初识人工智能教学案例

《初识人工智能》教学案例

作者：夏燕萍

单位：无锡市第一中学214031

emai1：

一、案例背景信息

1.模块：高中信息技术必修模块《信息技术基础》

2.年级：高中一年级

3.所用教材章节：中国地图版教材第四单元第四节

4.学时数：2

5.学校状况：我校信息技术课在多媒体网络教室进行。教室内有一台教师机，一台效劳器和五十六台学生机，通过百兆交换机组

建成星型局域网。学生可以通过局域网访问教师自主开发的信息技术学习网站，了解学习内容、获取学习资源、记录学习感受、提

交学习成果。教师可以通过大扉幕投影仪创设学习情境，进行必要的集体讲解和演示操作。

二、教学设计

（-）教学目标

知识与技能

1、理解人工智能技术的含义和研究目的；

2,了解人工智能的开展历程及历史人物।

3、熟悉人工智能的研究领域，如机器证咙、模式识别、机器翻译、人机博弈、智能机器人等：

4、能够列举出人工智能技术在社会生产、生活中的一些应用实例。

过程与方法

1、通过学习活动，了解光学字符识别和手写输入识别软件的使用方法：

2、通过具体实践，学会使用金山全文翻译软件进行英汉翻译：

3、在人机博弈的过程中了解机器博弈的原理和方法。

情感态度与价值观

1、激发学生对人工智能学科的浓厚兴趣；

2、认识到人类智能和机耕智能之间的区别和联系；

3、通过介绍中国及华裔科学家在人工智能领域的杰出奉献，增强学生的民族自豪感；

4、体会到人工智能技术的应用价值，培养正确的科学技术应用观：

5、学会独立地、辨证地思考问题，提高科学素养。

（二）内容分析

1、本节的地位和作用

本节是中国地图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）中的第四单元第四节。在前一节《尝试开发技

巧》中，教材通过分析网页特效程序，简单介绍了程序设计的三种根本结构。本节在前面的基础上，介绍了人工智能的相美内容，

是在信息编程加工基础上的一种提升，能开阔学生的视野，激发学生对人工智能的兴趣，也为选修模块《人工智能初步》的开设作

了有益的铺垫。

2、本节的主要内容

本节的内容包括：人工智能的概念、研究目的和开展历程，人工智能的研究领域（如自然语言处理、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。

3、重点、难点分析

教学重点：体验人工智能的独特魅力，了解其应用领域和实用价值。

教学难点：辨证看待人工智能和人类智能的区别和联系，客观认识人工智能技术对社会的影响。

（三）学生分析

在学习本节之前，学生对人工智能的了解可能仅仅是科幻片中的智能机器人，如《人工智能》、《机械公敌》、《终结者》等电影

中的机器人。他们受到科幻片情节的影响，往往认为在未来机器人的智能将会超越人类智能，成为人类的“机械公敌”。

高一学生已经具有独立的意识和倾向，上课时不喜欢教师过多的讲授，希望有独立思考和探索的时间。而且，他们有较明显的学习

自证件和一定的自学能力,经过入学后的知期学习，就能适应基T•专题学习网站的白，学习方式。因此，教师可以将学习内容做成

教学网站供学牛.访问，开展教师引领、学生自主的课堂教学活动。

（四）教学策略设计

1.教学方法设计

依托学习网站展开教学，安排学习实践活动，提供工具软件及其技术支持，介绍拓展内容。教师对人工智能的含义、人工智能与人

类智能的关系等内容进行必要的讲解：对人工智能的开展过程、人工智能领域中著名的科学家、机器证明等内容提供了拓展资源供

学生浏览；在自然语言处理、模式识别、人机博弈这三个领域安排r实践活动，通过网站安排实践过程，提供软件下载和软件使用

的技术支持，教师对关健步骤进行演示操作。

2.关于教学流程和教学活动的设计思路

从“深蓝”战胜卡斯帕罗夫引入课题，首先介绍人工智能的概念，研究领域、开展历程以及在人匚智能开展中作出杰出奉献的科学

家，然后通过对机器证明、模式识别、自然语言处理、人机博弈、智能机器人等各个研究领域的深入探讨和学习实践，启发学生思

考、分析和认识人工智能的应用价值及其对社会生活各方面的即响。

三、教学过程

步道教师括功学生活动资源

升貂1训1公司的“深发”和国际象供世界冠军卡斯帕罗夫演示文

导入的比赛恬境，提出问题：“电脑战胜的是一个人，还是整阅读学习网站-“人工智能传奇”稿、网站-

'i、人类的钞盲艮"布肠由源

（一）、走近人工智能

1、什么是人工智能？

2、“人工智能”是如何诞生的？浏览网站-导言，回答问题：

解释图灵恻试，介招圉灵、图灵奖和麦卡锡・1、人工智能就是利用计算机来

3、人类智能的实质是什么？模拟或英觊人类智能。

通过图解人类的多元智能，将人工智能的讲究领域与人类2s英哪1字景阿兰•图灵的“图演示文稿

智^进行联系和比较。如：灵测试”首先涉及人工智能，被网站-导

机器证明、符号运算一一数学逻辑智能誉为“人工督朝之父”。达特莫言

自然语言处理一一语言文字智能斯会议上.正式提出了“•人工智

模式识别一一自然观冢智能铝”。

博穿一一视觉空间智能4、让计苴机惊人徉忠考，

智^机器人一一某些智能的俎合

竽

4、提问：入_L智能的晚允;E的丫

仁）、人工智能的研戈领域浏览网站-实践活动和技术支持演示文稿

课

指导学生浏览"实践活动”、“技术支持”网页网页，依汝进行学习实践：网站

时

1、机器证明：介貂郭国科学家在机器证明领域的重要贡1、了解王洁、吴立俊两位科学

献，如王浩、吴文俊等。家在机器证明领域的杰出或献；

1S下裁尚书匕勺软件对老师提

新2、模式识别：比类技术的目标是利用计菖机来模拟人的

供的图:C一名中学生与机器人

深各可识3U能力•包括对文字、声音、图治国限人物和

艾丽丝的聊天对话）进行识别，

物体等进行自幻识别。

了解识别过程及中英文的识别

口）光学了苻识别cUUK坟穴、；演示识ZJ方法；演示文稿

效果；

（2）光学条码识别（03R技术）：介貂OBR技术在商业、物网站

2、能超刽超市的OBB条码识别；

流等仃出:中的具体也月；软件：

入下蒙蒙恬手写盘，识别一些

（3）联机手写输入：演示薮恬手写度的使用方法，介绍手尚书七号

相似字为口，，人，八，入，，：，，日.

写识别技木在个人数手助理和手机上的也用；鼓恬手写

曰、月”：“春、稼泰、秦”

⑷指纹识别：办公、金融、社会安全及家庭应用；盘

警；

⑸语音识别：演示ViniowsX?中的语音识别功能，

4、能列举一些指纹识别的实例；

先让学生阅读一舐文字，观察识别效果：数师（课前进行

人通过对比同学和苕1巾的语音

过语音识别训练）冉阅读一盘，效果明显好转；

输入效果,深入了解语音识别原

最后介绍语音识别技犬的原理，揭示效果不同的原因。

理.

3、自然语言处理；机器翻译

温千全111央诺软件的使用方法.

讲解并分析第一篇文章中的翻译弱点：从学习网站下载安装并使用金

a“game”翻译成了“游戏”,应为“戏剧”；多义词的山快译蒯译两篇英文短文（斯微

翻译还不准确；念英语第二册第1课：Aprivate

b.4<Theydidnotpayanyattention?'翻译成了“他们不conversation和第57课：Can1

支•'寸任何的注意3应大“他（空不理会”・对常用短语逐helpyou,madam?对比两篇

字进行翻孝，结果比较生硬；文章的翻译效果，了解机黑翻译

湍水。搞

c.^irsroneoryourbusiness',翻译成了“它是没咱你的原理，回当问题：

网站

的生意”，应为“不关倚的字，的习惯用语的翻译方垓世1，多义运的甑话要联系上下

软件：

确.文；

金山快译

总诬来说，第一篇短文的翻译还是容易理解、比较成功的；2、对常用短语和习惯用语的翻

第二官叛立的部详则让人次解，倒如第一句•“Awomani¥3能还要加强：

inbluejeansstoodstthewindowofanexpensive3、5寸复杂句子的翻译能刀有待

shzip.”即设成“一八女人在生仔橇中在今的商店窗户设法；

站之J正确的翻译如下：“一位穿着牛仔裤的g支诂在一这些问题都要穿自然语言处理

家高档商湎的福方前。”领域的专速来研究和解法。

第提问：比发两卷文章的翻译效果,你门认为机器翻译还需

要解决哪些间颗？靠港来解决？

课4、人机博弈：

时分行苏联数字家克隆罗盖的话：、'国际象模是人J_智能的

果亮使用数均问联”的搜索树解释计复机下限的原

“8浏览网页，了解机器四界的原

理是：用一个树形图来表示所有可能的棋局，根据某种策

理，下载使用欢乐五子模，对比

新略计苴历有可能定法的身分，本敬越育代表供局越野，程

人和乱器的尤势和捐项：

课序限据分数选择一步“上”俣.这种思考方式标为“月发式演示文稿

1、订算机的优势：运算速度快、

搜索，网站

算法尤秀（算法是人类专家赋予

教讣使用欢乐五子棋，战胜“言级”和“特圾”，揭示计软件：

的、不会疾芳；弱点是没有全

算术的弱点.体现人类智能的土环.欢乐不孑

局现起，蚁乏应爻能力；

提供数据:卡斯帕罗夫思考速度2步/秒，深蓝2亿步/秒，棋

2、人的优势是有经验（学习能

浪沏天梭42亿步/秒。

力I£创造、全局观强；弱点

提问：人机博弈中人和计算机的优势和弱项分别是什么？

是思考速度慢、伟力有限，

小结:人不是嗡援机，而剧，了人翻陈体智君L计

尊机硬件一速度之港博弈软件——得普之本■这两者

5、智能机器人：

5、智能机器人：

从会逃跑的“迪克”机器人引入话题，介绍智能机器人的

应用，智能机器人的系统结构，提出问题“人工智能的未

来是什么丫“教师提供止反茯方面的意见,引发学生讨论.

浏览网站-拓展资源部分的“机演示文稿

正方：智能机器人是人类创造出来为人类服务的。人类完

器人”介绍，就教师美供正反两网站-拓

全能够驾驭它，制服它.

方面的意见展开讨论-展资源

反方：随着人工智能的发展，智能机器人会进化成高智商

的乱械群体.它们随时会脱离人类的控制，转化成整个人

类的“机械公敌”・

话支持正方观点的同学举手.

课堂总结：表明教师支持正方现点.

1、人类和智能机器的关系：智能机器是人类创造的生产

工具，能够代替人类的一部分智力劳动，M工作程序最终

客观认或人工智能的作用，辨证

由人类控制；

总结看待人丁智能和人不智能的反漉水文稿

2、人类思维包含逻辑、形象、直觉、顿熔等方式，人突

别与联系。

的创造性主要体现在形象、直觉、顿悟等思维中，而人工

智能迄今只会模仿人类的逻辑思雉而已，要赶上甚至超过

人类，还有很漫长的一段过程，现在看来迅比较渺茫……

四、教学反思

本课用“深蓝”战胜卡斯帕罗夫的事例引入课题，同时也设置了问题情境“电脑战胜的是一个人，还是整个人类的智能？"来引起

学牛的注意。在讲述人T智能就星利用计算机来模拟或土现人类智能D后，就抛出问题：“什么曷人类智能呢？“。接着，教师介

绍了人类智能的最新研究成果一一多元智能理论。然后，把人工智能的研究领域和多元智能的各个方面联系起来介绍给学生。这种

别出心裁的类比介绍，不仅使学生初步了解了人类本身的智能，也使他们比较容易理解人工智能的研究领域，对人工智能和人类智

能的联系和区别有了清楚地认识。