人工智能与社会电子教案 第一章 人工智能简介 第1节教案

教案课程名称：人工智能与社会授课专业、班级：202X级XX专业开课院部：授课教师：XX授课时间：学年第2学期单元教案第1章：什么是人工智能第1节：人工智能概述授课时数：2教学目标：一、知识目标1.学生能够理解人工智能的基本概念，明确其研究领域和范围。2.掌握人工智能发展历程中的关键事件和里程碑。二、能力目标1.能够运用人工智能的定义解释相关现象，培养逻辑分析和表达能力。2.培养学生查找资料、整理信息的能力，以及对人工智能领域前沿动态的关注。三、情感目标1.激发学生对人工智能技术的兴趣和好奇心，培养探索未知的热情。2.培养学生对于科技进步改变生活的积极态度。教学重点和难点：一、教学重点人工智能的定义、涵盖领域及发展历程。二、教学难点人工智能的定义、涵盖领域及发展历程。课程思政教学内容：结合人工智能技术的发展历程，引导学生理解科技进步对于国家竞争力的重要性，培养学生的爱国情怀和民族自豪感。教学方法：讲授法：教师讲解人工智能的基本概念、发展历程。讨论法：组织学生讨论人工智能在日常生活中的应用，激发学生的思考。案例分析法：通过分析具体的人工智能应用案例，加深学生对人工智能的理解。教学内容：1.1.1人工智能的基本概念1.人工智能人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。1.1.2人工智能的特征1.服务提供：计算与数据从根本上说，人工智能系统必须以人为本，这些系统是人类设计出的机器，按照人类设定的程序逻辑或软件算法通过人类发明的芯片等硬件载体来运行或工作，其本质体现为计算，通过对数据的采集、加工、处理、分析和挖掘，形成有价值的信息流和知识模型，来为人类提供延伸人类能力的服务，来实现对人类期望的一些“智能行为”的模拟，在理想情况下必须体现服务人类的特点。在生活中，人工智能的相关商品已经从单一的智能转向集成功能的产品开发，这是市场占有的关键，也是激烈竞争的焦点。比如我们的手机，集成了音频、视频、语言识别、照相、图象处理等多种功能，手机已经取代了许多种产品而独占鳌头，多功能可穿戴设备、具有超强战斗能力的机器人也相继出现。就是说综合性能产品的开发，将为社会提供更加便捷舒适的服务。智能化：人机交互人工智能系统应能借助传感器等器件产生对外界环境（包括人类）进行感知的能力，可以像人一样通过听觉、视觉、嗅觉、触觉等接收来自环境的各种信息，对外界输入产生文字、语音、表情、动作（控制执行机构）等必要的反应，甚至影响到环境或人类。借助于按钮、键盘、鼠标、屏幕、手势、体态、表情、力反馈、虚拟现实/增强现实等方式，人与机器间可以产生交互与互动，使机器设备越来越“理解”人类乃至与人类共同协作、优势互补。这样，人工智能系统能够帮助人类做人类不擅长、不喜欢但机器能够完成的工作，而人类则适合于去做更需要创造性、洞察力、想象力、灵活性、多变性乃至用心领悟或需要感情的一些工作。学习型：自我演化人工智能系统在理想情况下应具有一定的自适应特性和学习能力，即具有一定的随环境、数据或任务变化而自适应调节参数或更新优化模型的能力；并且，能够在此基础上通过与云、端、人、物越来越广泛深入数字化连接扩展，实现机器客体乃至人类主体的演化迭代，以使系统具有适应性、灵活性、扩展性，来应对不断变化的现实环境，从而使人工智能系统在各行各业产生丰富的应用。1.1.3人工智能的学派符号主义符号主义的代表人物是Simon与Newell，他们提出了物理符号系统假设，即只要在符号计算上实现了相应的功能，那么在现实世界就实现了对应的功能，这是智能的充分必要条件。因此，符号主义认为，只要在机器上是正确的，现实世界就是正确的。说得更通俗一点，指名对了，指物自然正确。哲学上，关于物理符号系统假设也有一个著名的思想实验——图灵测试。图灵测试要解决的问题就是如何判断一台机器是否具有智能。2.连接主义连接主义认为大脑是一切智能的基础，主要关注于大脑神经元及其连接机制，试图发现大脑的结构及其处理信息的机制、揭示人类智能的本质机理，进而在机器上实现相应的模拟。前面已经指出知识是智能的基础，而概念是知识的基本单元，因此连接主义实际上主要关注于概念的心智表示以及如何在计算机上实现其心智表示，这对应着概念的指心功能。2016年发表在Nature上的一篇学术论文揭示了大脑语义地图的存在性，文章指出概念都可以在每个脑区找到对应的表示区，确确实实概念的心智表示是存在的。因此，连接主义也有其坚实的物理基础。连接主义学派的早期代表人物有麦克洛克、皮茨、霍普菲尔德等。按照这条路，连接主义认为可以实现完全的人工智能。对此，哲学家普特南设计了著名的“缸中之脑实验”。3.行为主义行为主义假设智能取决于感知和行动，不需要知识、表示和推理，只需要将智能行为表现出来就好，即只要能实现指物功能就可以认为具有智能了。这一学派的早期代表作是Brooks的六足爬行机器人。课后拓展练习：分享自己对人工智能的看法和展望教学总结：本节课通过系统讲