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視頻標簽：初識人工智能
所屬欄目：綜合實踐及通用技術優質課
視頻課題：中國地圖出版社《信息技術基礎》必修第四單元第四節初識人工智能-唐山
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《初識人工智能》教學設計
一、基本信息
所授課題：《初識人工智能》
所用教材：中國地圖出版社《信息技術基礎》必修第四單元第四節 學 段：高一 課 時：1課時
二、教材分析
本節是中國地圖出版社出版的普通高中課程標準實驗教科書《信息技術基礎》(必修)中的第四單元第四節。本節的內容包括：人工智能的概念、研究目的和發展歷程，人工智能的研究領域（如自然語言處理、模式識別、人機博弈、智能機器人等）。通過學習這些內容，既能讓學生掌握有關人工智能的知識性內容，開闊學生的視野，豐富學生對前沿科技的認識，也能讓學生體驗人工智能技術給社會生活各方面帶來的影響，激發他們對人工智能的學習興趣，培養學生獨立而健康的科學觀和發展觀，為選修模塊《人工智能初步》的開設作了有益的鋪墊。 三、學生分析
作為剛進入高中學習的學生來說，好奇和強烈的求知欲對學習本課來說是很好的前提。通過本節課的學習，讓學生們在體驗到人工智能的魅力的同時，學會更好地利用它為我們人類服務。 四、教學目標
知識與技能目標：初步了解人工智能的實質及發展趨勢，知道“模式識別”、“機器翻譯”、“機器人”等概念。 過程與方法目標：在體驗智能信息工具軟件的進程中，了解其基本任務原理，了解其實踐運用價值，提高對人工智能的認識及其對我們日常生活的影響。
情感態度與價值觀目標:通過感受人工智能的魅力，拓展到讓機器為我們解決實際問題，激發學生對人工智能學科的濃厚興趣。通過對人工智能未來發展的展望，使學生看到人工智能廣闊的發展前景，形成科學的價值觀，并對未來社會產生大膽假想，拓展學生的思維。 五、教學重點、難點
教學重點：對人工智能的初步了解，體驗人工智能在一些領域的獨特魅力及其應用價值
教學難點：如何提升學生對人工智能的認識，客觀認識人工智能技術對社會的影響，樹立正確的科學技術應用觀。
六、教學媒體
網絡機房、網絡廣播系統、主題學習網站、多媒體課件、智能工具軟件、影片視頻片段等 七、教學方法
講解、演示、討論交流 八、教學過程 教學環節
教師活動
學生活動 設計意圖 創設情境 導入新課
教師：這節課，我們先播放兩個視頻短片（利用幻燈片播放）。 短片一：《人工智能時代》片斷
短片二：《機器人“索菲婭”獲得沙特國籍》新聞片斷
學生觀看。
引發學生的興趣和熱情。給同學新奇感，順利過渡到新課。
教師：同學們，在這兩段視頻短片中，反復提到的一個詞語是什么？ 教師：對，人工智能。這就是今天這節課，我們所要學習的主要內容《初識人工智能》。
教師：利用幻燈片展示學習主題。
學生回答：人工智能。
新課教學
【認知環節】
教師：我們先看一下人工智能的由來（幻燈片展示）。那什么是人工智能呢？接下來，請同學們打開這節課的主題學習網站，完成課堂任務一。
課堂任務一：結合任務一提供的視頻短片，用幾個詞語或一、兩句話描述一下自己所認為的什么是人工智能，并通過網頁中的提交按鈕提交到網站。
教師：通過廣播系統展示同學們提交的結果，并進行必要的點評。 教師：通過幻燈片展示人工智能相關的概念。
教師：剛開始我們說的機器人是屬于人工智能的范疇，大家想一想，在我們的學習生活中，你見過哪些人工智能產品？其實人工智能在實際生活中應用非常廣泛，它無孔不入，它的應用范圍很廣，包括：計算機科學，金融貿易，醫療診斷，工業制造，交通運輸，遠程通訊，在線和電話服務，法律，無人駕駛，農業，服務行業等諸多方面。 教師：根據學生的回答進行適當的補充，利用幻燈片圖文演示一些應用領域。
學生帶著疑問觀看網站中的視頻并完成課堂任務一。學生不但能夠查看自己的結論，也能夠瀏覽其它學生總結的結果。
學生觀看。
學生舉例人工智能的應用。
讓學生用自己的語言描述，培養學生的自我學習、總結的能力。
通過人工智能在身邊事物中的應用，加深對人工智能的理解。 【體驗環節】 教師：為了進一步加深對人工智能的了解，我們來體驗一下人工智能。同學們可在課堂活動一或課堂活動二中任選一個進行體驗，帶著問題看看人工智能產品與人誰會更勝一籌。
課堂活動一：“棋”樂無窮———與計算機博弈（可選）
打開主題網站中的課堂活動一網頁，點擊自己喜愛的棋類進行對弈（五子棋、中國象棋、軍旗）。
學生根據所選完成活動，并回答相應問題。
與計算機博弈，體驗博弈的樂趣。
活動問題：我們跟誰在下棋？在人機博弈中人和計算機的優勢和弱項分別是什么？（可通過“百度”搜索，并將自己的回答提交到網頁） 教師提示：表面上是跟計算機進行對弈，實際上是和一群人開發人員的集體智慧在對決。以深藍為例，它有32個大腦(微處理器) ，存儲了一百多萬局棋譜，可以看12步棋，每秒鐘可計算2億次，下一步棋可從10120中選出一個最佳方案。
課堂活動二：隨“機”應變———與機器人進行交流（可選）
打開主題網站中的課堂活動二網頁，點擊相應鏈接，用中文與小i機器人進行在線交流。“小i”：http://i.xiaoi.com/
活動問題：請同學們根據自己的對話分析一下，為什么小i機器人回答問題有時會答對，有時會答經常答非所問，原因可能出現在哪些方面？你認為它們通過什么方式來理解我們的語言并做出回答的？（可通過“百度”搜索，并將自己的回答提交到網頁） 教師提示：說白了，聊天機器人根據聊天記錄中的多個關鍵字通過算法，從數據庫中找到最貼切的答案，回復給它的聊伴。具有深度學習型的人工智能機器人，每當用戶輸入一句話，機器人將存下它，同時也存下答復的句子。 隨著機器人接受的輸入的增加，它能夠回答的問題的數量和準確度都會相應提升。程序是如何響應用戶輸入的呢？首先從已知句子中匹配出與用戶輸入最相近的句子，之后找到最有可能的回復。那么如何得出最有可能的回復呢？由所有和機器交流過的人們，對這個輸入問題（匹配過的）的各個回答的頻率決定。 教師：模式識別是人工智能的應用范疇，模式識別技術是利用計算機來模擬人的各種識別能力，包括對文字、聲音、圖形、圖像、人物和物體等進行自動識別。接下來，我們就通過課堂活動三體驗一下圖像識別、OCR文字識別。
課堂活動三：各“試”各“樣”———模式識別
學生根據所選完成活動，并回答相應問題。
學生帶著問題完成活動。
與機器人交流，體驗自然語言處理。
體驗圖像識別和文字識別。⑴AR小游戲：通過手與攝像頭的配合驅動屏幕中的籃球，如果籃球與屏幕中的綠色小球相碰，則得1分，同時屏幕中的紅色小球復制；如果籃球與屏幕中的紅色小球相碰，則減1分，同時屏幕中的綠色小球復制。看一看，誰在規定的60秒內得分最多。
教師提示：圖像識別應用包括諸如條碼識別、指紋識別、人臉識別、智能交通中的動態對象識別和手寫識別等。
⑵打開主題網站中的課堂活動三網頁，下載網頁中的圖片，通過“在線文字識別轉換”將圖片中的文字識別到WORD中進行編輯并把編輯后的文字復制到“語音合成軟件”，實現語音朗讀。
活動問題：平時在日常生活或者影視當中見過哪些識別技術?OCR識別中比較哪種文字識別率更高？為什么？阿拉伯數字，英文字母、標點符號能識別嗎？影響識別率高低的主要因素是什么？（將自己的回答提交到專題網站相應網頁） 教師提示：語音識別就是讓電腦能能聽懂人說話，將人說了的話轉換成文本，比如微信聊天中的將語音轉為文字。有關這些模式識別的知識可以參看“專題網站→知識要點→知識了解”中的內容。 課堂活動四：“譯”來“譯”出———機器翻譯 打開主題網站中的課堂活動四網頁，在下面兩個地址中任選其一登陸網站，輸入若干句子進行英漢互譯。在翻譯的過程中，嘗試將機器翻譯成的目標語言再作為源語言進行翻譯，還可以嘗試輸入一些口語、俗語進行翻譯，體會其翻譯能力。
“Baidu在線翻譯”： http://fanyi.baidu.com/
活動問題：機器翻譯與人工翻譯相比有什么區別？ （可通過“百度”搜索，并將自己的回答提交到網頁）
教師提示：機器翻譯適合于處理大量的、重復度高的技術資料、軟件
選兩名學生參與活動。
學生參與活動。
學生帶著問題完成活動。 利用AR技術體驗圖像識別技術。
體驗文字識別技術。
體驗機器翻譯。
本地化手冊、實時天氣預報等資料，而人工翻譯在語言非重復性的復雜文本方面有著無可替代的作用。人工翻譯會注意語境，適當意譯，機器翻譯只會把每個字翻譯出來組合在一起，有時候感覺不那么容易理解，或是語句不通。 教師：通過剛才的體驗，我們感受到人工智能產品的智能程度好像不太相同，如何來判斷某個產品是否具有智能呢？ 教師：通過幻燈片展示“圖靈測試”。 教師：有關“人工智能”的其它知識，可參看專題網站中的知識擴展。
學生觀看、理解。
使學生形成判斷人工智能的標準。 【暢想未來環節】
教師：早在1997年超級電腦“深藍”以二勝三和一負擊敗世界棋王卡斯帕羅夫。人工智能在前進，今天的計算機比過去的計算機更聰明。設想：如果有一天，機器不僅具有人類的思維，而且具有人類的情感，那會是一個怎樣的世界呢？很多的電影中有描述人工智能前景的，比如《人工智能》、《黑客帝國》、《機械公敵》等等。未來的世界我們都無法預測，但眼前我們知道，我們可以用智能機器解決身邊的問題，也同樣看到了人工智能具有廣闊的發展前景。下面，請同學們通過主題學習網站中提供的有關人工智能的視頻片斷，自己設想一下你心中未來的人工智能，在課堂任務二中發表自己的觀點。 課堂任務二：暢想未來的人工智能。
學生自主觀看視頻片斷，完成課堂任務二。
進一步激發學生的學習興趣，培養學生的想象力。
課堂總結
教師：通過剛才的活動體驗與資料學習，我們已經對人工智能有了一定的了解。人工智能已經成為人類得力的助手和合作伙伴，那是不是人工智能能夠完全代替人類呢？接下來，我們看個視頻短片。
目前的人工智能還不能實現完全替代人的智能，我們不能完全依賴機器，我們不但要自力、自強、自信，同時也要積極探索、發展、創新，我們只有正確、合理的使用人工智能，用人類自己創造的智慧，更好地為人類服務。十、教學反思
通過本節課的學習，激發了學生對人工智能學科的學習興趣；同時學生能夠認識到人類智能和機器智能之間的區別和聯系；讓學生體會到人工智能技術的應用價值，培養正確的科學技術應用觀；學會獨立地、辨證地思考問題，提高科學素養。本節課總體感覺內容還是太多了一點，因為所用的視頻片斷不少，因此課堂上的時間會比較緊張，想面面俱到，反而顯得有些忙亂。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
