《信息的智能化加工》教学设计
大丰高级中学王月琦
一、设计思想
本节课通过建立良好的任务体系在生活实践中融入概念让学生从活动中分析思考学习到知识。实现学生的主体地位，诱思交融，互动共识。意在渗透一种学习理念、学习方法、思考方式。即在充分激发学生学习兴趣的基础上,培养他们自主、合作、探究的研究性学习方法。
二、教材分析
本节课是教科版《信息技术基础》中的第三章第三节的教学内容。信息的智能化加工是指利用人工智能技术加工信息。根据考纲这部分的知识还是以初识为主，做到能够分辨人工智能在生活中有哪些运用；认识到人工智能技术在为我们的生活带来极大便利的同时，也需要我们辩证认识，负责地、安全地、健康地开发和使用。人工智能相关内容的介绍是在信息编程加工基础上的一种提升，能开阔学生的视野，激发学生对人工智能的兴趣，也为选修模块《人工智能初步》的开设作了有益的铺垫。
三、学情分析
本节内容的教学对象是高中一年级学生，大部分学生对人工智能的了解可能仅仅是科幻片中的智能机器人，如《人工智能》、《机械公敌》、《终结者》等电影中的机器人。对其充满了好奇，非常想探索其中的奥秘，但又由于时间和知识层面的约束，对其中的机理不甚了解，故而望而却步，认为离自己太遥远。他们受到科幻片情节的影响，往往认为在未来机器人的智能将会超越人类智能，成为人类的“机械公敌”。我们正好利用学生的好奇和“矛盾”心理，通过展示我们生活中的应用实例，简要剖析个中奥秘，让学生打破“人工智能”的神秘感，引领学生们进入该领域。对极感兴趣的学生可以适当指导，让他们对“人工智能”有更深入的了解，以便进入高一级学府继续研究。
四、教学目标
（一）知识与技能目标
了解人工智能及人工智能的本质。
（二）过程与方法目标
通过亲历智能工具处理信息的过程与结果，并进行有效的评价，客观地认识人工智能技术。
（三）情感态度与价值观目标
1、感受人工智能在社会生活中的实际应用价值，提升学生学习后续课程的兴趣。
2、学会评价智能工具处理信息的优劣，避免盲目崇拜技术，树立正确的科学技术应用观。
五、重点难点
（一）教学重点
1、什么是人工智能及人工智能的本质；
2、人工智能的独特魅力，人工智能的应用领域和实用价值。
（二）教学难点
提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维，培养正确的科学技术应用观。
六、教学策略与手段
本课内容的教学设计充分体现了《普通高中信息技术课程标准》中的基本理念，注重教学过程中三维目标的渗透。采用了以学生的学习和发展为中心，基于建构主义理论的任务驱动、情境教学等教学方法，突出自主、合作、探究等学习方法；强调人工智能技术与社会生活的联系，培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等；并形成主动思考的习惯，提升交流与评价的能力。
主要教学方法：讲授法、演示法、任务驱动、情境教学；自主探究、小组协作学习等。
七、教学过程
（一）导入新课
【教师活动】复习上节课学习的内容，让学生了解信息的编程加工就是利用计算机语言，对解决问题的方法和步骤进行描述，通过调试和修改的得到可实现加工目标的程序，最终解决问题。引入信息加工的另一方面，事先打开“语音输入王”，带好耳麦，大声清晰地说出学习主题“信息的智能化加工”——课件打开。“人工智能技术进行信息的加工”——计算机自动键入。“人工智能”——自动播放科幻人工智能视频。
【学生活动】观察老师的控制，好奇、思考怎么做到的？
设计意图：复习上节课学习的内容让学生了解信息的编程加工即具体的问题通过专门编制的程序（软件）来实现加工效果。同时让学生对于接下来的学习内容有一定的联系。从语音识别技术应用切入课程主题,激发学生的兴趣和探索的好奇心。
（二）新课教学
1、初识人工智能
（1）下棋
实践一：体验五子棋游戏。请统计你和计算机之间的输赢比例，并进行战果对比，分析对手水平。
选手：计算机我
胜场数：
胜率：
教师巡视，指导实践。
（2）与机器人小I聊天
实践二：
（1）打开网址：http://italk.xiaoi.com/，与机器人小I进行对话。设计与机器人朋友对话内容（问题的设计遵循从简单到复杂的原则），记录你和机器人小I对话的全过程。
思考：你觉得你的机器人朋友聪明吗？请你举例说明。
人机对话的问答记录：
问：
答：&n
bsp;
问：
答：
问：
答：
你觉得与你对话的机器人朋友聪明吗？□很聪明□一般聪明□很笨其它看法
请根据你上面的选项举例说明：
问：
答：
问：
答：
（2）回顾实践二（1）对话的全过程，在人机对话中有没有答非所问的现象？你对机器人的回答满意否？
在对话的过程是否出现过答非所问的现象：□是□否
设计意图：让学生通过实践体验到计算机似乎真的和人一样会思考，会判断，有智慧。计算机能和人对弈，和人交流。
2、人工智能的含义
【教师活动】提出问题：什么是人工智能？启：通过以上的体验，同学可以发现计算机可以和我们下棋聊天。计算机似乎真的和人一样会感知，会思考，会判断，有智慧。
【学生活动】思考判断回答
【板书】人工智能：利用计算机来模拟或实现人类智能。
设计意图：通过亲身体验活动和思考，得出对人工智能含义。
3、人工智能就在我们身边
【教师活动】人的智能：看、听、闻、摸….，思考、分析….，接受新知….，说话、行走、写字….。人工智能就在利用计算机来你模拟人类所具有的感知，思维，学习，行为的能力。人工智能的应用已经涉及到我们生活中的各个领域。
归纳总结人工智能技术的应用（课件展示，常用技术演示）：（1）模式识别：语音识别、手写识别、指纹识别、光学条码识别OBR、光学字符识别OCR；（2）计算机博弈：五子棋、中国象棋、国际象棋、跳棋；（3）人机对话：Alice、George、小I；（4）机器翻译：谷歌翻译、百度翻译、有道翻译、词霸翻译；（5）其他：专家系统、智能化交通管理系统；（6）智能机器人：图片演示现实中机器人的使用；
实践三；打开相应的翻译网站，译出以下译文，和周围人的译文进行比较，一样吗？为什么会这样？翻译网站：谷歌翻译、有道翻译。(http://translate.google.cn/)、
(http://fanyi.youdao.com/)
【原文1】：i'magreenhand.
译文：
【原文2】：好好学习，天天向上。
译文：
【原文3】：Theoldtreeinwitheredcanefaintsthecrow,
译文：
【原文4】：Ancientthinhorseinbreezeinawest,
译文：
【原文5】：Breakthebowelthepersoninthelimitsoftheearth.
译文：
根据已有经验印证人工智能在生活中的应用。
思考：人工智能的研究者们认识到，人的智能表现在人能学习知识，表达知识，并能理解、运用已有的知识。“一个系统之所以有智能是因为它具有可运用的知识”，要让计算机“聪明”起来，首先要解决计算机如何学会一些必要知识，以及如何运用学到的知识问题。因此，人工智能研究的开展应当以知识为中心来进行，即研究知识的获取、表示和应用的方法。学生总结分类。
设计意图：通过教师总结归纳演示，让学生了解用智能工具处理信息的方式；对人工智能这一概念的理解更为立体；学会使用智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题；引发对人工智能发展的思考。
4、人工智能的本质
【教师活动】提出问题：“更深的蓝”计算机为什么能够战胜卡斯帕罗夫？“更深的蓝”到底战胜了什么？启发分析：要点（1）32个大脑(微处理器)(附：进一步认识处理器的作用、地位)；（2）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(启发并分析：高速计算、搜索技术)（3）这些功能是它自身具备的吗？是谁给它的？(启：计算机专家、棋坛高手)（4）人是怎么给它的？(结合前面学习的编程加工)(通过设计算法、编写程序)
【学生活动】阅读资料(P121页)，思考分析讨论回答。机器的思维是人通过编写程序给予的。
设计意图：通过启发、思考、讨论、回答、分析的形式，紧跟学生的思维。揭示人工智能的实质：人工智能的实质是人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟。机器的思维是人通过编写程序给予的。
【教师活动】人类智慧创造的工具（“更深的蓝”）战胜了人类的智慧！---引出命题：人工智能战胜了人类智慧!
5、人工智能引发的思考
（1）人工智能的优劣
【教师活动】（1）演示五子棋快速赢下计算机。（程序存在bug）（2）实践三（原文3-5）完成的《天净沙•秋思》译文和古词原文对比，意境全无。（3）引入图灵测试。
【学生活动】（1）观看老师对人工智能应用，思考讨论为什么这样？（2）检查实践三译文内容，修改错误！（3）实践二（2）要求：回顾实践二（1）对话的全过程思考，在人机对话中有没有答非所问的现象？你对机器人的回答满意否？
设计意图：引导探究出：（1）五子棋的程序设计人员没有将这种情况考虑进去。（2）机器翻译是一句一句处理，上下文缺乏联系。只是将语法和词汇机械的对应。（3）通过教师演示，学生自身体验加深了解人工智能对人类设计的依赖。
（2）人工智能引起的思考
【教师活动】启发学生归纳总结，人工智能并不是万能的、有局限(辩证地)。始终是人类智慧创造的，机器的思维是人通过编写程序给予的。
通过体验可以发现人工智能现实的应用，只是对人类的某一能力的单项模拟。我们终极目标是完全类人，更好地为人类服务。就像科幻片中的智能机器人，则需要更多的人为之投入与付出，希望同学们就是这股新生力量。
未来机器人的智能将会超越人类智能，会成为人类的“机械公敌吗？（给机器人制定行为准则：阿西莫夫三定律）
实践四：搜索“阿西莫夫三定律”的内容，归纳如何正确认识和科学使用人工智能。
设计意图：引发对人工智能发展的憧憬，启发学生正确认识和科学使用人工智能。
（三）总结
（课件）今天这堂课我们学习了利用人工智能技术处理信息，大家通过学习使用一些人工智能软件，了解人工智能的实质，从中认识到人工智能的应用价值和作用，感受到这项最新技术发展的前沿信息和魅力。
人工智能已经越来越多地渗透到我们的生活工作和学习中，为我们带来了许多意想不到的方便和惊喜，但人工智能并不是万能的、有局限。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，一方面我们要自力、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。
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