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1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级中学何光明【一、设计思想】教育部颁发的《普通高中技术课程标准》指出“人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一，它在求解策略和处理手段上具有独到之处”。并要求学生“通过部分智能信息工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值”。电脑作为一种智能工具，是人类大脑的延伸。“人工智能”相关知识内容，无论是基础的必修部分还是选修内容，都有着非常重要的地位和作用。充分重视这部分内容的教学，可以让学生体验信息技术如何影响和改变我们的生活、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《课程标准》这样的理解，作此教学设计，经新课改实验，整理成文抛砖引玉，希望得到同仁的指点和斧正。整个属于“信息技术基础”部分，大约需要1到2课时。“走进人工智能”这一课，内容基于教科版信息技术基础第三章第三节“信息的智能化加工”部分，主要包含两块内容：揭开人工智能神秘的面纱和利用人工智能技术加工信息。根据本节内容和本人的一些思考，结合高一年纪学生的认知结构和认知能力，在进行教学设计时考虑到主要为学生提供更多体验和了解人工智能技术的机会，同时能思考和客观对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认识，也能培养学生独立而健康的科学观和发展观。【二、教学目标】知识与技能目标：了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、生活中的一些运用；过程与方法目标：在体验智能信息工具软件的进程中，了解其基本任务原理，了解其实践运用价值，提高对人工智能的认识，及其对我们日常生活的影响；情感态度与价值观目标: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。【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，是本章内容重要组成部分。本节主要包括两个部分揭开人工智能的神秘面纱和利用人工智能技术加工信息。教学重点：对人工智能的初步了解及体验。教学难点：如何客观认识人工智能技术的发展对人类社会的影响，树立正确的科学技2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：引发学生的兴趣和热情。给同学新奇感，顺利过渡到新课。老师：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？计算机是否也可以模拟人其它的智能呢？比如看、说、思考、行为等等。大家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认识。老师：人工智能是对人的智能的模拟，包括听、说、看、理解、思考、动作等的智能。老师：人工智能在实际生活应用中非常广泛，大家能不能举举我们学习和生活中的例子？老师提示：比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（能语音识别的手机等），比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）老师引导：人之所以具有智能，是因为人能够接受获取信息—思考处理信息—给出思考的结果。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3让学生对人工智能的应用领域有简单的了解（三）合作体验教师活动：为了让大家更好地了解人工智能，我们让大家亲身体验一下人工智能的魅力。将学生分成四组，每组完成一个体验任务，任务完成后，每组转播一个同学的屏幕与其他同学交流体验的过程和方法。安排如下表：组别任务文件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作，各组之间开展竞赛要求：每个同学完成各自小组的活动后，做后面活动问题，把结果做在老师的新浪BLOG调查问卷提交完成学生活动：分组活动，合作体验设计意图：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础和兴趣灵活选择）1．在线交流“ALICE”：“小i”：，本地软件包①安装文件“小i机器人桌面版”:XiaoiRobot_Install.exe②或直接运行文件：美眉机器人.swf3参考信息：与ALICE交流可参考的问题1.What'syourname?2.Areyouagirl?3.Howoldareyou?4.Whereareyoufrom?45.Areyoubeautiful?6.What'sthecolorofyoureyes?7.Doyouhavefriends?8.Doyouhaveparents?9.What'sthecolorofyourhair?10.What'syourfavoritesong?11.Doyoufeelhurt?12.What'sthefilmyoulikemost?13.Canyousingasong?14.Doyouhaveheartbeat?15.Whatdoyouliketoeat?16.Doyouknowwhatisartificialintelligence?与小i交流可参考的问题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：请同学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，有时会答经常答非所问，原因可能出现在哪些方面？你认为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，体验自然语言处理体验活动二：“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，let’sgo!打开“活动2”文件夹，找到自己喜爱的棋类，选择相应的子文件夹，运行软件。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。5体验活动三：各“试”各“样”———模式识别打开“活动3”文件夹，用WORD或记事本或直接打开文件“人工智能.txt”，利用下面的工具软件完成参考信息的录入、识别1．使用软件“慧视小灵鼠”，打开文件慧视小灵鼠.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．把录入后的文字复制到“语音合成软件”下的ZtSound.exe实现语音朗读参考信息：电影《人工智能》精彩对白（分别有英汉两种语言录入）David:Isitagame?大卫：这是一个游戏吗？Monica:Yes.莫尼卡：是的。Monica:Youwon'tunderstandthereasonsbutIhavetoleaveyouhere.莫尼卡：你不会明白的，但是我不得不把你留在这儿。David:Isitagame?大卫：这是一个游戏吗？Monica:No.莫尼卡：不。David:Whenwillyoucomebackforme?大卫：你什么时候会回来？Monica:I'mnot,David.You'llhavetobeherebyyourself.莫尼卡：我不会回来，大卫。你将独自留在这儿。David:Alone?大卫：一个人？活动问题：平时在日常生活或者影视当中见过哪些识别技术?OCR识别中比较哪种文字识别率更高？为什么？阿拉伯数字，英文字母、标点符号能识别吗？影响识别率高低的主要因素是什么？设计意图:体验图像识别和文字识别6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标语言再作为源语言进行翻译，还可以尝试输入一些口语、俗语进行翻译，体会其翻译能力。“金山爱词霸在线翻译”：“Baidu在线翻译”：“Google在线翻译”：也可以下载金山快译安装后运行进行翻译。汉译英：(1)人工智能很神奇，也很神秘，我非常希望对它做深入研究。(2)机器翻译能帮助我提高英语学习成绩，对我的帮助很大。(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)isChina'sfirstaircraftinSeptember29,20113,twenty-onesixteensecondsattheJiuquansatellitelaunchcenter,foratotallengthof10.4meters,amaximumdiameterof3.35meters,fromtheexperimentalclassandresourceclass.ItmarkedthelaunchofChinaenteredtheAerospaceChinathreepacesgothestrategyofsecondphasesecondstep.Accordingtotheplan,theShenzhoueightspacecraft,Shenzhounine,theShenzhoutenspacecraftwillbeintwoyearsinturnwiththeTiangong-1completenoorsomeonerendezvousdockingmission,andtheestablishmentofChina'sfirstspacelaboratory.InOctober10,2011,TencentTiangong-1micro-blogissuedthefirstphotoofhimself.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他同学交流，学生讲解体验过程。1组同学演示时提问：有没有觉得类似于使用QQ与你的朋友聊天，觉得她够聪明吗？72组同学演示时提问：觉得计算机聪明吗，你有没有取得胜利？3组同学演示时补充：文字识别大家都不陌生，它属于人工智能中模式识别范畴，模式识别类似一个人，它的存储信号中没有的东西它不认识，有的东西才认识。比如在使用汉字识别软件进行识别时汉字能识别，英文则不能识别。4组同学演示时提问：能不能成为你的翻译助手，能不能取代英语老师？师：通过刚才的体验，我们感受到人工智能产品的智能程度好像不太相同，如何来判断它是否具有智能呢？投影：图灵测试（五）学习人工智能研究与应用范畴老师：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，人工智能主要分为哪些研究和应用领域呢？师：请大家用5分钟时间参考学习网站：老师的新浪Blog中相关资料，了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，完成连线匹配。学生活动：学习相关资料，思考完成地在