初识人工智能

初识人工智能一、教材分析本课所学的内容是中国地图出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》(必修)中的第四单元第四节。本章教学内容旨在让学生体验信息加工的过程，提高对信息技术环境下加工信息的认识，学会合理选择利用计算机加工信息的不同方式，以更好地解决问题。本节课有两个内容：揭开人工智能神秘的面纱、利用人工智能技术加工信息。二、教学目标分析1、了解、认识人工智能技术的实质，知道“模式识别”、“机器翻译”、“机器人”等概念。2、能够列举出生活中人工智能技术应用的一些实例三、技能目标分析在教师指导下能够了解体会几种智能信息处理软件的使用四、教学重、难点分析教学重点：体验人工智能的独特魅力，了解其应用价值。教学难点：如何提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维，客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。五、学生分析：高一的学生对于人工智能大部分觉得距离自己很远，但是对于金山快译软件很熟悉，使用手写板得手机也见过，所以教学情境引入从同学身边得例子如手，揭开人工智能得神秘面纱，让学生更有兴趣了解人工智能，帮助同学构建知识的平台。他们的思想很新，接受新事物的能力强，六、教学思路从设置生活问题出发，引出使用智能化加工的方法来解决问题这一途径。通过了解“深蓝”为什么能够战胜卡斯帕罗夫，启发思考、分析、了解和认识人工智能的实质，进一步认识计算机信息加工的本质。然后指导学生使用智能加工软件，体验智能化加工对生活、工作、学习的意义，同时通过观看机器人等视频，引导学生关注当前各级教育部门举办的机器人比赛等赛事，激发他们的探索精神。通过与机器人对话的实践，启发他们找出机器人说话的破绽，思考其原因，从而进一步体会人工智能的实质。教学目标：1、知识与技能：了解人工智能的含义，了解、认识人工智能技术的实质，知道“模式识别”、“机器翻译”、“机器人”等概念。能够列举出生活中人工智能技术应用的一些实例2、过程与方法：在了解概念的基础上，通过具体实例，体验部分典型人工智能的应用，了解其实际应用价值。3、情感态度与价值观：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兴趣。通过对人工智能未来发展的展望，使学生看到人工智能广阔的发展前景，并对未来社会产生大胆假想，拓展学生的思维。教学重点：体验人工智能的独特魅力，了解其应用价值。教学难点：如何提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维，客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。教学方法：体验，讨论交流教学环境：多媒体网络机房，教学网页七、教学过程导入新课：同学们大都有过阅读产品说明书的经历，如果说明书是英文的，我们通常用什么方法来看懂它呢？学生活动：学生回答：查字典、请精通英文的人翻译，找老师翻译，请卖产品的讲解使用方法等，还可以使用金山快译等翻译软件。教师：其实金山快译等翻译软件就是人工智能的一个应用，请同学们将一首”锄禾”的小诗翻译成英文，在将英文翻译成汉语，体会其中的差别。学生：学生体验用金山快译翻译软件翻译文字，动手实践。教师：请同学谈谈自己使用翻译软件的体会，与原来的中文是否有区别？为什么？怎样提高翻译质量？学生：1、有区别-----机器无感情------因为使用软件-----人编写的------(进一步认识本质)2、原理：在词库中搜索3、提高质量：进一步完善软件教师：人工智能并不是万能的、有局限(辩证地)进一步认识人工智能的实质：机器的思维是人通过编写程序给予的。机器不能完全代替人，我们不能完全依赖机器，我们要自力、自强、自信；同时也要热爱科学，积极探索、发展、创新，让机器成为人类的得力助手和合作伙伴，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。其实大家刚才利用金山快译翻译软件翻译就是人工智能的一个应用，这到底是怎么回事呢？今天我们要给大家介绍的一个新鲜事物——人工智能（简称A.I.）。这节课我们就来学习人工智能及利用它来加工信息的技术。『新课教学』一、揭开人工智能的神秘面纱1、师：什么是人工智能？生：学生看书自学，体会含义。人工智能，利用计算机来模拟或实现人类智能。2、师：“人工智能”的诞生。生：学生看书自学。英国科学家阿兰图灵的“图灵测试”首先涉及人工智能，被誉为“人工智能之父”。1956年，美国的一批来自数学、心理学、神经学、信息论和计算机科学等方面的专家学者，在达特莫斯大学召开了一次研讨会，正式提出了“人工智能”这一术语。3、师：工智能的实质是什么？（学生阅读课本资料）师：“深蓝”计算机为什么能够战胜卡斯帕罗夫？“深蓝”战胜了什么？讨论分析(通过启发、思考、讨论、回答、分析的形式，紧跟学生的思维)要点：微处理器（相当于我们的大脑）(进一步认识处理器的作用、地位)，存储了一百多万局棋谱，可以看十几步棋，每秒钟可计算几亿次，下一步棋可从1万多种方案中选出一个最佳方案(启发并分析：高速计算、搜索技术)a、师：这些功能是它自身具备的吗？是谁给它的？(生：计算机专家、棋坛高手)b、师：人是怎么给它的？(有一两名同学知道，是通过设计算法、编写程序)e、师：“深蓝”到底战胜了什么？深蓝是人类智慧的创造物，它战胜的不仅是第一棋手，战胜的是人类的智慧师：这会给人类带来不安吗？机器能够战胜人类吗？(启发思考，紧追不放)学生：讨论一下情感启发：正确使用，树立正确的科学技术应用观二、人工智能技术加工信息（人工智能技术的应用）师：人工智能在实际生活中应用非常广泛。金山快译属于人工智能中的自然语言处理范畴，此外还有人机对话，在线机器翻译等，请同学观看学习网页上老师与机器人在线聊天的记录。思考它的回答与人的回答有哪些区别，原理是什么。上述的在线聊天属于人工智能中的自然语言处理范畴，只不过是人工智能的一个应用领域。大家想一想，在我们的学习和生活中，你还见过哪些具有人工智能的产品？师（引导）：人之所以具有智能，是因为人能够获取和接受信息----思考和处理信息----给出思考的结果。(我们用扫描仪获取图片之后是如何处理成文字的？在使用office软件出现疑难问题的时候会出现？人机对弈的五子棋、象棋是否属于人工智能？科幻电影中看到的机器人？)学生思考举例：师生交流。学生：银行的自动取款机师：利用计算机来模拟或实现人类智能，属于人工智能应用学生：全自动洗衣机师：利用计算机来模拟或实现人类智能，属于人工智能应用学生：声控灯师：声控灯利用光敏电阻，没有利用计算机来模拟或实现人类智能，不属于人工智能应用学生：自来水洗手师：利用红外线技术，不属于人工智能应用。学生：手机的手写板输入（学生体验手机利用手写板工具收发短信）师：属于人工智能应用。学生：机器人学生：汽车、飞机自动导航学生：无人驾驶的飞机，潜水艇学生：登上火星的探测器师：同学们举的例子非常好，这说明大家平时注意观察生活，能体会身边的一些变化。教师总结应用领域：总结应用领域之一：1、模式识别此类技术的目标是利用计算机来模拟人的各种识别能力，包括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别。(1)语音识别（如：Office语音识别工具）(2)指纹识别（媒体中了解过）指纹识别结合生物扫描技术，可以识别指纹的平面图像特征，可以对指纹表皮下的毛细血管的分布特征以及手指的三维图像特征进行识别。利用指纹来鉴定人的身份，可以克服证件、签字、照片、密码、钥匙、印鉴等容易假冒、丢失、遗忘、被盗的缺点。有兴趣的同学可以去有关网站浏览相关资料。(3)联机手写输入（手机）PDA是一种袖珍型电子记事本，它提供一个小型书写板和一支电子笔，可以将一些重要的数据写入PDA。(4)光学字符识别（OCR技术）OCR(OpticalCharacterRecognition)例如：扫描仪、阅读器应用领域之二：自然语言处理（机器翻译、人机对话、翻译软件如金山快译）机器翻译(MT)：是利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。常用软件：金山快译、译星、万能对译等(学生了解一些)，还可以使用在线翻译。在线翻译系统为什么能完成以前必须要我们自己去亲自完成的翻译的工作，这是因为它使用了人工智能技术。实践：利用金山快译翻译将“锄禾”这首诗翻译成英文应用领域之三：其他应用1、机器人：问题：你知道什么是机器人吗？什么样的机器才能称之为机器人？定义：可以根据感觉到的信息，进行独立识别、推理、并做出判断和决定，不用人的参与就可以完成一些复杂的工作。交流讨论：师：同学们对机器人的了解，往往通过什么途径？(生：机器人大赛，科幻小说中和电视片中的机器人等)师：你对机器人的印象？师：一种是人类的朋友，协助正义战胜邪恶；另一种是敌人，给人类带来灾祸。师：现状是机器人不仅未对我们构成威胁，而且给社会带来巨大的裨益。师：视频播放：机器人跳舞、机器人爬楼梯、机器人灭火比赛及新闻报道(启：学习榜样，激发探索新兴科学技术的兴趣)课件展示相关图片：导盲机器人为盲目人引路；机器人乐队；无人潜水艇；机器焊接；空中无人驾驶侦察机；机器狗；迎宾机器人……(启：正确认识和看待新兴科技对人类进步的积极作用和实用价值)(启：提升伦理、道德、法律、文化等层次和素养)2、计算机博弈：生：亲身体验。人机对战:运行五子棋，体会智能中的博弈。3、智能代理技术(如：按F1呼出office助手；电子商务)（教师简要介绍，学生体验word中office助手）4、其他：专家系统(模仿人类专家来解决专门领域问题的软件系统)；机器证明、数据挖掘……(教师简要介绍)教师：通过前面的学习，我们了解了人工智能的几大应用领域，分别是模式识别，自然语言处理和其他应用领域如机器人、人机对弈、智能代理里技术等。我们也发现人工智能给我们带来便利的同时，产品的可用、实用上还待进一步的提高，随着科学技术的进步，我们的生活变得越来越美好，那么怎样才能拥有先进的科学技术，我们必须开始努力学习科学文化知识，但未来的人工智能会是一个什么样，同学们也可以想象一下。下面我们来一起欣赏一段flash动画展望我们未来的家。请同学们思考，在这个短篇中哪些应用到了人工技术。通过观看flash动画，同学们能说出其中哪些技术属于人工智能方面的应用，说明大家已经了解了人工智能的应用领域。本节课同学们体验了人工智能的应用：五子棋、人机聊天、智能输入，人工智能每一个阶段的进步离不开科学家的努力，我们国内也有很多专家在进行人工智能的研究。请同学们阅读学习网页中的资料，了解我国吴文俊院士在人工智能方面的贡献，以及与人工智能有关的知识。完成学习任务中的人工智能应用领域的连线题。那么通过这节课你还学到了什么。请同学们把本节课的学习体会写在电子档案袋中。教学反思：知识点讲的比较细，教材使用的较好，设置的教学环节源于教材又高于教材，并没有照本宣科。利用人工智能技术进行博弈，分析的比较透，通过五子棋体验人工对弈，更好的体会了人工智能。通过讨论列举身边的例子，找出与生活联系最紧密的事物。情景引入让学生翻译一篇文章，通过用金山快译解决问题，学生会比较感兴趣，效果很好。教学环节设计的比较严密，而且在教学网页中设计了一些相关知识，如人工智能传奇、图灵测试等，有余力的学生可以根据自己的需要学习，并且对我国人工智能有着突出贡献的人物进行介绍。教学参考资料准备的比较齐，特别是搜集了一些学生比较感兴趣的应用人工智能技术的视频文件，如机器人爬楼梯、机器人跳舞、机器人灭火比赛及新闻报道等，使学生充满对人工智能的好奇心和求知欲。不足：教师要精讲，作引导者，把更多的时间交给学生，让学生讨论就必须给学生时间，对学生回答的问题要及时地给予肯定，对有差别的要及时纠正。比如学生举例声控灯利用了人工智能技术，应及时更正，教师应多查一些资料，给学生一个解释，即自动化控制相关知识。