1、1初 识 进 人 工 智 能信息的智能化加工教学设计湖北省黄冈市三里畈高级中学 何光明【一、设计思想】教育部颁发的普通高中技术课程标准指出“人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一，它在求解策略和处理手段上具有独到之处” 。并要求学生“通过部分智能信息工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值” 。电脑作为一种智能工具，是人类大脑的延伸。 “人工智能”相关知识内容，无论是基础的必修部分还是选修内容，都有着非常重要的地位和作用。充分重视这部分内容的教学，可以让学生体验信息技术如何影响和改变我们的生活、学习和工作。可以说这部分内容是信息技术教学的“点睛之笔” 。作者基于对课程标准这
2、样的理解，作此教学设计，经新课改实验，整理成文抛砖引玉，希望得到同仁的指点和斧正。整个属于“信息技术基础”部分，大约需要 1 到 2 课时。“走进人工智能”这一课，内容基于教科版信息技术基础第三章第三节“信息的智能化加工”部分，主要包含两块内容：揭开人工智能神秘的面纱和利用人工智能技术加工信息。根据本节内容和本人的一些思考，结合高一年纪学生的认知结构和认知能力，在进行教学设计时考虑到主要为学生提供更多体验和了解人工智能技术的机会，同时能思考和客观对待人工智能技术对人类社会的影响，这样既丰富了学生对前沿科技的认识，也能培养学生独立而健康的科学观和发展观。【二、教学目标】知识与技能目标：了解人工智
3、能技术的发展和原理；初步接触人工智能技术在社会消费、生活中的一些运用；过程与方法目标：在体验智能信息工具软件的进程中，了解其基本任务原理，了解其实践运用价值，提高对人工智能的认识，及其对我们日常生活的影响；情感态度与价值观目标:通过感受人工智能的魅力，拓展到让机器为我们解决实际问题，激发学生对人工智能学科的浓厚兴趣。通过对人工智能未来发展的展望，使学生看到人工智能广阔的发展前景，并对未来社会产生大胆假想，拓展学生的思维。 【三、教学内容及重点、难点】教学内容：信息的智能化加工作为信息加工的一种类型，是本章内容重要组成部分。本节主要包括两个部分揭开人工智能的神秘面纱和利用人工智能技术加工信息。教
4、学重点：对人工智能的初步了解及体验。教学难点：如何客观认识人工智能技术的发展对人类社会的影响，树立正确的科学2技术应用观。【四、教学媒体选择】网络机房、多媒体教学系统、多媒体课件、智能工具软件（五子棋、金山快译等） 、影片视频片段。【五、教学过程】（一） 创设情境导入新课教师活动：1 播放视频：电影人工智能的精彩预告片2 提问：你们看明白了吗？3 投影：人工智能的剧情图片4 提问：你们看明白了吗？5 设疑：通过这堂课的学习你将明白提问：1、什么是智能？2、什么是人工智能？判断人工智能的条件是什么？学生活动：观看视频阅读课本、分析思考、回答问题设计意图：引发学生的兴趣和热情。给同学新奇感，顺利过
5、渡到新课。老师：计算机天生就能听懂人类的语言吗？肯定不能，这种能力是人赋予它的，是人工的智能。计算机能听懂人类的语言是模拟了人的听的智能，什么是人工智能呢？计算机是否也可以模拟人其它的智能呢？比如看、说、思考、行为等等。大家是如何理解人工智能的？请用自己的语言来描述人工智能。学生回答（二）初识人工智能学生：用自己的语言描述人工智能，产生对人工智能的模糊认识。老师：人工智能是对人的智能的模拟，包括听、说、看、理解、思考、动作等的智能。老师：人工智能在实际生活应用中非常广泛，大家能不能举举我们学习和生活中的例子？老师提示：比如模拟人看的智能的产品（扫描仪、手写板等） ，模拟人听的智能的产品（能语音
6、识别的手机等） ，比如模拟人能思考的产品（人机对弈等） ，模拟人行为动作的产品（机器人） （ 教学 BLOG 网站给出提示图）老师引导：人之所以具有智能，是因为人能够接受获取信息思考处理信息给出思考的结果。人工智能实质是对人的思维机理的模拟。设计意图让学生用自己的语言描述，培养学生的自我学习、总结的能力3让学生对人工智能的应用领域有简单的了解（三）合作体验教师活动：为了让大家更好地了解人工智能，我们让大家亲身体验一下人工智能的魅力。将学生分成四组，每组完成一个体验任务，任务完成后，每组转播一个同学的屏幕与其他同学交流体验的过程和方法。安排如下表：组别 任务 文件夹一 体验活动一 活动一二 体验
7、活动二 活动二三 体验活动三 活动三四 体验活动四 活动四组内成员分工合作，各组之间开展竞赛要求：每个同学完成各自小组的活动后，做后面活动问题，把结果做在老师的新浪BLOG 调查问卷提交完成学生活动：分组活动，合作体验设计意图：让学生实际体验人工智能体验活动一：随“机”应变与机器人进行交流用英文与“ALICE”进行交流，用中文与小 i 机器人进行交流（每个人根据自己的技术基础和兴趣灵活选择） 1 在线交流 “ALICE”：http:/ i”：http:/ i 机器人桌面版”: XiaoiRobot_Install.exe或直接运行文件：美眉机器人.swf3 参考信息：与“ALICE“交流可参考
8、的问题1. Whats your name? 2. Are you a girl? 3. How old are you? 4. Where are you from?45. Are you beautiful? 6. Whats the color of your eyes? 7. Do you have friends? 8. Do you have parents? 9. Whats the color of your hair? 10.Whats your favorite song?11. Do you feel hurt? 12.Whats the film you like mo
9、st? 13.Can you sing a song? 14.Do you have heart beat?15.What do you like to eat? 16.Do you know what is artificial intelligence?与“小 i“交流可参考的问题1你叫什么名字？2。 你在哪出生？3 你今年几岁了？4。学习是什么？5. 什么是人工智能？6.你最擅长回答什么问题？活动问题：请同学们根据自己的对话分析一下，为什么 ALICE 或小 i 机器人回答问题有时会答对，有时会答经常答非所问，原因可能出现在哪些方面？ 你认为它们通过什么方式来理解我们的语言并作出回答的？
10、设计意图: 与机器人交流，体验自然语言处理体验活动二：“棋”乐无穷与计算机博弈搜索并欣赏视频：1997“更深的蓝”究竟战胜卡斯帕罗夫计算机博弈很早就进入了我们的学习和生活中，如国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋等，“更深的蓝”则是其中的杰出代表。卡斯帕罗夫不行，不代表我不行，lets go!打开“活动 2”文件夹，找到自己喜爱的棋类，选择相应的子文件夹，运行软件。1打开“五子棋”：2. 打开“中国象棋”，与计算机博弈。3. 打开“围棋”，与计算机博弈。4打开“暗棋版军旗”，与计算机博弈。活动问题：人工智能在不同棋类的推理能力有什么特点？5设计意图:与计算机博弈，体验博弈的乐趣。体验活动三：各“试
11、”各“样”模式识别打开“活动 3”文件夹，用 WORD 或记事本或直接打开文件“人工智能.txt”，利用下面的工具软件完成参考信息的录入、识别 1使用软件“慧视小灵鼠”，打开文件慧视小灵鼠.exe 实现鼠标手写录入2使用搜狗拼音输入法 6.0 的手定输入 http:/ ZtSound.exe 实现语音朗读参考信息：电影人工智能精 彩 对 白 （ 分 别 有 英 汉 两 种 语 言 录 入 ）David: Is it a game? 大 卫 ： 这 是 一 个 游 戏 吗 ？ Monica: Yes. 莫 尼 卡 ： 是 的 。 Monica: You wont understand the r
12、easons but I have to leave you here. 莫 尼 卡 ： 你 不 会 明 白 的 ， 但 是 我 不 得 不 把 你 留 在 这 儿 。 David: Is it a game? 大 卫 ： 这 是 一 个 游 戏 吗 ？ Monica: No. 莫 尼 卡 ： 不 。 David: When will you come back for me? 大 卫 ： 你 什 么 时 候 会 回 来 ？ Monica: Im not, David. Youll have to be here by yourself. 莫 尼 卡 ： 我 不 会 回 来 ， 大 卫 。 你
13、 将 独 自 留 在 这 儿 。 David: Alone? 大 卫 ： 一 个 人 ？活动问题：平时在日常生活或者影视当中见过哪些识别技术?OCR 识别中比较哪种文字识别率更高？为什么？阿拉伯数字，英文字母、标点符号能识别吗？影响识别率高低的主要因素是什么？设计意图: 体验图像识别和文字识别6体验活动四：“译”来“译”出机器翻译在下面两个地址中任选其一登陆网站，将给出的若干句子进行英汉互译。在翻译的过程中，尝试将机器翻译成的目标语言再作为源语言进行翻译，还可以尝试输入一些口语、俗语进行翻译，体会其翻译能力。“金山爱词霸在线翻译”：http:/ 在线翻译”： http:/ “Google 在线
14、翻译”：http:/translate.go ( Tiangong-1 ) is Chinas first aircraft in September 29, 2011 3, twenty-one sixteen seconds at the Jiuquan satellite launch center, for a total length of 10.4 meters, a maximum diameter of 3.35 meters, from the experimental class and resource class. It marked the launch of Ch
15、ina entered the Aerospace China“ three paces go“ the strategy of second phase second step. According to the plan, the Shenzhou eight spacecraft, Shenzhou nine, the Shenzhou ten spacecraft will be in two years in turn with the Tiangong-1 complete no or someone rendezvous docking mission, and the esta
16、blishment of Chinas first space laboratory. In October 10, 2011, Tencent Tiangong-1 micro-blog issued the first photo of himself.活动问题：机器翻译与人工翻译相比有什么区别？设计意图:体验机器翻译（四）交流分享体验活动转播学生屏幕与其他同学交流，学生讲解体验过程。71 组同学演示时提问：有没有觉得类似于使用 QQ 与你的朋友聊天，觉得她够聪明吗？ 2 组同学演示时提问：觉得计算机聪明吗，你有没有取得胜利？3 组同学演示时补充：文字识别大家都不陌生，它属于人工智能中模式
17、识别范畴，模式识别类似一个人，它的存储信号中没有的东西它不认识，有的东西才认识。比如在使用汉字识别软件进行识别时汉字能识别，英文则不能识别。4 组同学演示时提问：能不能成为你的翻译助手，能不能取代英语老师？师：通过刚才的体验，我们感受到人工智能产品的智能程度好像不太相同，如何来判断它是否具有智能呢？投影：图灵测试（五）学习人工智能研究与应用范畴老师：人工智能的研究与应用领域非常广泛，不仅仅只有我们体验过的，人工智能主要分为哪些研究和应用领域呢？ 师：请大家用 5 分钟时间参考学习网站：老师的新浪 Blog 中相关资料，了解人工智能的研究和应用领域。看完后我们一起来归纳一下，完成连线匹配。学生活
18、动：学习相关资料，思考完成地在“问卷星”http:/ 高中生初识人工智能课程小调查。设计意图:采用自学的方式，培养学生的自主学习能力。利用“问卷星”网络调查的方式强化，帮助学生巩固所学知识。老师也可以实时查看学生做的效果。师生共同分析 http:/ 的结果（六）课堂小结，未来畅想师：通过刚才的活动体验与资料学习，我们已经对人工智能有了一定的了解，目前的人工智能还不能实现完全替代人的智能，以后的情形会是什么样的呢？很多的电影中有描述人工智能前景的，比如人工智能 、 黑客帝国 、 机械公敌等等，下面我们就一起来看看电影人工智能的片段，看看电影中的人工智能的未来，最后也请大家自己设想一下你心中未来的
19、人工智能，在 QQ 微博中发表自己的观点。生：围绕两个问题在 QQ 微博中发表自己的畅想。问题 1：未来你心中的人工智能是什么样的？问题 2：未来人工智能会战胜人类么？教师展示学生在 QQ 微博中发表的畅想师：未来究竟是什么样，没有答案。只要我们敢想、只要我们积极去创造，也许一切皆8有可能，未来在我们大家的手中，我们一起努力。谢谢大家！设计意图：进一步激发学生的学习兴趣，培养学生的想象力。【六、教学反思】说实话，在一节课的时间里，想把人工智能技术这样的前沿科技描述得多么深入是不可能的，但是怎样激发学生的学习兴趣我觉得可以从两个方面入手，一个是从知识层面入手，让学生产生求知欲和探索欲，拥有破解迷雾的动力和勇气；而另一个方面则是从情感层面入手，去探讨分析其存在的价值和意义，去思考其对人类社会带来的新问题和新考验，本节课从这两方面同时入手，不仅仅研究技术本身，更引发学生对自身和未来的思考与探索，通过本节课希望能将信息技术课堂变得更加人文化，更加具有思想的深度和广度，当然在具体实践的过程中，任然有许多值得思考和完善的地方，需要我更努力的去提升自身。
