人工智能技术及应用 第2版 教案1.4 三大学派

《三大学派》教案课程名称人工智能技术及应用课题三大学派班级：授课时间2025.3.1授课时数0.5地点：教材分析内容分析本节课的内容主要围绕人工智能的三大学派展开，包括符号主义、联结主义和行为主义。教材首先介绍了每个学派的基本理念和主要成就，然后详细讲解了每个学派的代表性技术和应用，以及它们在人工智能发展中的地位和影响。通过这些内容，学生可以全面了解人工智能的不同学派，理解它们的理论基础和技术特点，为后续学习打下坚实的基础。学情分析本课程面向的是职业院校的学生，他们对新技术有较高的兴趣和好奇心，但对人工智能的不同学派了解较少。学生普遍对计算机和互联网有一定的使用经验，这为本节课的学习提供了良好的基础。然而，由于学生的技术背景参差不齐，部分学生可能对技术细节理解较为困难。因此，教学过程中需要注重实例的讲解和互动，通过实际案例和讨论，帮助学生更好地理解和掌握人工智能的三大学派。课时教学目标知识目标1.了解人工智能的三大学派：符号主义、联结主义和行为主义。2.掌握每个学派的基本理念和主要成就。3.理解每个学派的代表性技术和应用。4.了解三大学派在人工智能发展中的地位和影响。能力目标1.能够区分和描述人工智能的三大学派。2.能够分析每个学派的特点和应用。3.能够通过实际案例理解人工智能的不同学派。素质目标1.培养对新技术的兴趣和好奇心。2.提高团队合作和沟通能力。思政目标1.增强对科技进步和社会发展的认识。2.培养科学精神和创新意识。教学重点、难点教学重点1.人工智能的三大学派：符号主义、联结主义和行为主义。2.每个学派的基本理念和主要成就。3.每个学派的代表性技术和应用。4.三大学派在人工智能发展中的地位和影响。教学难点1.如何通过具体实例帮助学生理解抽象的人工智能学派概念。2.如何引导学生在讨论中发现和解决问题。3.如何激发学生对人工智能技术的兴趣和探索欲望。教学策略设计思路1.采用议题式教学法，通过讨论和互动，激发学生对人工智能的兴趣。2.利用情境探究法，通过具体的应用场景，帮助学生理解抽象的概念。3.采用合作探究法，组织学生分组讨论和操作，提高团队合作能力。4.通过讲授法，系统讲解人工智能的三大学派。5.使用多媒体教学手段，展示人工智能应用的视频和图片，增加教学的直观性和趣味性。6.通过实际案例，帮助学生理解人工智能的不同学派。教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图教学与信息化手段课前预习任务1.发布预习任务，要求学生提前阅读教材中的相关内容。2.提供预习资料，包括人工智能的三大学派及其基本理念。3.布置预习思考题，如“符号主义、联结主义和行为主义的主要区别是什么？它们各自的代表性技术是什么？”1.完成预习任务，阅读教材内容。2.回答预习思考题，记录疑惑点。3.准备课堂讨论的问题。通过预习任务，帮助学生提前了解课程内容，为课堂学习打下基础。提供电子版预习资料，使用在线学习平台发布任务。准备教学资源1.收集并整理人工智能三大学派的相关案例和应用。2.制作PPT课件，包含人工智能的三大学派及其特点。3.准备多媒体教学资源，如视频和图片。4.准备讨论题和分组讨论的任务。1.预习教材内容，了解课程安排。2.准备课堂所需的设备，如笔记本电脑和投影仪。确保教学资源的充分准备，提高课堂教学的效率和效果。使用多媒体教学设备，准备电子课件和教学视频。课中导入新课1.通过提问引出课程主题，如“你们知道人工智能的三大学派吗？它们分别是哪些？”2.展示人工智能三大学派的图片，激发学生的好奇心。3.简要介绍本节课的学习目标和主要内容。1.积极回答教师的提问，分享自己对人工智能三大学派的认识。2.观看图片，思考人工智能的不同学派。3.了解本节课的学习目标和主要内容。通过导入环节，激发学生的学习兴趣，明确本节课的学习目标。使用多媒体设备展示图片和视频。讲解符号主义1.详细讲解符号主义的基本理念，包括物理符号系统和专家系统的成就。2.通过具体实例，如自行车的认知，帮助学生理解符号主义的应用。3.讨论符号主义的优点和局限性。4.通过提问和讨论，检查学生的理解情况。1.认真听讲，记录重点内容。2.积极参与提问和讨论，提出自己的看法和疑问。3.思考符号主义的应用和挑战。通过系统讲解，帮助学生全面了解符号主义的基本理念和应用。使用PPT课件展示知识点，结合视频和图片增加教学的直观性。讲解联结主义1.详细讲解联结主义的基本理念，包括脑结构与脑功能的研究和人工神经网络的成就。2.通过具体实例，如感知机和深度学习，帮助学生理解联结主义的应用。3.讨论联结主义的优点和局限性。4.通过提问和讨论，检查学生的理解情况。1.认真听讲，记录重点内容。2.积极参与提问和讨论，提出自己的看法和疑问。3.思考联结主义的应用和挑战。通过系统讲解，帮助学生全面了解联结主义的基本理念和应用。使用PPT课件展示知识点，结合视频和图片增加教学的直观性。讲解行为主义1.详细讲解行为主义的基本理念，包括控制论和感知-动作型控制系统。2.通过具体实例，如机器虫，帮助学生理解行为主义的应用。3.讨论行为主义的优点和局限性。4.通过提问和讨论，检查学生的理解情况。1.认真听讲，记录重点内容。2.积极参与提问和讨论，提出自己的看法和疑问。3.思考行为主义的应用和挑战。通过系统讲解，帮助学生全面了解行为主义的基本理念和应用。使用PPT课件展示知识点，结合视频和图片增加教学的直观性。总结与反馈1.汇总学生在讨论中提出的问题，进行集中解答。2.对本节课的主要内容进行总结，强调重点和难点。3.鼓励学生提问，解答他们的疑问。4.布置课后作业，要求学生撰写一篇关于人工智能三大学派的短文。5.预告下节课的内容，激发学生的学习兴趣。1.积极参与问题讨论，巩固学习成果。2.认真听讲，记录总结内容。3.提出课后作业中的问题，寻求帮助。4.了解下节课的内容，做好预习准备。通过总结和反馈，帮助学生巩固本节课的知识，为后续学习打下基础。使用多媒体设备展示总结内容，提供课后作业模板。课后课后作业1.要求学生撰写一篇关于人工智能三大学派的短文，不少于300字。2.提供写作指南，包括文章结构、写作要点等。3.布置拓展阅读任务，推荐相关书籍和文章。1.完成课后作业，撰写短文。2.阅读推荐的书籍和文章，拓展知识面。3.准备下节课的预习任务。通过课后作业，巩固学生对本节课知识的理解，培养学生的写作能力和自主学习能力。提供电子版写作指南和推荐阅读材料，使用在线学习平台发布任务。板书设计1.符号主义的基本理念和主要成就符号主义主要成就代表是20世纪的专家系统。在符号主义看来，机器遵从基本的物理学定律，人也是物理符号系统，自然可以用机器来模拟人的智能。主要还是因为人的认知就是一类符号事物，比如一系列有形或者无形的事物都可以用特定的语言去表达，说白了人工智能问题就是如何表示的问题？2.联结主义的基本理念和主要成就联结主义是对脑结构与脑功能的研究具象化，主要成就是人工神经网络。20世纪50年代末，感知机（perceptron）的出现，使得连接主义出现第一次热潮。随后的20年内，感知机技术得到广泛应用，越来越多的人开始认可感知机，并加大了连接主义学派下人工智能的研究。4.行为主义的基本理念和主要成就行为主义，又称进化主义或控制论学派，其原理为控制论及感知-动作型控制系统。行为主义的贡献是机器人控制系统，奠基人是布鲁克斯。行为主义采用的是行为模拟方法，其代表性成果是布鲁克斯研制的机器虫（见图1.15）。布鲁克斯认为，要求机器人像人一样去思维太困难了，但可以先做一个机器虫，由机器虫慢慢进化，或许可以做出机器人。布鲁克斯成功研制了一个六足行走的机器虫实验系统。这个机器虫虽然不具有像人那样的推理、规划能力，但其应付复杂环境的能力却大大超过了原有的机器人，能够实现在自然环境下的灵活漫游。1991年8月，布鲁克斯发表了“没有推理的智能”的论文，对传统人工智能进行了批评和否定，提出了基于行为（进化）的人工智能新途径，从而在国际人工智能界形成了行为主义这个新的学派。5.课后作业要求教学评价1.教学分析：教学内容的选取符合学生的认知水平，教学内容恰当，涵盖了人工智能的三大学派及其基本理念和应用。2.教学目标确定：多数学生能够掌握人工智能的三大学派及其特点，能够分析每个学派的优点和局限性。3.教学策略：采用议题式教学法、情境探究法和合作探究法，激发学生的学习兴趣，促进学生进一步提高主动学习的能力、思辨能力、分析能力、动手能力。使用多媒体教学手段，有助于突破教学重点，易于学生掌握复杂知识的学习规律，形成解决问题的思路与有效方法。4.教学特色：通过实际案例和讨论，将学生置于高度接近现实的虚拟环境中，学习效果明显提升。教学反思教学创新1.通过实际案例和讨论，将抽象的人工智能学派概念具体化，提高了学生的学习兴趣和参与度。2.采用多媒体教学手段，使教