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视频标签：初识人工智能
所属栏目：综合实践及通用技术优质课
视频课题：中国地图出版社《信息技术基础》必修第四单元第四节初识人工智能-唐山
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《初识人工智能》教学设计
一、基本信息
所授课题：《初识人工智能》
所用教材：中国地图出版社《信息技术基础》必修第四单元第四节 学 段：高一 课 时：1课时
二、教材分析
本节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。本节的内容包括：人工智能的概念、研究目的和发展历程，人工智能的研究领域（如自然语言处理、模式识别、人机博弈、智能机器人等）。通过学习这些内容，既能让学生掌握有关人工智能的知识性内容，开阔学生的视野，丰富学生对前沿科技的认识，也能让学生体验人工智能技术给社会生活各方面带来的影响，激发他们对人工智能的学习兴趣，培养学生独立而健康的科学观和发展观，为选修模块《人工智能初步》的开设作了有益的铺垫。 三、学生分析
作为刚进入高中学习的学生来说，好奇和强烈的求知欲对学习本课来说是很好的前提。通过本节课的学习，让学生们在体验到人工智能的魅力的同时，学会更好地利用它为我们人类服务。 四、教学目标
知识与技能目标：初步了解人工智能的实质及发展趋势，知道“模式识别”、“机器翻译”、“机器人”等概念。 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，形成科学的价值观，并对未来社会产生大胆假想，拓展学生的思维。 五、教学重点、难点
教学重点：对人工智能的初步了解，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，树立正确的科学技术应用观。
六、教学媒体
网络机房、网络广播系统、主题学习网站、多媒体课件、智能工具软件、影片视频片段等 七、教学方法
讲解、演示、讨论交流 八、教学过程 教学环节
教师活动
学生活动 设计意图 创设情境 导入新课
教师：这节课，我们先播放两个视频短片（利用幻灯片播放）。 短片一：《人工智能时代》片断
短片二：《机器人“索菲娅”获得沙特国籍》新闻片断
学生观看。
引发学生的兴趣和热情。给同学新奇感，顺利过渡到新课。
教师：同学们，在这两段视频短片中，反复提到的一个词语是什么？ 教师：对，人工智能。这就是今天这节课，我们所要学习的主要内容《初识人工智能》。
教师：利用幻灯片展示学习主题。
学生回答：人工智能。
新课教学
【认知环节】
教师：我们先看一下人工智能的由来（幻灯片展示）。那什么是人工智能呢？接下来，请同学们打开这节课的主题学习网站，完成课堂任务一。
课堂任务一：结合任务一提供的视频短片，用几个词语或一、两句话描述一下自己所认为的什么是人工智能，并通过网页中的提交按钮提交到网站。
教师：通过广播系统展示同学们提交的结果，并进行必要的点评。 教师：通过幻灯片展示人工智能相关的概念。
教师：刚开始我们说的机器人是属于人工智能的范畴，大家想一想，在我们的学习生活中，你见过哪些人工智能产品？其实人工智能在实际生活中应用非常广泛，它无孔不入，它的应用范围很广，包括：计算机科学，金融贸易，医疗诊断，工业制造，交通运输，远程通讯，在线和电话服务，法律，无人驾驶，农业，服务行业等诸多方面。 教师：根据学生的回答进行适当的补充，利用幻灯片图文演示一些应用领域。
学生带着疑问观看网站中的视频并完成课堂任务一。学生不但能够查看自己的结论，也能够浏览其它学生总结的结果。
学生观看。
学生举例人工智能的应用。
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。
通过人工智能在身边事物中的应用，加深对人工智能的理解。 【体验环节】 教师：为了进一步加深对人工智能的了解，我们来体验一下人工智能。同学们可在课堂活动一或课堂活动二中任选一个进行体验，带着问题看看人工智能产品与人谁会更胜一筹。
课堂活动一：“棋”乐无穷———与计算机博弈（可选）
打开主题网站中的课堂活动一网页，点击自己喜爱的棋类进行对弈（五子棋、中国象棋、军旗）。
学生根据所选完成活动，并回答相应问题。
与计算机博弈，体验博弈的乐趣。
活动问题：我们跟谁在下棋？在人机博弈中人和计算机的优势和弱项分别是什么？（可通过“百度”搜索，并将自己的回答提交到网页） 教师提示：表面上是跟计算机进行对弈，实际上是和一群人开发人员的集体智慧在对决。以深蓝为例，它有32个大脑(微处理器) ，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。
课堂活动二：随“机”应变———与机器人进行交流（可选）
打开主题网站中的课堂活动二网页，点击相应链接，用中文与小i机器人进行在线交流。“小i”：http://i.xiaoi.com/
活动问题：请同学们根据自己的对话分析一下，为什么小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做出回答的？（可通过“百度”搜索，并将自己的回答提交到网页） 教师提示：说白了，聊天机器人根据聊天记录中的多个关键字通过算法，从数据库中找到最贴切的答案，回复给它的聊伴。具有深度学习型的人工智能机器人，每当用户输入一句话，机器人将存下它，同时也存下答复的句子。 随着机器人接受的输入的增加，它能够回答的问题的数量和准确度都会相应提升。程序是如何响应用户输入的呢？首先从已知句子中匹配出与用户输入最相近的句子，之后找到最有可能的回复。那么如何得出最有可能的回复呢？由所有和机器交流过的人们，对这个输入问题（匹配过的）的各个回答的频率决定。 教师：模式识别是人工智能的应用范畴，模式识别技术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。接下来，我们就通过课堂活动三体验一下图像识别、OCR文字识别。
课堂活动三：各“试”各“样”———模式识别
学生根据所选完成活动，并回答相应问题。
学生带着问题完成活动。
与机器人交流，体验自然语言处理。
体验图像识别和文字识别。⑴AR小游戏：通过手与摄像头的配合驱动屏幕中的篮球，如果篮球与屏幕中的绿色小球相碰，则得1分，同时屏幕中的红色小球复制；如果篮球与屏幕中的红色小球相碰，则减1分，同时屏幕中的绿色小球复制。看一看，谁在规定的60秒内得分最多。
教师提示：图像识别应用包括诸如条码识别、指纹识别、人脸识别、智能交通中的动态对象识别和手写识别等。
⑵打开主题网站中的课堂活动三网页，下载网页中的图片，通过“在线文字识别转换”将图片中的文字识别到WORD中进行编辑并把编辑后的文字复制到“语音合成软件”，实现语音朗读。
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？（将自己的回答提交到专题网站相应网页） 教师提示：语音识别就是让电脑能能听懂人说话，将人说了的话转换成文本，比如微信聊天中的将语音转为文字。有关这些模式识别的知识可以参看“专题网站→知识要点→知识了解”中的内容。 课堂活动四：“译”来“译”出———机器翻译 打开主题网站中的课堂活动四网页，在下面两个地址中任选其一登陆网站，输入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。
“Baidu在线翻译”： http://fanyi.baidu.com/
活动问题：机器翻译与人工翻译相比有什么区别？ （可通过“百度”搜索，并将自己的回答提交到网页）
教师提示：机器翻译适合于处理大量的、重复度高的技术资料、软件
选两名学生参与活动。
学生参与活动。
学生带着问题完成活动。 利用AR技术体验图像识别技术。
体验文字识别技术。
体验机器翻译。
本地化手册、实时天气预报等资料，而人工翻译在语言非重复性的复杂文本方面有着无可替代的作用。人工翻译会注意语境，适当意译，机器翻译只会把每个字翻译出来组合在一起，有时候感觉不那么容易理解，或是语句不通。 教师：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，如何来判断某个产品是否具有智能呢？ 教师：通过幻灯片展示“图灵测试”。 教师：有关“人工智能”的其它知识，可参看专题网站中的知识扩展。
学生观看、理解。
使学生形成判断人工智能的标准。 【畅想未来环节】
教师：早在1997年超级电脑“深蓝”以二胜三和一负击败世界棋王卡斯帕罗夫。人工智能在前进，今天的计算机比过去的计算机更聪明。设想：如果有一天，机器不仅具有人类的思维，而且具有人类的情感，那会是一个怎样的世界呢？很多的电影中有描述人工智能前景的，比如《人工智能》、《黑客帝国》、《机械公敌》等等。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。下面，请同学们通过主题学习网站中提供的有关人工智能的视频片断，自己设想一下你心中未来的人工智能，在课堂任务二中发表自己的观点。 课堂任务二：畅想未来的人工智能。
学生自主观看视频片断，完成课堂任务二。
进一步激发学生的学习兴趣，培养学生的想象力。
课堂总结
教师：通过刚才的活动体验与资料学习，我们已经对人工智能有了一定的了解。人工智能已经成为人类得力的助手和合作伙伴，那是不是人工智能能够完全代替人类呢？接下来，我们看个视频短片。
目前的人工智能还不能实现完全替代人的智能，我们不能完全依赖机器，我们不但要自力、自强、自信，同时也要积极探索、发展、创新，我们只有正确、合理的使用人工智能，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。十、教学反思
通过本节课的学习，激发了学生对人工智能学科的学习兴趣；同时学生能够认识到人类智能和机器智能之间的区别和联系；让学生体会到人工智能技术的应用价值，培养正确的科学技术应用观；学会独立地、辨证地思考问题，提高科学素养。本节课总体感觉内容还是太多了一点，因为所用的视频片断不少，因此课堂上的时间会比较紧张，想面面俱到，反而显得有些忙乱。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
