内部谓词与匹配教学设计

1、内部谓词与匹配教学设计广东汕头华侨中学 欧阳玲一、分析本课内容：广东教育出版社 高中信息技术（选修5）人工智能初步，第二章 知识表示及Prolog语言 2.6 Prolog语言，第2个课时：内部谓词、匹配。普通高中信息技术课程标准要求在人工智能初步的选修中，让学生学会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点。教材用一节的篇幅（第二章第六节）让学生了解Prolog的基本数据结构和程序结构、掌握相关概念、学会编写Prolog语言程序。教材的组织面向教学过程，然而完全依照教材编写结构授课灵活性不大，无法调动学生探索积极性。这类理论课的教学应该以案例分析、任务驱动为主要课堂活动，引导学生系统地

2、分析问题，学会用人工智能技术解决问题。二、设计基于以上分析，本课的教学目标、重难点及教学流程设计如下：（一）教学目标1、知识与技能：能读懂Prolog源程序，认识内部谓词的语法规则，了解“匹配”对于人工智能语言的作用。2、过程与方法：掌握编写Prolog程序的基本方法。3、情感态度与价值观：能够辩证地看待程序开发，尊重客观规律、培养科学的思维方法、树立正确的价值观。（二）教学重难点分析1、教学重点让学生学会使用一种人工智能语言解决简单问题，并把握其基本特点。2、教学难点了解Prolog的基本数据结构和程序结构、掌握相关概念、编写Prolog语言程序。（三）教学过程环节教学流程设计意图引入一、回

3、顾：1关于Prolog语言Prolog语言是一种以逻辑推理为基础的逻辑型程序设计语言。在逻辑型程序设计语言中，计算被看作是对逻辑式的证明。Prolog程序的三种基本语句：事实、规则、询问Prolog程序的基本结构：domains段定义变量和符号类型及取值范围predicates段定义谓词clauses段事实和规则goal段定义程序的目标，程序运行的起点2学习档案三部分题目答案校对3分析程序分析加法乘法程序（见附件一），理解程序中的每个语句。温故知新。信息技术课一周两节，上节课刚接触的prolog程序很容易被遗忘。从“理论->练习答案->分析程序”的复习，让学生唤回对prolog结构

4、的记忆。新知识：内部谓词二、认识Prolog的内部谓词1.阅读程序，预测结果（见附件二）2.请说出以下Prolog的内部谓词的功能：write(X1,X2,Xn) /* 把X1,X2,Xn的值在屏幕上显示出来 */n1 /* 换行 */readln(X) /* 读取一个字符串，赋值给变量X */readint(X) /* 读取一个整数，赋值给变量X */readreal(X) /*读取一个实数，赋值给变量X */readchar(X) /* 读取一个字符，赋值给变量X */程序由教师投影在大屏幕或书写在黑板上。教师引导学生一起来“猜测”每个语句的功能，遇到新知识，注意阅读课本（第43页），从课

5、本上获得系统的知识。新知识：匹配三、匹配1.阅读程序，预测结果，了解程序执行过程的匹配原理。predicates nondeterm likes(symbol,symbol)clauses likes(rose,books). likes(rose,bike). likes(john,bike). likes(john,football).goal likes(rose,X),likes(john,X).（1）检测第一个目标likes(rose,X)，将与前提中第一个事实likes(rose,books)匹配成功，用books代换自由变量X，目标子句为：likes(rose,books) an

6、d likes(john,books)；（2）检测第二个目标likes(John,books)，它与前提中所有事实子句都不匹配；（3）去掉约束的值（重新换回自由变量X），目标子句likes(rose,X)与前提中第二个事实likes(rose,bike)匹配成功，用bike代换自由变量X，目标子句为：likes(rose,bike) and likes(john,bike)；（4）再检测目标子句likes(john,bike)，它与前提中第三个条件子句匹配成功，即目标子句与前提中第二和第三个条件都匹配成功。查询到问题的解，执行到此结束。匹配是推理中必须进行的一项重要工作，因为只有经过模式匹配才

7、能从知识库中选出当前适用的知识，才能进行推理。2. 五房子问题阅读学习档案四，做一个有趣的游戏五房子问题。（答案见附件三）教师应关注“集体分析”时学生们的参与度，如果只是部分学生在跟着老师做分析，可以用“提问法”引导。时间不够可以先提出“五房子问题”，让学生回家做匹配分析，下节课当堂校对答案。小结内部谓词是prolog语言专门用于输入输出的语句，供用户直接调用。需要识记。模式匹配是推理中的一项重要工作，从知识库中选出当前适用的知识，进行推理。及时总结，让学生对本课学习有一个归纳。附件一：加法乘法程序domains/* 定义两个对象product,sum 的类型都为整型 */ p,s=integ

8、erpredicates/* 定义两个谓词add_em_up、 multiply_em，分别为加法谓词、乘法谓词 */ add_em_up(s,s,s) multiply_em(p,p,p)clauses/* 规则：说明加法运算和乘法运算的规则 */ add_em_up(X,Y,S):- S=X+Y. multiply_em(X,Y,P):- P=X*Y.goal/* 目标：求32和54的和 */add_em_up(32,54,S).附件二：电话本程序predicates nondeterm phone_number(symbol,symbol) nondeterm runclauses ph

9、one_number("liuyi","quot;). phone_number("zhangshan","quot;). phone_number("liyan","quot;). phone_number("zhuyue","quot;). run:- write("This program is a system for checking the phone number."), nl, write("please enter a name:"), readln(Who), phone_number(Who,Number), write("The telephone number of ",Who," is ",Number), nl.goal run.附件三：“五房子问题”答案12345房子（4）黄房子（3）蓝房子（7）红房子（9）象牙白（10）绿房子人（2）挪威人（