高中信息技术-4.2用智能工具处理信息教学设计学情分析教材分析课后反思

《用智能工具处理信息》教学设计案例

学校执教教师课程内容用智能工具处理信息课程学时1课时所属学科信息技术教学对象高一年级一、学习内容分析本课内容是广东教育科学出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》(必修)中的第四章第二节。主要是开阔学生的视野，激发学生对人工智能的兴趣，让学生对智能工具有一个初步地体验和了解，也为选修模块《人工智能初步》的开设作有益的铺垫。本节内容只是要求学生在使用信息智能处理工具的过程中，初步体验信息智能处理工具，形成感性认识，并可以在今后的生活中对智能处理工具有一个主动认知的能力。根据课本内容以及基于学生的学习思维发展，选择了几种智能处理工具让他们进行体验式实践。本节采用了“复习回顾→情景引入→自主探究→操作体验→了解原理→小组合作→应用展望→当堂检测→教学小结”的线索组织内容。二、学习对象分析本节教学的对象为高一学生，通过前面的学习，学生对《信息技术基础》这一教科书的学习方法和特点有了一定的掌握。特别是进入第三章的学习之后，已了解在不同的处理需求下，学会正确地使用不同的处理工具来处理不同的信息。学生已经具备了一定的计算机使用经验，但大多数都是常用工具软件以及网络应用，对于信息智能处理工具软件的使用并不熟悉，所以在教学中我引用了生活中的处理工具，让学生可以在学习中更贴近生活，让学生先进行体验后进行知识的讲解，注重学生的“启蒙，兴趣培养”。三、教学目标1．知识与技能（1）了解智能处理工具的特征及与智能处理工具一般处理工具的区别；（2）了解智能处理工具的研究领域；（3）认识并初步掌握分析智能处理工具的工作过程或者工作原理。2．过程与方法通过观看视频、体验游戏、操作手写板、尝试使用翻译软件、与QQ机器人聊天等活动，体会人工智能的魅力及其工作过程或工作原理。3．情感态度与价值观（1）认识到智能工具在实际生活中的应用价值；（2）在课堂的教学应用和体验中，体验其神奇魅力及形成对人工智能这一技术前沿的探索要求；（3）培养学生的探究能力、类比推理能力，激发学生探索人工智能知识的兴趣和热情。四、教学重点和难点重点：应用和体验智能信息处理工具难点：理解智能处理工具的工作过程和工作原理五、教学方法任务驱动法、诱思导学法、实践探究法、类比推理法六、教学媒体选择1、多媒体网络课室；2、凌波多媒体教学平台；

3、自制的教学课件；4、素材、软件（预先安装到教师机）。七、教学流程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境，复习回顾激发兴趣复习：冯诺依曼体系结构“计算机之父”引入：阿兰.图灵图灵测试“人工智能之父”欣赏人工智能的应用【播放视频】全球第一个虚拟主播安娜全球第一个获得公民身份的机器人索菲亚图片展示：智能工具在生活中的应用学生感受人工智能的神奇效果。今天我们将一起来领略一下智能工具处理信息的魅力。【课题】用智能工具处理信息

复习回答了解观看PPT

通过视频及图片的展示，引起学生的学习兴趣。为智能工具的特征做铺垫。自主学习，探究新知：

智能工具探讨一、智能工具及其特征1.什么是智能工具？【提示】让机器能够进行人类的思考，做人类能做的事。2.分析影片中智能工具的特征：由计算机程序控制运行3.智能处理工具跟一般处理工具的区别①提问：是不是所有的计算机程序或者计算机操作都属于智能工具？②分析智能工具跟一般处理工具的区别4.总结智能工具的特征

类别项目一般处理工具智能处理工具处理问题方法有固定的算法不确定的、非结构的、没有固定算法处理问题的过程重复计算的过程推理控制的过程处理问题的结果结果确定结果不确定，可能正确，可能不正确举例计算器手写板、双向翻译软件

探讨二、人工智能概念：是以探索和模拟人类智能活动为基本目标而设计出类似人的某些智能的自动机器的科学。是计算机学科的一个分支。研究领域：人工智能人工智能模式识别自然语言理解自动程序设计智能代理机器证明专家系统人工神经网络……

思考并回答

根据观看的影片思考讨论并回答

思考并回答

查看课本概念，进一步了解两者的区别。

学生在生活中往往不会注意到身边的智能工具，通过提问引起学生思考。通过影片中的机器人，分析智能工具的基本特征，让学生了解计算机程序是智能工具运行的控制主体，让学生对智能工具做一个初步的认识。让学生了解智能处理工具跟一般处理工具的区别，对智能工具这一定义有更加清晰的理解。小组合作操作体验：

模式识别技术【提问】智能工具都在处理什么信息？活动探究一、模式识别技术【实践练习1】用逍遥笔输入法进行手写输入文字操作指南：安装逍遥笔输入法，打开word或记事本，输入汉字

（1）用手写板输入下面10个汉字：

（2）体验、分析下列三个字是否能写出来，并结合工作流程分析其原因。（3）回答问题：总共识别出个汉字；识别率为%；对于书写不规范,笔画不全的汉字手写板能否识别？对于特殊符号、阿拉伯数字、英文字母或不规则图形,手写板能否识别?影响识别率高低的主客观因素分别有哪些?活动类比“心有灵犀，你写我知”两人一组，相互在手心写字，猜出对方所写的为何字。【思考】你是如何识别出对方所写的字，经过了哪几个过程？信息输入→预处理→特征分析→特征匹配→显示结果【原理总结】手写输入汉字的神奇效果，智能手写输入是人工智能技术的研究领域之一，它所采用的是模式识别技术。智能手写输入汉字的工作流程：

实践练习2、指纹识别实践练习3、光学字符识别实践练习4、语音识别归纳总结：模式识别技术，主要是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别。【应用价值总结】虽然在活动中我们发现“手写板”的识别率还不足100%，但它在现实生活中已具备了使用价值，广泛应用于各个领域，特别对于手残人士，语音输入使汉字录入对于他们来说不再是可望而不可及的事情。

学生思考回答

手写板

学生参与演示手写板书写汉字

学生体验猜字游戏学生体验回答：

小组交流，合作总结

猜字的学生概括对模式识别工作流程的理解。

学生学习了解模式识别技术

让学生了解模式识别软件的使用方法，初步感受其智能效果。

在实践中感受智能手写输入信息处理的过程。

对活动中所涉及的原理进行归纳总结，上升到理论知识（模式识别技术）。

操作体验：

自然语言理解技术活动探究二、自然语言理解技术模式识别技术是人工智能的一个学科分支，人工智能还广泛应用于其他领域。如：自然语言理解教师讲解：概念自然语言理解：是指研究能实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法。理解过程分为三个层次：词法分析、句法分析、语义分析。【研讨（1）全文信息检索系统研讨（2）与机器人聊天【引入】大家都喜欢使用QQ聊天，下面请大家与QQ聊天新朋友“小宝”聊天。【思考】①你觉得你的机器人朋友聪明吗？请你举例说明。②在人机对话中，有没有出现答非所问的现象?你对机器人的回答满意否？【活动探究三】让电脑给我们当翻译助手打开金山快译软件，输入几句中文，翻译成英文，将该英文再次翻译成中文，考察及其翻译的准确性。【思考】①比较“人译”与“机译”的不同之处。②简介机器翻译的工作流程。

归纳总结【原理总结】翻译软件、人机对话主要采用的是：“自然语言理解”技术，自然语言理解主要是研究如何使计算机能够理解和生成自然语言技术。【流程归纳】自然语言理解的过程可以分为三个层次:词法分析、句法分析和语义分析。当我们输入一段话，机器人首先要理解这段话的意思，然后根据并利用它所具有的知识，生成一段文字，给出回答。它与模式识别技术是人工智能的两个非常重要的应用领域。【不足之处】在对话中我们发现目前人工智能技术在自然语言理解这方面还存在一些不足之处。由于技术上的问题，人机对话的过程可以导致对信息处理结果可能是正确的，也可能是不正确的。

学生思考回答

教师讲授概念，学生理解

学生从平时的应用中感受“蜘蛛程序”

学生体验与机器人聊天，并回答问题。

学生体验机器翻译

用翻译软件翻译

以正确的态度看待人工智能产品的不足之处。

让学生了解自然语言理解工具的使用方法和应用效果。

在实践中感受人机对话的智能信息处理过程。能力。

让学生理解机器翻译的工作流程，培养学生的表达能力和归纳通过实践，引导学生有目的地探究，感受自然语言理解工具的特点和功能，激发学生学习兴趣，培养学生的探究能力、操作能力。

对活动的工作原理进行简单分析，让学生做到知其然，也能初步知其所以然。

应用展望应用展望：信息智能处理的应用价值信息智能处理的应用改善了我们的学习生活，它所涉及的领域方方面面都有。例如：模式识别：手写板输入汉字。自然语言理解：机器翻译、与机器人聊天等。智能机器人：机器人足球比赛、机器人灭火比赛、机器人服务员等。计算机博弈：与机器下棋，如国际象棋、五子棋等。智能代理技术：Office助手、搜索引擎中的“机器人”或“蜘蛛”程序等。专家系统：如医疗专家系统等。那么同学们心中的未来人工智能世界是否有实现的可能呢？我觉得答案是肯定的。【视频】海尔智能家居屋课堂小测试：PPT展示题目学生回答，教师解决疑难

学生讨论、了解智能工具处理信息的应用

展望信息技术前沿，用智能工具处理信息的应用前景。学生思考并回答

进一步深化信息智能处理工具的应用

将课堂知识拓展到生活中，开阔学生视野，让学生感受到智能工具的魅力，激发学习热情。检测学生掌握知识的情况课堂小结课堂小结通过体验手写识别、机器翻译、与机器人聊天等信息智能处理工具，了解了人工智能中模式识别和自然语言理解的工作流程，感受到了信息智能处理的应用价值。1.什么是智能工具？2.智能工具都通过什么样的方式融入我们的生活？3.智能工具是如何工作的？

小结本节课的主要内容。

回顾本节课的知识点。

帮助学生梳理课堂学习内容，将知识点内化到

的知识体系中。八、

教学评价《用智能工具处理信息》课堂学习评价表评价内容自评等级√通过学习，有没有了解到什么是智能工具？□非常了解

□了解

□不了解通过学习，能不能正确的区分一般处理工具和智能处理工具？□可以

□勉强可以

□不可以通过学习，能不能更好的识别生活中的智能工具?□可以

□勉强可以

□不可以通过学习，你认为有没有掌握分析智能工具工作过程或者工作原理的方法？□已经掌握

□勉强掌握

□没有掌握通过学习，你认为了解智能工具的工作过程或者工作原理，是否有助于我们更好的使用智能工具？□很有帮助

□有帮助

□没有帮助通过学习，你认为了解和认识更多的智能工具对我们的生活学习有没有意义？□非常有意义□有意义

□没有意义总结一下这节课你自己的心得体会（比如：有哪些方面还没有弄清楚？你学会了什么？你还想学习了解什么？）

学情分析高一年级的学生已经具备了丰富的计算机使用经验，但大多数都是与常用工具软件的使用以及网络应用有关。对于信息智能处理工具软件的使用，可能个别学生已经具有一定的使用经验，例如翻译软件、手写板输入等，但学生们可能更加感兴趣的是计算机为什么能做到这一点，它与我们常用的其他工具软件有什么不同，这正是本书册学习任务之一，教师要注意引导。教师引导学生在操作使用部分智能信息处理工具软件的过程中，比较和分析其功能实现的差异，探讨其工作原理和应用价值。教师也可以选择学生比较感兴趣的智能处理活动，比如机器翻译、与机器人聊天、象棋比赛等，引导学生对其基本工作过程及原理进行分析，并将结果展示和交流。还可以搜集一些经典案例，如人机大战、科幻故事等，组织学生分析和谈论，了解人工智能的最新发展情况，激发学生学习兴趣。效果分析本节课的内容是学习用智能工具处理信息，主要是让学生能够使用几种常用的智能工具处理信息，理解智能工具处理信息与一般工具处理信息的不同，了解人工智能的概念及应用，知道人工智能的两个重要研究领域——模式识别和自然语言理解。总体来说，能够完成教学目标，关注每个同学，培养学生正确的使用信息技术的态度，增强学生的合作能力和自主学习能力。在课堂教学开始进行了复习，并启发学生思考问题，使用情境引入，让学生欣赏有关人工智能的图片及视频，吸引学生兴趣，引入新课。通过实际案例分析，有效的引导学生认识智能工具处理信息的重要性。课堂中采用讲练结合的方法，了解学生当前对知识的掌握程度。通过布置探究任务，发挥学生的主体作用，锻炼学生动手操作的能力。鼓励学生小组合作，互帮互助。对于重点和难点的突破，采用教师演示、学生讨论、总结归纳的形式，把本节知识点循序渐近地展现出来。学生练习过程中，教师要及时辅导，解决疑难。鼓励学生大胆表现自己，主动上台演示。本节课，所有同学都能掌握课堂中的知识点，操作也很熟练，几个课堂任务都能通过自主学习和小组合作的形式完成，要对优秀学生进行表扬，鼓励学生继续努力学习。由于学生层次不同，操作水平的差异，本节课的小组合作没能调动学生的合作交流，这是不足之处。同进，课堂中学习气氛不太活跃，没能很好的调动学生的积极性。教材分析本课是广东省教育出版社出版的《信息技术基础》第四章第二节《用智能工具处理信息》。本节以世界第一个新闻虚拟主播安娜的事例作为情境引入，吸引学生对神奇的信息智能处理产生兴趣。然后设置了一些学生的实践活动，例如手写板或麦克风进行手写输入或语音输入、扫描仪或OCR软件的使用、访问自然处理网站、使用双向翻译软件等，然后介绍了人工智能的模式识别和自然语言理解技术两个研究领域的相关知识，分析并介绍了手写板输入汉字的简单原理、与网络机器人对话的基本原理、机器翻译的工作流程等内容，让学生探讨信息智能处理的一些应用价值。基于学生在体验中形成的认识，教材中设计了一系列操作活动，让学生根据自己的兴趣和实际情况，有选择地进行体验式实践。然后总结原理并展望未来。本节的地位：沿着技术发展趋势，信息技术自然会涉及到信息智能处理，这也是前沿技术在日常应用中的体现。高中学生有必要也有兴趣追求和学习前沿技术。本节内容只是要求学生在使用信息智能处理工具软件处理信息的过程中，对信息智能处理工具进行初步体验，并形成感性认识。注重学生动手能力的培养，提高自主学习能力。激发学生的学习兴趣和创作欲望，培养学生的整体规划能力和审美情趣。评测练习1、王老师在教学与生活中经常使用电脑。请判断他利用的技术中哪些不属于人工智能技术应用范畴？（）A.使用扫描仪和OCR软件把教材上印刷文字变成电脑文件。B.上QQ与李老师对手下五子棋。C.经常上网与计算机下中国象棋。D.利用金山译霸翻译英文科技资料。2、下列不属于信息的智能化加工的有（）A.手写板输入B.机器翻译C.语音录入D.键盘输入3、机器人听到音乐后就开始跳舞，这种技术属于（）A.多媒体技术。B.人工智能中的自然语言理解。C.人工智能中的模式识别技术。D.机器翻译。4、（高考题）目前在机器人足球比赛中，足球机器人通过自身的摄像系统拍摄现场图像，分析双方球员的位置、运动方向以及与球门的距离和角度等信息，然后决定下一步的行动。下列说法正确的是（

）①足球机器人具有图像数据的获取、分析能力

②足球机器人的研制采用了人工智能技术

③足球机器人具有人的智能

④足球机器人既有逻辑判断能力，又有形象思维能力A．①②B．①③C．②④D．③④5、下列不属于信息的智能化加工的有（）A.手写板输入B.机器翻译C.语音录入D.键盘输入6、机器人听到音乐后就开始跳舞，这种技术属于（）A.多媒体技术B.人工智能中的自然语言理解C.人工智能中的模式识别技术D.机器翻译7、人工智能的目的是让机器能够（，以实现某些脑力劳动的机械化。A.具有情感判断B.和人一样工作C.完全代替人的大脑D.模拟、延伸和扩展人的智能8、现在每年中学里都要举行一次“机器人大赛”，有“机器人灭火”、“机器人跳舞”等，那么机器人是利用了（）。A．网络技术B.人工智能技术C.编程技术D.自动化信息加工技术9、在实际上车前，先在计算机上模拟练习汽车驾驶，这属于（）A．虚拟现实B.智能代理C.人工智能D.模式识别10、数码相机中的人脸识别功能属于人工智能的一个应用。（）A、正确B错误课后反思《用智能工具处理信息》这节课主要是为了让学生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