《初识人工智能》教学设计

1《初识人工智能》教学设计赫章一中翟航教学目标知识与技能：了解人工智能的含义、原理及人工智能在生活中的一些应用实例过程与方法：在教师的指导下体验几种人工智能的应用情感态度与价值观：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，成为人类的得力助手，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。教学重点体验人工智能在一些领域的独特魅力及其应用价值教学难点如何提升学生对人工智能的认识，客观认识人工智能技术对社会的影响。教学方法讲解、演示、讨论交流教学准备多媒体网络教室、教学课件、辅助资料教学过程一、导入新课上课开始播放《人工智能机器人来到现场》视频，激发学生的学习兴趣，让学生体验人工智能在我们的日常生活中无处不在，它已经并且在未来将改变我们的生活方式。今天这节课我们就来认识一个新鲜事物——“人工智能”。二、新课教学（一）人工智能初识1.什么是人工智能呢？请同学们用自己的语言来描述一下（培养学生在学习过程中自我总结的学习能力）人工智能（AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学，是对人的智能的模拟，包括听、说、看、理解、思考、动作等的智能，是对人的意识、思维的信息过程的模拟。它是计算机学科的一个分支、一个过程，使得机器思考变为可能，是一门研究机器智能的学科，使计算机能够有人的思维并像人类一样思考。2.“人工智能的诞生”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，在达特莫斯大学的一次会议上首次提出，但是人工智能的首次精彩亮相是在1997年，当时深蓝电脑打败了国际象棋天才卡斯帕罗夫。3.人工智能的原理是什么？展示课件（“难忘更深的蓝”）2问：“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、回答的形式，紧跟学生的思维)要点：“深蓝”存储了一百多万局棋谱，可以看12步棋，每秒钟可计算2亿次，下一步棋可从10120中选出一个最佳方案。问：这些功能是它自身具备的吗？是谁给它的？(计算机专家、棋坛高手，通过设计算法、编写程序)问：“深蓝”到底战胜了什么？启发：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。问：这会给人类带来不安吗？机器能够战胜人类吗？情感启发：人工智能=数学计算，机器的智能程度，取决于“算法”。人工智能是对人类大脑机理的模拟，没有真正的思维能力，更谈不上超过或取代人类大脑。正确使用，树立正确的科学技术应用观。4.人工智能的应用领域刚开始我们说的机器人是属于人工智能的范畴，还有“深蓝”、“紫光之星”，其实人工智能在实际生活中应用非常广泛，大家想一想，在我们的学习生活中，你见过哪些具有人工智能的产品？学生举例人工智能的应用，老师补充。例如：人机对弈的五子棋、象棋OFFICE软件中出现的智能小图标联机手写输入（PDA）扫描仪（光学字符识别OCR技术）金山快译、译星、万能对译等（语言处理）与智能机器人聊天机器人大赛，科幻小说中和电视片中的机器人等PPT图文演示一些应用领域。（二）实验思考（辨识单词）为了让同学们更好的了解人工智能，我们来亲身体验以下它的独特魅力。教师在屏幕上显示四组单词，让学生说出它们的中文意思。第一组单词较简单，如football、sky、teacher、class-mate，学生很快就能说出这些单词的中文意思。第二组是托福英语词汇，如bullion、versed、elusive、sophisticated。学生没接触过，大都摇头说不认识。第三组单词，kungfu。第四组单词（针对彝族学生在彝语中怎么说），电脑、手机。师：请思考，为什么这些单词你们有的认识，有的不认识？为什么彝语中没有“电脑、手机等”词汇？学生讨论并积极发言。生：我们学过、能记住的就能认识。没学过、记不住的就不认识。师：实验对我们的启示是，我们的大脑通过感知系统（包括视觉、听觉、触觉等）获得输入符号，对比终点这一输出符号，找出它们之间的关系，通过神经系统传达控制信号，控制我们的骨骼肌肉等系统来实现到达终点的目的（准确进行信息输出）。所以，如果终点的学生发出声音，学生乙也能够到达终点。实验二对我们的启示是，大脑符号中的存储符号与输入符号之间的关系。大脑把输入符号与存储符号进行比对，建立某种结构关系，从而对输入符号进行识别。（三）人工智能的体验师：既然人工智能是对人类大脑机理的模拟，其工作原理应该是模仿大脑的，3应该具备输入、输出、存储、比较、建立结构关系等功能。我们通过体验人工智能应用的实例来探究一下。体验一:手机的“语音唤醒”功能师：请同学们在体验过程中思考该功能是如何工作的。学生操作和讨论。师：注意：根据之前我们定义的唤醒词内容，清晰、大声的说出指令，保持周围环境安静。体验二:传图识字君（手机微信小程序）教师用传图识字君对纸上的文字进行扫描，再次扫描特意用小刀把纸上的一个字的笔画刮去一部分，然后进行前后对比。学生仔细观察后讨论。教师提醒学生注意未被识别出来的那个字，让学生思考文字扫描质量与最终的识别成功率之间的关系以及这种识别有没有应用价值。生：如果扫描的文字不全或字迹不清，进行识别时就有可能失败。师：很好。这种模式识别其实与我们刚才做的实验二类似。它首先要对获得的信号（这里是指文字的图像）进行处理，如角度纠正、去除干扰等，然后提取其数据特征，与其存储的信号库中的数据（这里是指文字库）进行比对。能够吻合的，识别成功；不能吻合的，识别失败。教师介绍模式识别的种类：语音识别、手写识别、指纹识别等。三、总结、归纳人工智能是人类创造的，能够代替人类的一部分智力劳动，其工作程序最终由人类控制。人类思维包含逻辑、形象、直觉、顿悟等方式。人类的创造性主要体现在后三种思维方式中，而人工智能迄今只会模仿人类的逻辑思维而已，尽管在运算速度、数据处理能力等局部功能上超过了人类智能，但要赶上甚至超过人类，现在看起来比较渺茫。机器不能完全代替人，我们不能完全依赖机器，我们要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。四、畅想未来未来的世界我们都无法预测，但眼前我们知道，我们可以用智能机器解决身边的问题，也同样看到了人工智能具有广阔的发展前景。