2、什么是人工智能？判断人工智能的条件是什么？学生活动：观看视频阅读课本、分析思考、回答问题设计意图：引起学生的爱好和热情。给同窗新颖感，顺利过渡到新课。教师：计算机天生就能听懂人类的语言吗？肯定不能，这种能力是人赋予它的，是人工的智能。计算机能听懂人类的语言是模拟了人的听的智能，什么是人工智能呢？计算机与否也可以模拟人其他的智能呢？例如看、说、思考、行为等等。人们是如何理解人工智能的？请用自己的语言来描述人工智能。学生回答（二）初识人工智能学生：用自己的语言描述人工智能，产生对人工智能的模糊结识。教师：人工智能是对人的智能的模拟，涉及听、说、看、理解、思考、动作等的智能。教师：人工智能在实际生活应用中非常广泛，人们能不能举举我们学习和生活中的例子？教师提示：例如模拟人看的智能的产品（扫描仪、手写板等），模拟人听的智能的产品（能语音辨认的手机等），例如模拟人能思考的产品（人机对弈等），模拟人行为动作的产品（机器人）（ 教学BLOG网站给出提示图）教师引导：人之因此具有智能，是由于人可以接受获取信息思考解决信息给出思考的成果。人工智能实质是对人的思维机理的模拟。设计意图让学生用自己的语言描述，培养学生的自我学习、总结的能力让学生对人工智能的应用领域有简朴的理解（三）合伙体验教师活动：为了让人们更好地理解人工智能，我们让人们亲身体验一下人工智能的魅力。将学生提成四组，每组完毕一种体验任务，任务完毕后，每组转播一种同窗的屏幕与其她同窗交流体验的过程和措施。安排如下表：组别任务文献夹一体验活动一活动一二体验活动二活动二三体验活动三活动三四体验活动四活动四组内成员分工合伙，各组之间开展竞赛规定：每个同窗完毕各自小组的活动后，做背面活动问题，把成果做在教师的新浪BLOG调查问卷提交完毕学生活动：分组活动，合伙体验设计意图：让学生实际体验人工智能体验活动一：随“机”应变与机器人进行交流用英文与“ALICE”进行交流，用中文与小i机器人进行交流 （每个人根据自己的技术基本和爱好灵活选择）1 在线交流 “ALICE”：“小i”：2，本地软件包 安装文献“小i机器人桌面版”: XiaoiRobot_Install.exe或直接运营文献：美眉机器人.swf3 参照信息：与ALICE交流可参照的问题1. Whats your name? 2. Are you a girl? 3. How old are you?4. Where are you from?5. Are you beautiful?6. Whats the color of your eyes? 7. Do you have friends? 8. Do you have parents? 9. Whats the color of your hair? 10.Whats your favorite song?11. Do you feel hurt? 12.Whats the film you like most? 13.Can you sing a song? 14.Do you have heart beat?15.What do you like to eat? 16.Do you know what is artificial intelligence?与小i交流可参照的问题1你叫什么名字？2。 你在哪出生？3你今年几岁了？4。学习是什么？5. 什么是人工智能？6.你最擅长回答什么问题？活动问题：请同窗们根据自己的对话分析一下，为什么ALICE或小i机器人回答问题有时会答对，有时会答常常答非所问，因素也许出目前哪些方面？你觉得它们通过什么方式来理解我们的语言并作出回答的？设计意图: 与机器人交流，体验自然语言解决体验活动二：“棋”乐无穷与计算机博弈搜索并欣赏视频：1997“更深的蓝”究竟战胜卡斯帕罗夫计算机博弈很早就进入了我们的学习和生活中，如国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋等，“更深的蓝”则是其中的杰出代表。卡斯帕罗夫不行，不代表我不行，lets go!打开“活动2”文献夹，找到自己爱慕的棋类，选择相应的子文献夹，运营软件。1打开“五子棋”：2. 打开“中国象棋”，与计算机博弈。3. 打开“围棋”，与计算机博弈。4打开“暗棋版军旗”，与计算机博弈。活动问题：人工智能在不同棋类的推理能力有什么特点？设计意图:与计算机博弈，体验博弈的乐趣。体验活动三：各“试”各“样”模式辨认打开“活动3”文献夹，用WORD或记事本或直接打开文献“人工智能.txt”，运用下面的工具软件完毕参照信息的录入、辨认 1使用软件“慧视小灵鼠”，打开文献慧视小灵鼠.exe实现鼠标手写录入2使用搜狗拼音输入法6.0的手定输入 3把录入后的文字复制到“语音合成软件”下的ZtSound.exe实现语音朗读参照信息：电影人工智能精彩对白（分别有英汉两种语言录入）David: Is it a game? 大卫：这是一种游戏吗？ Monica: Yes. 莫尼卡：是的。 Monica: You wont understand the reasons but I have to leave you here. 莫尼卡：你不会明白的，但是我不得不把你留在这儿。 David: Is it a game? 大卫：这是一种游戏吗？ Monica: No. 莫尼卡：不。 David: When will you come back for me? 大卫：你什么时候会回来？ Monica: Im not, David. Youll have to be here by yourself. 莫尼卡：我不会回来，大卫。你将独自留在这儿。 David: Alone? 大卫：一种人？活动问题：平时在平常生活或者影视当中见过哪些辨认技术?OCR辨认中比较哪种文字辨认率更高？为什么？阿拉伯数字，英文字母、标点符号能辨认吗？影响辨认率高下的重要因素是什么？设计意图: 体验图像辨认和文字辨认体验活动四：“译”来“译”出机器翻译在下面两个地址中任选其一登陆网站，将给出的若干句子进行英汉互译。在翻译的过程中，尝试将机器翻译成的目的语言再作为源语言进行翻译，还可以尝试输入某些口语、俗语进行翻译，体会其翻译能力。“金山爱词霸在线翻译”：“百度在线翻译”： “Google在线翻译”：也可如下载金山快译安装后运营进行翻译。汉译英：(1)人工智能很神奇，也很神秘，我非常但愿对它做进一步研究。(2)机器翻译能协助我提高英语学习成绩，对我的协助很大。(3)你站在桥上看风景，看风景的人在楼上看你,明月装饰了你的窗子,你装饰了别人的梦(4)锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦英译汉：(1)Tiangong-1 ( Tiangong-1 ) is Chinas first aircraft in September 29, 3, twenty-one sixteen seconds at the Jiuquan satellite launch center, for a total length of 10.4 meters, a maximum diameter of 3.35 meters, from the experimental class and resource class. It marked the launch of China entered the Aerospace China three paces go the strategy of second phase second step. According to the plan, the Shenzhou eight spacecraft, Shenzhou nine, the Shenzhou ten spacecraft will be in two years in turn with the Tiangong-1 complete no or someone rendezvous docking mission, and the establishment of Chinas first space laboratory. In October 10, , Tencent Tiangong-1 micro-blog issued the first photo of himself.活动问题：机器翻译与人工翻译相比有什么区别？设计意图:体验机器翻译（四）交流分享体验活动 转播学生屏幕与其她同窗交流，学生解说体验过程。1组同窗演示时提问：有无觉得类似于使用QQ与你的朋友聊天，觉得她够聪颖吗？ 2组同窗演示时提问：觉得计算机聪颖吗，你有无获得胜利？3组同窗演示时补充：文字辨认人们都不陌生，它属于人工智能中模式辨认范畴，模式辨认类似一种人，它的存储信号中没有的东西它不结识，有的东西才结识。例如在使用中文辨认软件进行辨认时中文能辨认，英文则不能辨认。4组同窗演示时提问：能不能成为你的翻译助手，能不能取代英语教师？师：通过刚刚的体验，我们感受到人工智能产品的智能限度仿佛不太相似，如何来判断它与否具有智能呢？投影：图灵测试（五）学习人工智能研究与应用范畴教师：人工智能的研究与应用领域非常广泛，不仅仅只有我们体验过的，人工智能重要分为哪些研究和应用领域呢？ 师：请人们用5分钟时间参照学习网站：教师的新浪Blog中有关资料，理解人工智能的研究和应用领域。看完后我们一起来归纳一下，完毕连线匹配。学生活动：学习有关资料，思考完毕地在“问卷星”高中生初识人工智能课程小调查。设计意图:采用自学的方式，培养学生的自主学习能力。运用“问卷星”网络调查的方式强化，协助学生巩固所学知识。教师也可以实时查看学生做的效果。师生共同分析 的成果（六）课堂小结，将来畅想师：通过刚刚的活动体验与资料学习，我们已经对人工智能有了一定的理解，目前的人工智能还不能实现完全替代人的智能，后来的情形会是什么样的呢？诸多的电影中有描述人工智能前景的，例如人工智能、黑客帝国、机械公敌等等，下面我们就一起来看看电影人工智能的片段，看看电影中的人工智能的将来，最后也请人们自己设想一下你心中将来的人工智能，在QQ微博中刊登自己的观点。生：环绕两个问题在QQ微博中刊登自己的畅想。问题1：将来你心中的人工智能是什么样的？问题2：将来人工智能会战胜人类么？教师展示学生在QQ微博中刊登的畅想师：将来究竟是什么样，没有答案。只要我们敢想、只要我们积极去发明，也许一切皆有也许，将来在我们人们的手中，我们一起努力。谢谢人们！设计意图：进一步激发学生的学习爱好，培养学生的想象力。【六、教学反思】说实话，在一节课的时间里，想把人工智能技术这样的前沿科技描述得多么进一步是不也许的，但是如何激发学生的学习爱好我觉得可以从两个方面入手，一种是从知识层面入手，让学生产生求知欲和摸索欲，拥有破解迷雾的动力和勇气；而另一种方面则是从情感层面入手，去探讨分析其存在的价值和意义，去思考其对人类社会带来的新问题和新考验，本节课从这两方面同步入手，不仅仅研究技术自身，更引起学生对自身和将来的思考与摸索，通过本节课但愿能将信息技术课堂变得更加人文化，更加具有思想的深度和广度，固然在具体实践的过程中，任然有许多值得思考和完善的地方，需要我更努力的去提高自身。幸福，不能用手去捉摸，只能用心去揣摩，只能静静去体味。细细地品味了，你就享有到了它温馨的暖，或浓或淡的甜！幸福，其实很简朴。幸福就是和爱人一起漫步，幸福就是吃到妈妈的拿手饭菜，幸福就是孩子在你的脚跟前转悠，幸福就是你能帮父母洗衣洗碗。幸福，其实很简朴。拥有一份称心的工作，就是一种幸福；拥有一种温馨的家，就是一种幸福；拥有一位知心的朋友，就是一种幸福；拥有一份好的心态，就是一种幸福；拥有一种相濡以沫的爱人，那更是一种幸福。幸福就是如此的平平凡凡，幸福就是这样的简简朴单。幸福，其实就是自己心灵的感觉，沉淀在自己的心底，看不见摸不着，没有那么直观，可那种体验与享有却很真实、很直接。或许你没有丰富的物质，或许你不能掌控自己的名利，但只要你拥有一份良好的心情，幸福就会围着你转。幸福，其实很简朴。幸福就是口渴时的那杯水，幸福就是饥饿时的那顿饭，幸福就是劳累时的歇歇脚，幸福就是闲暇时的那茶盏，幸福就是困倦时的那场眠，幸福就是相爱的人彼此的挂念，幸福就是辞别的人默默的怀念！幸福，其实很简朴。幸福就是安静的呼吸，仔细的聆听，忘情的观看；幸福就是有人爱，有事做，有所期待，有人给温暖；幸福就是不迷茫，不慌乱，生而无悔，活而无憾。幸福，其实就在路上，走一步，有一步的风景；进一步，有一步的欣喜；退一步，有一步的心境；停下步，忆往事，感到舒心的甜。幸福，其实很简朴。当你失落，当你伤心，当你落泪时，有人会走到你身边给你一种拥抱，让你不再心酸，让你顿生温暖。幸福似一杯香茗，轻饮慢品里，溢出的却是淡淡的清香，沁人心脾，惬意而舒心；幸福似一杯红酒，无论酒的种类是什么，用心细品里，总能品出那缕浓浓的甘醇柔绵；幸福没有明天，幸福也没有昨天，它不怀念过去，也不向往将来，它只在乎眼前。幸福，其实很简朴。别人的幸福在你的眼里，你羡慕甚至嫉妒；可你的幸福也在别人眼里，你如果不觉得，岂不遗憾？