31信息加工概述.doc

3.1信息加工概述班级：高一6班 一、教学目标： 1、知识与技能：A：理解信息加工的含义与重要性，了解信息加工的一般过程。B：掌握人工加工与计算机加工的各自的特点及适用范围。 2、过程与方法：A：能从日常生活中发现和归纳信息加工的一般过程与目的。B：能选择适当的信息加工方法及工具解决学习生活中遇到的问题。 3、情感与价值观：A：体验信息加工的一般过程，激发和保持对信息技术的求知欲，形成积极主动学习和使用信息技术、参与信息活动的态度。B：能辩证的认识人工加工和计算机加工信息的特点，认识到信息加工在我们日常学习生活中的重要作用和影响。二、知识结构图：信息加工概述信息加工的过程和方式信息加工及其重要性信息加工的一般过程信息加工方式的变化计算机信息加工的过程和类型一般过程 三种类型：自动化，人性化，智能化三、教具：小黑板四、教学重点： A：信息加工的重要性 B：信息加工的一般过程五、教学难点： 信息加工的一般过程六、教学方法：任务驱动，讲授，讨论合作七、教学过程步骤教师活动学生活动设计思想情境引出本课内容给出一组校运会的原始数据，要求学生统计本班的今天所得总分，及累计，全级排名，并以喜报的形式公布在本班大本营前面，再统计好送呈班主任。请同学们讲讲你们的结果：学生制表统计成绩学生讨论、回答任务驱动引发兴趣第一阶段一、信息加工的含义及重要性从刚才那道题我们可以得知，我们获取的原始信息是初始的、零乱的、孤立的，而且还不一定真实的，所以我们必须对所获取的信息进行加工。请同学们看书本40页，看看信息的含义及信息的重要性。学生看课本学习概念问题探究第二阶段二、信息加工的一般过程请同学们再一起来看刚才那道题，我们可以得知，成绩公告的工作流程是这样的：（板书）那么，相对应的，信息加工的流程是这样的：（板书）学生从刚才解题的活动归纳出信息加工的一般过程归纳第三阶段三、信息的人工加工和计算机加工的特点及区别假如我们班要进行班干部选举，那么请同学们讲讲，这是个怎样的流程，特别是统计票数时，你会怎么统计，要使用到什么工具？学生讲述流程及工具，教师讲述人工加工信息的特点。学生分组讨论任务驱动第四阶段四、计算机信息加工的一般过程如果我们选举班干部时，是在电脑室里进行网上投票，这样会不会少了唱票和计票这一琐碎环节？找同学讲述计算机信息加工的特点。教师简要讲述网上投票的过程，再与人工信息加工的流程比较。学生思考讨论问题探究第五阶段让学生完成42页的实践1和实践2、独立思考、分组合作，体验信息的人工加工和计算机加工的各自特点，以及他们的适用范围。学生思考、练习实践应用第六阶段给出一道练习，让学生讨论完成，从而得出结论：信息的加工可以创造价值、可以指导我们的生产和生活。学生思考、练习、归纳问题探究开拓思路第七阶段下面我们来简要看看计算机信息加工的类型，因为我们在以后会许多的时间来重点学习这三种类型，这里只作简要阐述，具体学习有待以后我们来拓展。略讲，以后的学习中展开讨论小结这节课我们学习了信息加工的含义及重要性，掌握了计算机信息加工和人工信息加工的特点过程，那么在以后的课程中我们将重点来学习计算机信息加工的方法。总结草板书3.1信息加工概述一、信息加工及其重要性过程：判别，筛选，分类，排序，分析和研究目的：发掘信息的价值，使收集到的信息能满足我们的需要重要性：是信息利用的基础价值巨大：牵涉到我们的学习生活的每一处二、信息加工的一般过程成绩公告过程1、选择工具（纸、笔）2、编制表格3、填写数据4、辨别、计算数据5、公布成绩6、上报班主任信息加工的一般过程1、选择工具2、记录信息3、加工信息4、发布信息5、存储信息计算机信息加工的一般过程1、选择软件2、录入信息3、信息加工4、信息输出5、信息存储三、信息的人工加工和计算机加工的特点比较人工加工：工具简单，方法灵活，使用方便，但繁琐费时，易出错计算机加工：设备要求高，受场合限制，但处理过程简单、快速、准确。四、计算机信息加工的一般过程：（见第二点）五、本课小结。本课主要讲述了信息技术的两种加工方式：人工加工与计算机加工，其实，两者的加工根本区别在于工具的不同，从而决定了不同的特点六、教学后记.本节内容在七八班上的效果与五六班的效果有点不同,五六班比较活跃,而且对所举的例子都比较有兴趣,在以后教学中我将根据不同的班级举不同的例子,从而起到激发学生兴趣,活跃课堂气氛的作用.总体而言,这几个班的掌握情况比较满意.信息的编程加工 一、教学内容分析 教学内容 信息技术基础（教育科学出版社） 3.2 信息的编程加工 地位作用 本节内容是学生在学习了信息加工的一般过程之后再来进行学习，是对上一节情境的承接，主要是描述一个编程过程，通过对整个过程的体验让学生了解计算机加工信息的内在机制，知道利用计算机解决问题的步骤。 教学对象 1、三亚一中高一学生 2、已初步具备了计算机基础操作能力 3、已初步形成了合作学习能力（已按个人能力进行分组） 教学目标 1、让学生了解编程加工信息的内在机制； 2、让学生了解算法的含义； 2、体验程序设计的主要过程。 教学重点 了解计算机加工信息的整个过程。 教学难点 理解用算法描述实际问题，理解人的思维在计算机工作中发挥的作用。 教学策略 情境导入提出问题问题解答体验过程归纳总结 教学资源 1、硬件资源：多媒体网络教室、游戏道具 2、软件资源：100米决赛项目成绩排序程序、记事本程序、VB mini安装版、冒泡排序法FLASH动画 教学用时 1课时 二、教学过程设计 步骤 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境 问题引入 展示“象棋与麦子”的故事，并提问： 1、国王能给出达依尔所要求的麦子吗？ 2、能否用人工算出这个问题的答案？ （答案为1.844671019粒，人工计算无法解决，引出可通过计算机编程解决） 了解该故事，并思考能否人工算出这个问题的答案，可通过什么途径来得出具体答案。 让学生了解使用计算机解决问题的方法，创设课堂教学情境，激发学生学习兴趣。 问题解答 解决问题 问题解答 解决问题 1、算法是什么？ 算法是指解决问题的方法和步骤。 强调：算法不仅是指计算的方法，而且还包含从何处着手、解题步骤以及结果处理等全过程。 2、举例说明：在日常生活中经常会写信，邮寄一封信的过程可分为 写信写信封贴邮票投入信箱 理解算法的真正含义，并能与实际生活中的例子结合起来。 给出算法的定义，并举例说明，使学生充分理解算法的真正含义，区分算法不仅是指计算的方法。 计算机中处理简单问题的方法： 1、如何交换两变量a,b中的值。 在计算机中处理此类问题时不能直接交换a,b的值，需临时变量TEMP，逐步交换。 如a=9 b=2，步骤如下： （1）将a的值9赋给TEMP; （2）将b的值2赋给a； （3）将TEMP的值9赋给b。 2、求三个数a,b,c中的最小数 计算机可以比较两个数的大小，但不能同时比较三个数的大小，通过两两比较来解决问题。 如a=2 b=9 c=7，步骤如下： （1）a,b的值比较，较小的值赋给TEMP； （2）c与TEMP比较，可得出三个数中的最小值。 拓展：多个数的数值交换与比较方法同上。 理解计算机处理数据的内在运行机制。 高一学生几乎没有接触过程序设计，对计算机中数据的处理不理解。通过设置两个例子，让学生对此有所认识，为后面冒泡排序法的掌握铺设两级台阶，有利于学生的学习和掌握。 程序设计的一般步骤： 1、需求分析（算法分析）：确定要解决的问题，即要求计算机“做什么”。 2、设计算法：对某一特定的问题设计的一组（有限个）求解步骤和方法。 3、编写程序：把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码。 4、上机调试与维护：刚编写的程序不一定正确，必须在计算机上实际运行，排除程序中的错误，测试其能否达到预期的结果。 了解程序设计的一般过程，对程序设计有概括性的认识。 对程序设计有概括性的认识，了解使用计算机解决问题的一般步骤。 1、学生看课本44页有关冒泡排序算法的知识及该算法动画演示。（教师巡视、指导） 2、游戏：现场利用教师提供的道具演示冒泡排序法的过程。 3、小结：冒泡排序法的核心思想是两两比较。 （道具：在5张16开白纸上分别写上数字2、7、9、11、14，并打乱顺序。） 1、了解冒泡排序法的相关知识。 2、游戏：5位同学资源上台站成一排，每人手中拿着教师预先写好数字的一张纸，由一位同学指挥，根据冒泡排序法交换手中纸张，实现数据排序。 学生从课本及动画演示上可能不能很好地理解冒泡排序法的思想。通过游戏让学生很好地参与，进一步帮助他们理解、掌握冒泡排序法。 体验过程 1、VB6 mini版的安装 安装教师机上提供的VB软件。 2、体验“一百米决赛成绩排序”程序 利用安装好的VB来运行“一百米决赛成绩排序”程序。 （教师演示、巡视、指导） 完成VB的安装及“一百米决赛成绩排序”程序的运行。 要求小组内先做完的同学帮助其他同学，充当小老师的角色。 软件的安装是让学生对前面所学知识、技能的复习回顾。 体验运行设计好的程序，让学生感受程序设计的独特魅力。 总结 通过今天的学习，大家对信息的编程加工，计算机处理数据的方法有一个概括性的认识，体验了程序设计的独特魅力。这节课的内容是“算法与程序设计”选修模块中的一部分，如果大家还有兴趣可以选修这个模块。 总结操作过程的经验，理解计算机对信息进行编程加工的原理与方法。 概括本节课所学内容，并介绍“算法与程序设计”选修模块，为学生对该模块有所认识，对选修提供帮助。 信息的智能化加工 教学目标：要求学生在使用过程部分智能信息处理工具软件后，体验其基本工作过程，客观地认识人工智能技术，了解其实际应用价值，培养正确的科学技术应用观。教学内容：1要求学生了解智能和人工智能的定义，能说出二者的区别与联系2了解人工智能学科的诞生历史及其发展的必要性3能够各种途径体验人工智能技术给人类带来的便利，认识到人工智能对人类学习、生活的影响。4通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。教学重点：智能和人工智能教学难点：1智能和人工智能2提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维课时数：1课时正课讲解一、智能和人工智能1在历史发展的过程中，人类依*自身的智慧，发明和创造了许多机器，使得人类从繁重的体力和脑力劳动中解放出来。例：列子.汤问中记载，公元前900多年前的西周时期，周穆王曾在路上遇到一个叫偃师的匠人。他献给周穆王一个“机器人”。该“机器人“能走路、唱歌、跳舞，致使周穆王误以为是个真人。亚历山大时代的古希腊人发明了一种自动机，它以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸气唱歌。思考：为什么目前的计算机不具备人脑的高度智能？答案：目前的计算机还不具备人脑的高度智能，缺乏自适应、自学习、自优化等能力，只能被动地按照人们事先设计好的程序进行工作。2智能的概念狭义：仅指人类智能，指人在认识和改造客观世界的活动中，由思维过程和脑力活动所体现出来的智慧和能力。包含三个方面：思维能力：记忆、联想、推理、计算、分析、比较、判断、决策、规划、学习、探索等感知能力：能够通过视觉、听觉、触觉等感知客观世界，获得各种信息行为能力：能够通过口、手、足等器官对外界的刺激做出反应，采取行动广义：包括人类智能、人工智能和集成智能。共性：智能的基本要素是“信息”；智能是普遍存在的，人、动物、机器都可能有智能；智能是多层的，可分为高层智能、中层智能、基层智能智能是进化的；智能是相对的；智能是智能系统的整体功能实践题：1周穆王的“机器人”是智能的一个表现，这种智能属于广义智能的（），它是（）。A.人类智能 B.集成智能 C.人工智能A.人 B.动物 C.机器2哑巴虽然不会说话，但他会用手势表达自己的想法，这是智能的（军）方面。A思维能力 B感知能力 C行为能力3福尔摩斯是一个侦探家，他破了许多案子，他运用了智能的（）方面。A思维能力 B感知能力 C行为能力4人和运行都具备（），机器人能走路、唱歌、跳舞，这说明它具有（）。A高层智能 B中层智能 C基层智能3人工智能（AI）概念：利用计算机来模拟或实现人类智能。诞生时间：1956年，美国的一批来自数学、心理学、神经学、信息论和计算机科学等方面的专家学者，在达特莫斯大学召开了一次研讨会，正式提出了“人工智能”这一术语。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。人工智能的研究方法：结构模拟、功能模拟和行为模拟人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科；是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交*和边缘学科；研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发展在一定程序上决定着计算机技术的发展方向。4为何需要人工智能？研究人工智能成了当前信息化社会的迫切需求智能化也是自动化发展的必然趋势研究人工智能也有助于探索人类自身的奥秘5人工智能的目标近期目标：实现机器智能（部分地或者在一定程序上实现机器的智能）远期目标：制造智能机器（使计算机具有看、听、说、写等感知交互功能，具有联想、推理、理解、学习等高级思维能力，有分析问题、解决问题和发明创造的能力）实践题：周穆王的“机器人”是人工智能的（）目标；“深蓝”大战在一定程序上实现人工智能的（）目标。A远期 B近期二、利用人工智能技术加工信息（人工智能技术应用）1模式识别例：阿里巴巴对着山洞的门一念“芝麻开门”，山洞的门就打开了，再念“芝麻关门”，山洞的门又自动关上了。科幻片X战警中，“X教授”只要在实验室门口一站，实验室的门就会自动打开，并且发出声音欢迎教授的到来，而其他人则没法进去。国内某些厂家生产的PDA，给人们提供了一个微型书写板和笔，使得信息的输入更符合人们的自然习惯。此类技术的目标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。语音识别（如：Office语音识别工具、ViaVoice）工作原理：首先在计算机中存放所有字词的读音，建立一个样本数据库，然后通过话筒将用户说话的声音输入计算机；计算机将输入的声音和数据库中的所有声音样本逐一进行对照，找出最接近的声音样本，最终确定输入的声音是哪些字或词。指纹识别利用指纹来鉴定人的身份，可以克服证件、签字、照片、密码、钥匙、印鉴等容易假冒、丢失、遗忘、被资的缺点。如：浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，建立了100多万人的指纹库，检索一个现场只需4分钟。指纹识别结合生物扫描技术，可以识别指纹的平面图像特征，可以对指纹表皮下的毛细血管的分布特征以及手指的三维图像特征进行识别。联机手写输入PDA是一种袖珍型电子记事本，它提供一个小型书写板和一支电子笔，可以将约会时间、地点、通讯地址、电话号码以及一些重要的数据写入PDA。比利时的科学家研制出一种能认识自己主人的“智能笔”，它可以向计算机输入文字，而且是一种可*性极高的签字笔。光学字符识别（OCR技术）在邮件的自动分拣中，可以使用OCR和光学条码识别、人工辅助识别等手段相结合来完成邮政编码的阅读。实践：1阿里巴巴的咒语在技术目标是利用计算机模拟人的（）能力，科幻片X战警在技术目标是利用计算机模拟人的（）能力，PDA在技术目标是利用计算机模拟人的（）能力。A文字 B声音 C图形 D图像 E人物 F物体2浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，这是模式识的（）。A指纹识别 B语音识别 C光学字符识别3.Handingit-Recog是一种（）软件，扫描仪是一种（）识别。A语音识别 B光学字符识 C手写识写2机器翻译利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。词典翻译类软件：提供一部方便的电子词典汉化翻译类软件：提供英文软件的汉化、网上在线翻译，操作系统的汉化以及全文翻译等功能专业翻译软件：为专业化的行业用户服务的如：金山快译、译星、万能对译。3智能机器人工作原理：智能机器人可以根据感觉到的信息，进行独立识别、推理，并做出判断和决策，不用人的参与就可以完成一些复杂的工作。4计算机博弈，如：国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋、跳棋5智能代理技术（Agent）代表：一种具有智能的实体，这种实体具有自主性、反应性、适应性和社会性等基本特性。练习：1Office软件中有一个“大眼夹”，有时它翻跟头，表明它有（）特性；用户插入图片，它会提示信息，表明它有（）特性。A自主性 B反应性 C适应性 D智能性 E社会性 F主动性2金山杀毒软件里有一只金毛狮子，它在（）情况下发出警报提醒用户。A自我玩耍 B睡大觉 C发现可疑病毒 D软件升级6其他应用：智能家电电器、车辆导航系统、智能游戏程序、智能手术刀车辆导航系统：采用了GPS全球定位技术、GIS地理信息技术、GSM短信息、现代无线通讯技术 信息的智能化加工利用人工智能技术加工信息 标准条目：通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值。学习目标 （1）学会使用手写识别软件输入文字，体验其处理信息的基本过程，了解模式识别技术在加工信息时的作用及影响。 （2）学会使用机器翻译软件翻译文章，探讨机器翻译的工作过程，了解并尝试提高翻译质量的办法。 （3）了解智能信息处理软件的实际应用价值。 （4）通过对“更深的蓝战胜了什么”专题讨论，认识到机器智能是由人类发明和赋予的，对人类创造物与自身关系的问题给予应有的关注。教学重点：智能信息处理软件的使用及其作用与影响教学难点：智能信息处理软件的工作过程及原理所用学时： 1课时学习环境：网络实验室、学习支持网站软件：微软拼音输入法的“手写识别”/学习流程： 1、问题导入亲近机器人 问题：在“50年后的今天”一文中，不少同学想像未来机器人怎样帮助人们工作和生活，譬如做早餐、打扫家务、管理帐目等事情。机器人能像人一样能做这么多事情，难道它能够像人一样思考问题吗？让我们先来探访一下这些智能机器人。 生：观看机器人视频录像。 讨论：根据自己所了解的机器人知识，交流一下对智能机器人的看法和认识。 智能机器人是人工智能技术应用的一个重要方面。目前机器人可以根据收集到的信息，可以独立识别、推理并作出判断和决策，不需要人们太多干预就可以完成一些比较复杂的任务。我国很多城市学校都举行大中学生机器人大赛，比如机器人足球比赛、机器人灭火比赛等。我们学校也建立了机器人工作室，欢迎有兴趣的同学前去参加。 2、深入学习模式识别 在“文本信息加工”一课中，我们需要解决输入非常用字的难题，有同学发现了利用手写识别输入方法。 实践：利用手写识别软件识别字符。例如输入汉字“昊”。基于已有经验的学习 这就是人工智能技术的应用。人工智能是人造的智能，是对人脑思维机理的模拟。 （1）怎样更快更好地输入汉字？了解手写识别技术的基本原理。 实践：准备好输入的一句话，用手写识别软件输入这句话的内容。 师：演示输入一句话：人工智能神奇无比。讲解手写输入的操作方法。 生：学会使用不同的手写字体及连笔输入汉字的方法，观察手写输入汉字的效率。 交流：哪些字体输入汉字最快、最准确？ 基本原理概述：手写汉字信息读入预处理笔画识别特征匹配（特征库）显示汉字。即输入待识别的信息，在汉字特征库进行检索并匹配，若有符合的则显示。 从上述操作可以看出，用手写识别输入汉字不一定比其他方法输入快。因此，我们需要合理使用各种汉字输入方法，以便提高工作效率和质量。 （2）什么时候使用手写识别输入方法比较合适？学会评价手写识别技术的特点与优势，了解其应用价值及适用场合。 实践：阅读相关资料，分析手写识别需要的技术软件、设备、人群及场合。 交流：小组讨论，把讨论结果与其他小组同学分享和交流。 以上手写操作可以把手写汉字等信息转换成计算机中的汉字符号。主要采用的是模式识别技术。模式识别是人工智能技术应用的一个重要方面。还有指纹识别、语音识别、光学字符识别等应用。 3、实践分析机器翻译实践：从下列活动中选择一个进行操作，并完成相关问题的解答与理解。（1）访问自然语言处理网站/，选择其中一个机器人，与其对话寻找其“谈话”的破绽。 讨论：你觉得与机器人谈话有趣吗？以小组为单位总结一下与网络机器人谈话的工作过程，并在班上进行交流。（2）访问提供在线翻译服务的网站，尝试将一段中文翻译成英文。然后再将英文翻译成中文。l /l /l /fanyi.html /translate/（提示：可以在搜索引擎中输入关键词中输入“在线翻译”，会找到更多翻译网站，从中选择合适的网站并尝试操作）讨论：翻译结果与原文有何区别？意思是否变了？怎样提高翻译的质量？以小组为单位归纳一下具体的工作过程，并在班上进行交流。 这是自然语言理解的应用，它主要是让计算机能够理解和生成自然