信息的编程加工和智能化加工教案 教学设计

PAGEPAGE7《信息的编程加工和智能化加工》第一节课教学设计一、教材分析本章的主要目的是让学生通过体验信息的编程加工和智能化加工的整个过程，理解利用计算机解决问题的步骤、方法及内在机制，学会合理选择利用计算机加工信息的不同方式以更好解决问题，并对人工智能的本质有正确的认识。根据这个目标并结合学生实际，在教学设计时不局限于教材内容及章节的限制，大胆自编了学生极感兴趣，又与现实生活较贴近的案例，即立足于本章第一节的信息加工概述，又自然而然的涉及到第二节、第三节的一些内容，层层递进，一气呵成，形成一个完整、不可分割的教学过程。并为本章的后继课程打下了良好的基础。二、教学目标1．知识与技能目标了解什么是信息加工，理解手工加工与计算机信息加工方式的异同，掌握计算机信息加工的三种形态。体验基于程序设计的自动化信息加工和利用人工智能信息加工的全过程，理解计算机加工信息的工作过程、基本思想和原理。了解人工智能的本质，能辩证认识人工智能。2．过程和方法目标使学生体验和感知计算机程序解决问题的过程，了解用编程工具解决问题的基本方法和思想，近距离地体验人工智能的神奇并能够把握人工智能的本质。3．情感与价值观目标激发学生的求知欲和学习兴趣，形成积极主动学习信息技术的态度，培养学习选修课《算法与程序设计》及《人工智能初步》的兴趣。避免学生产生盲目的技术崇拜，并使他们明白：计算机只是工具，人的思维才是根本。培养学生团结协作的意识，培养学生明辨是非的能力，培养学生热爱祖国，热爱和平的觉悟。三、教学对象分析高一新生，基础参差不齐，甚至有的学生，计算机基础知识近乎为“零”，即使程度稍好的学生，对编程和人工智能这样的内容也是第一次接触。所以应让学生在兴趣中主动探索学习，对编程所孕含的思维产生兴趣，即不过多的纠缠程序代码的具体细节，又尽可能的使学生了解计算机信息加工的深层本质，理解计算机加工信息的工作过程、基本思想和原理，培养其正确的科学技术应用观。四、教学的重点和难点重点：计算机信息加工的三种类型。难点：了解计算机加工信息的内在机制、基本思想。五、突破难点的策略本课除少数一些概念性的新内容必须由老师告诉学生外，凡所有能让学生思考、动手、总结和回答的地方，由学生完成。并最终引导学生的思维上一层次。通过现场演示特别是人工智能程序的编制，使学生体验程序的算法原理。六、教学方法启发法、创设情境法等。七、课时安排一课时八、教学环境教学控制软件、投影仪及幕布。VB编程环境，使用VisualBasic6.0。基于JSP的在线实时答题提交系统，用于即时掌握学生理解程度。使用自编软件。在线答题客户端，使学生能快捷地打开在线答题系统，使用自编软件。快速复制粘贴器，用于无缝快速复制粘贴事先准备的代码。使用自编软件。英文密信破译器，使用自编软件。中文加密解密器，使用自编软件。人工智能破译器，使用自编软件。九、学生课前准备1．事先预习本章内容2．能熟练进行一般文本操作，如全选、复制、粘贴和删除等。3．会使用在线实时答题提交系统十、教学流程图课题引入：信息加工的相关概念课题引入：信息加工的相关概念情境引入：凯撒移位加解密法分析比较：人工方式与计算机方式信息加工第一种：基于编程的信息加工信息加工第二种：基于大众的信息加工信息加工第三种：基于人工智能的信息加工总结开始学生分组练习学生学习状况教师个别辅导学生分组练习学生学习状况教师个别辅导学生分组练习学生学习状况教师个别辅导十一、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图1．课题引入课前准备教师配置好在线答题提交系统，FTP文件夹上传必要文件学生进入在线答题提交系统，下载FTP文件夹中所有文件到本机。教师和学生的课前准备是否充分，直接影响到上课的效果。题目引入老师提问：1、什么是信息加工？2、为什么要进行信息加工？老师举出生活中的各种事例请学生回答是否是信息加工？学生思考并回答提问使学生的思维活跃。小结信息加工师生共同得出结论：即什么是信息加工。并且明白信息加工是无所不在，形式多样的。师生共同得出结论：即什么是信息加工。并且明白信息加工是无所不在，形式多样的。一是通过小结，使学生得出关于信息加工的相关结论，二是自然而然引出加密的话题。2．情境引入介绍加密介绍信息加工的一种——恺撒移位加密法学生理解规则后进行手工加解密。学生动手实践加深理解引入虚拟情境引入虚拟情境：某境外恐怖组织通过密信的方式，准备对某市发动一场针对无辜平民的恐怖袭击，随之出示一封极长的密信，试图请学生们手工破解出来。学生惊讶并认为手工破解是一项不可能完成的任务,即学生本能的懂得信息加工工具的适用场合。通过布置不可能的任务，刺激学生心理以加深印象。理解手工加工的局限性。使学生明辨是非。3．分析比较：人工方式与计算机方式学生思考并将结果反馈请学生思考，为什么他们愿意破解简单的单词，却不愿意破解密信。并总结出人工方式进行信息处理的优缺点，回答在线答题系统的关于信息处理和人工信息加工方式的两道题。学生经过思考后通过在线实时答题提交系统，回答思考与反馈第一部分的两道题目。让学生自己总结人工方式的特点。而不是老师的灌输。在线答题提交系统能尽最大限度掌握学生的思考情况。解惑针对学生回答问题出现的一些问题，进行解惑，特别要对人工方式是最本质的这一观点要特意强调。学生一起参与其中知识的及时巩固及错误观点的纠正。并且重点提醒：人工方式是最本质最基本的。引入计算机信息加工请学生回答：用什么方式来破解最好？当学生回答用计算机方式时，请学生总结计算机方式的优缺点。学生回答用计算机来解决问题，并总结回答计算机方式的优缺点学生自己思考、总结并提出解决方案，培养学生分析解决问题的能力。并懂得选择合适的方法进行信息加工。试图解决问题故意请学生用任意一种编程工具，编写出一个破解软件，破解密文。学生惊讶并表示不会编程应用心理学的理论，刺激学生心理以加深印象。由此引出，解决问题可以有多种途径，上网查找软件，请人编制软件等都可以完成任务。这也是学生信息素养的一个具体表现。4．基于程序设计的自动化信息加工引入概念引入计算机信息加工类型的第一种类型，既基于程序设计的自动化信息加工。学生思考并理解基于程序设计的自动化信息加工的特点。自然而然的引入新概念，学生经过刚才的刺激和体验，能深刻理解新的概念。从案例到概念，符合学生认知规律。演示软件的编制全过程老师现场完成软件的编制工作（使用快速复制粘贴器辅助，能做到不中断学生的思维及节省时间），讲解代码的大致意义，并引出计算机信息加工的五个基本步骤。学生观看编程的全过程，理解编程的整个过程分层教学，对一般学生，只需了解代码的大致意思，对VB有基础的学生，可研究每行代码的含义。使学生经历计算机信息加工的基本过程。并最终明白，编程加工，其实就是人的思维的体现。学生分组实践分配各组学生的破解任务，在学生实践过程中，老师随时进行个别指导。学生分组使用软件破解分配的密信学生动手体验和实践，并通过分组破解懂得合作的重要。获得破解结果老师请每组代表念出破解的密文学生念出破解的密文学生体会成功的感觉。5．基于大众信息技术工具的人性化信息加工引入新概念询问学生，这样的软件是不是非常方便使用？并引出计算机信息加工的第二种类型——基于大众信息技术工具的人性化信息加工。学生思考总结这类软件的特点并回答还有什么这样的软件。学生通过实际使用，明白了第二种类型的特点，并通过思考其它的同类软件以加深印象。从案例到概念，符合学生认知规律。6．动手实践修改程序任务驱动并发现新问题展示国安局的中文加密回信，请学生用软件破解出其含意。探究性学习，学生会发现用刚才的软件破解中文密信是无效的。使用心理学理论，通过设疑，产生任务驱动，由于学生急切想知道密信的内容，而产生修改软件的迫切愿望。解决问题请学生根据导学案的提示，完成修改程序的全过程。教师对个别学生进行随时指导。学生根据导学案修改程序。分层教学，对于一般学生，只需完成程序的修改并破解即可，对于程度较好的学生，可思考代码修改的作用是什么。检验结果请学生读出破解的内容学生读出破解的内容学生通过亲自动手，体验成功的感觉。并与编程零距离接触，体会编程的思想。阶段总结老师：不管成功失败，都是人生一种经历学生听讲培养人生价值观7．基于人工智能的智能化加工问题的提出故意请学生开始破解上千封信，从而使学生产生思考：即应该怎样改进软件以提高效率？学生思考如何解决问题，并提出让软件自动破解引导学生思维往更深一层递进分析类比由人的思维方式而引入智能程序的算法流程图学生回答问题及理解流程图使学生理解流程图，并使学生将智能程序的算法与人的思维进行比较编制人工智能程序老师现场编程实现软件的智能破解学生观看并思索通过体验智能程序的编制过程，使学生明白所谓的智能程序并不神秘。而破解时的“神奇”效果更会给学生极大的震撼。总结概念引入计算机信息加工的第三种类型——基于人工智能的智能化加工学生思考该类型的特点并作出总结由案例引出概念，符合学生认知习惯。并通过学生的思考，理解人工智能其实就是人赋予了机器的智能，是机器模拟人脑思维机理的算法实现思考反馈请学生根据刚才的观察，在线回答思考与反馈第2部分的三道题学生思考并回答真正的好东西往往总是在最后才能得到，培养人生价值观解惑并将问题深化讲解问题并深入化：人具有不断认识总结世上万物客观规律并加以运用的能力。人工智能其实是人运用其客观规律，将智能赋予机器的结果。机器尚不具备人的这种能力。因此。归根结底，人的思维能力起决定性作用。学生思考并回答学生思考后明白，人的思维才是起决定作用的，机器永远是工具，并通过简单的人工智能程序，理解人工智能的核心本质。树立正确的技术应用观。动手实践解决问题在学生使用软件的过程中，老师随时个别指导。学生使用该软件进行智能破解，少数对编程感兴趣的同学可研究代码的含义，并尝试修改。分层教学，一般学生通过动手，破解密文，获得感性认识，程度较好的学生，可研究程序的代码8．总结本课总结1总结学习内容，并请学生回忆都是哪三种基本形态。学生回答计算机加工信息的三种基本形态。再次加深学生印象本课总结2辩证认识人工智能，理解人的思维最重要。2．赠送学生格言：学之有方，用之有德！学生听讲情感价值观的教育，树立正确技术应用观。十二、教学后记本节课融合了建构主义的教学理论和传统的教学理论，采用“情境”导入新课，激发学生的求知欲望。通过设计一个整体的任务贯穿整堂课的教学，采用任务驱动法等，不断地提出问题，解决问题，使学生在整个学习过程中一直保持这种探索的兴趣。在不同的知识点之间设计好自然的过渡。设计的例子，不仅能吸引学生的兴趣，而且又与乌鲁木齐“7.5事件”息息相关，学生很容易产生共鸣，教师再加以正确引导，以培养学生爱祖国，爱和平的情感，使之能明辨是非，树立正确的人生价值观。在具体的教学过程中，针对学生的差异性，采用了在线实时答题提交系统，很好的解决了此问题，使每个学生都有机会系统地掌握信息加工的教学内容。至于学习的内容方面，虽然绝大多数学生并不能具体编制出一个VB的程序出来（这也不是本教材所提倡的），但其实在潜移默化中，他们的思维方式、思维层次，以及信息素养等方面已经得到了提高和深化。这其实也是高中教师应该努力达成的目标之一，即教学