信息技术必修信息技术基础第四单元第四节

1、信息技术·必修信息技术基础第四单元第四节初识人工智能教学案例宝坻一中 张东辉2007-10初识人工智能模块：信息技术·必修信息技术基础第四单元第四节：初识人工智能教材版本：中国地图出版社学生：高中一年级课时：1课时【教材分析】1、本节的地位和作用初识人工智能这节课属于高中信息技术基础第四单元“加工表达信息”的最后一课，这一单元是对前几个单元“认识信息”、“获取信息”、“管理信息”的深入和补充。而本节课通过让学生使用智能信息处理工具，体验其工作过程，了解其实际应用价值，并形成感性认识。同时在实践中体会人工智能目前的研究水平和不足之处。本节课也是与选修模块“人工智能”的一个衔接

2、。充分重视这部分内容的教学，可以让学生体验信息技术已经和更将影响和改变我们的生活、学习和工作。因此可以说这部分内容是信息技术教学的“点睛之笔”。2、本节的主要内容本节的内容包括：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（如模式识别、人机博弈、智能机器人等）。通过学习这些内容，不仅要让学生掌握有关人工智能的知识性内容，更重要的是让他们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。 【教学对象分析】通过前一阶段的学习和综合实践活动，学生已初步掌握了获取网络信息的策略和技巧、信息表达的基本方法，但大多数学生对于翻译软件、手写板输入等等信息智能工具软件缺乏使用

3、经验，所以教学中还是以“启蒙、兴趣培养”为主。让学生通过实际使用，体验目前人工智能的研究水平和不足。【教学目标】知识与技能1、了解人工智能技术的含义和研究目的； 2、体会人工智能的研究领域，如智能机器人、人机博弈、模式识别等；3、体验人工智能的现状和应用价值以及它的局限性。过程与方法1、在人机博弈的过程中体会机器博弈的原理和方法。2、在与聊天机器人聊天的过程中体会人工智能在自然语言处理方面的魅力。3、通过学习活动，了解语音识别软件、文字图像识别；情感态度与价值观通过一系列的活动，感受信息智能处理的效果，享受智能工具为我们提供的服务，能客观评价信息智能处理给学习和生活带来的变化，激发起学生学习人

4、工智能领域知识的兴趣，最后应该留给学生思考的问题是“未来人工智能究竟能够发展到什么样水平，它会超过人类乃至于取代人类吗”？这既是技术问题也是哲学问题。【教学重点、难点】教学重点：体验人工智能的独特魅力，了解其应用价值。教学难点：如何提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维，客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。【教学方法】教师引导、举例与学生讨论、任务规划、探究性学习相结合。【教学环境】信息技术机房、教学管理软件、人工智能网站【教学过程】   一、课程导入【教师讲授】今天早晨来到咱们的学校，我发现咱们校园铃声非常的动听！不知道同学们有

5、没有注意到是谁在为我们准时的播放上下课铃声呢？【学生回答】是电脑控制的。【教师引申】如果没有电脑怎么控制铃声呢?【学生回答】人【教师引申】那么我们是不是可以这样理解：是电脑代替了人脑从事了这项工作。也可以说，机器具有了智能代替人脑从事工作。近年来，人们投入了大量精力对这一领域进行研究。尤其是智能机器人方面取得了显著的成效。我们通过观看下面的影片简单了解一下智能机器人。【课程设计】利用学生喜欢的电影变形金刚和人工智能的剪辑以及机器人上楼梯的视频，以引起学生的兴趣，并引出人工智能的概念。【教师讲授】在影片片段里我们看到了，人类假想中的智能机器人和现实中的智能机器人。像这种能模拟或实现人类的部分智能

6、，为人类解决以前只有人类才能解决的复杂问题的机器，我们就认为是有智能的。而这个研究领域叫做人工智能。（PPT1）英国科学家阿兰图灵的“图灵测试”首先涉及人工智能，他也被誉为“人工智能之父”。 1956年麦卡锡在达特莫斯大学的研讨会上正式提出了“人工智能”这一术语。（PPT2）当前人工智能的研究领域非常广泛，例如博弈、专家系统、神经网络、模式识别等等。（PPT3）目前已开发的智能机器种类很多，不过都是模仿人的智能的。比较典型的事例是深蓝计算机与国际象棋大师之战:1996年，国际象棋大师卡斯帕罗夫第一次与“深蓝”计算机对阵，以三胜两平一负获胜。1997年，卡斯帕罗夫与改进后的“深蓝”第二次对阵，以

7、2.5:3.5的总比分败北。由此可见智能机器的发展速度是非常迅速的。听了这样的事例同学们是不是也想挑战一下“深蓝”计算机了呢？由于条件的限制，我只能在人工智能网上为大家提供几个不同的博弈游戏。请大家体验一下人机博弈。（PPT4）【学生活动】人工智能-人机博弈【活动总结】通过体验这组游戏，我们不禁要问：为什么电脑能够应对我的棋路呢？实际上博弈程序的设计主要是有两种：其中一种复杂算法是使用博弈树进行逐步推算的；另外一种简单算法就是直接使用棋谱库。简单的说就是当人下了一步棋后，电脑会从各种棋谱中进行比对，从中选择出最优对策进行响应。关于这方面的内容很深奥,有兴趣的同学可以把其作为我们的研究方向（话锋

8、一转）-在座的大多数同学可能都有过上网的经历，告诉各位我的网站上还为大家提供了一个BLACKSTONE的五子棋游戏。我认为这个游戏使用的算法是比较经典的。有兴趣的同学可以在课下继续体验。QQ聊天,大家都听说过，聊天对象一般都是我们的同类，但是如果当你上线的时候发觉自己所有的网友都没有在线，你又非常想聊天，怎么办？我来告诉大家有一种自动聊天机器人可以满足你。有兴趣的同学可以访问我的网站体验一下。(PPT5)在聊天过程中有一个自称为天津泰达的球员，名字为查尔斯。但是，他聊天的语言是葡萄牙语，我又非常想和他聊聊他的伤情，聊聊他在泰达过的好不好？我将怎么办？是不是真的要请一个懂葡萄牙语的翻译呢？【教师

9、演示】我们可以使用在线翻译系统，让电脑来帮帮我们的忙！访问h 进行翻译演示(PPT6)【友情提示】Are you a girl?Where are you from?Do you know Bill Gates?Do you have parents?【教师演示】演示完毕后。对于大量需要翻译的文字，我们就应该采用翻译软件来进行翻译。比如金山快译。【学生活动】教师演示后要求学生分组体验一下在线翻译软件和自动聊天机器人观察机器人的表现，思考：机器人真的知道你们聊的是什么吗？比较由英文翻译过来的中文与你原来输入的中文是否有区别，为什么？查询帮助文件，了解并尝试提高翻译质量的方法。（PPT7）【教师总

10、结】通过测试，我们发觉在线翻译对于单词的翻译非常准确，但是，对于整个句子的翻译就存在一定的缺陷了。刚才我们体验的是人工智能领域下的“模式识别”，而对于“模式识别”还可应用于其他方面。（PPT8）【教师演示】教师演示语音朗读软件朗读学习网站上的一首诗【春夜喜雨】，听完电脑朗读我再给大家朗读一下，大家听听有什么区别。【学生活动】教师与电脑的主要区别体现在情感上。【教师总结】感觉起来机器的语言与人类的语言还是有一段差距的，但是现在这种类型的语音识别软件的应用还是比较广泛的。比如：多语种交谈式语音识别系统、号码百事通、语音信箱、口语机器翻译等。【教师讲授】学了那么多知识。我们放松一下，我有一张满是文字

11、的图片，是我用扫描仪输入到电脑里的，咱们看看谁有办法将图片中的文字变成楷体字。（提示：现在图片中的文字是宋体）（PPT9）【学生活动】学生参与想办法解决问题，将文字输入电脑。【教师演示】咱们还是看看老师怎么办的吧！其实我们可以使用第二单元提到的OCR软件进行文字识别。OCR可以大大提高文字识别的速度。【学生活动】观看教师演示OCR的使用方法【教师总结】文字识别就好像我们查字典的方法相似，机器中必须先有一本“字典”，机器认字时把要认识的字和字典中的所有标准字符逐一比较，跟待识别字符相同（或最相似）的标准字符，就是所要的待识别字符。因为计算机的查询速度比较快，可以比较快捷将文字进行识别。我国对于人

12、工智能的研究也有了比较大的突破,比如符号运算、机器证明等方面，代表人物有：吴文俊（PPT10）【教师讲授】现在的智能机器已经可以为我们做越来越多的事情了，他们的能力也越来越强了，是不是真会有一天，我们一觉醒来，发现自己置身于监狱中，而监狱外站立的是手持钢枪的机器人呢？（PPT11）【播放视频】黑客帝国剪辑【教师讲授】通过观看视频，我们进行如下思考未来真的是这样吗？人类辛辛苦苦研究出来的机器人真的会转过身来取代或毁灭人类吗？为了让同学们更深入的了解人工智能，现在给大家几分钟的时间，请大家认真阅读人工智能网站。进一步体验人工智能的应用。【学生活动】学生阅读网站里的文章,体会不同文章所描述的人工智能

13、领域。【教师讲授】随着人工智能的发展，如果智能机器的智能超过了人类，智能机器是继续服从于人类还是会摆脱人类的束缚反过来要控制人类呢？我们针对以上两个观点进行讨论，各小组请将你们讨论的结果，发表到网站的畅所欲言栏目中。（PPT12）【学生活动】学生讨论并将自己的观点发送到畅所欲言栏目上观点1、智能机器是人类制造的，它将永远服从于人类!观点2、智能机器太强大，他终究会摆脱人类的束缚，甚至与人类为敌!【教师总结】通过体验，我们了解了人工智能的相关知识。让冰冷的机器拥有情感和幻想，从今天的科技水平看来是遥远的。但当你抱着一只可爱的机器宠物时，你也会深深的感受到，只要你用爱心去养育他，总有一天他会长大。说到担心，我只会担心机械故障，却从没担心过拥有情感的智能机器不听人类的话，因为我总是认为，既然他拥有和人类一样的情感世界，那