《初識(shí)人工智能》教學(xué)案例

作者：夏燕萍

單位：無(wú)錫市第一中學(xué)214031

emai1：

一、案例背景信息

1.模塊：高中信息技術(shù)必修模塊《信息技術(shù)基礎(chǔ)》

2.年級(jí)：高中一年級(jí)

3.所用教材章節(jié)：中國(guó)地圖版教材第四單元第四節(jié)

4.學(xué)時(shí)數(shù)：2

5.學(xué)校狀況：我校信息技術(shù)課在多媒體網(wǎng)絡(luò)教室進(jìn)行。教室內(nèi)有一臺(tái)教師機(jī)，一臺(tái)效勞器和五十六臺(tái)學(xué)生機(jī)，通過(guò)百兆交換機(jī)組

建成星型局域網(wǎng)。學(xué)生可以通過(guò)局域網(wǎng)訪問(wèn)教師自主開(kāi)發(fā)的信息技術(shù)學(xué)習(xí)網(wǎng)站，了解學(xué)習(xí)內(nèi)容、獲取學(xué)習(xí)資源、記錄學(xué)習(xí)感受、提

交學(xué)習(xí)成果。教師可以通過(guò)大扉幕投影儀創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，進(jìn)行必要的集體講解和演示操作。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

（-）教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能

1、理解人工智能技術(shù)的含義和研究目的；

2,了解人工智能的開(kāi)展歷程及歷史人物?

3、熟悉人工智能的研究領(lǐng)域，如機(jī)器證嚨、模式識(shí)別、機(jī)器翻譯、人機(jī)博弈、智能機(jī)器人等：

4、能夠列舉出人工智能技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)、生活中的一些應(yīng)用實(shí)例。

過(guò)程與方法

1、通過(guò)學(xué)習(xí)活動(dòng)，了解光學(xué)字符識(shí)別和手寫輸入識(shí)別軟件的使用方法：

2、通過(guò)具體實(shí)踐，學(xué)會(huì)使用金山全文翻譯軟件進(jìn)行英漢翻譯：

3、在人機(jī)博弈的過(guò)程中了解機(jī)器博弈的原理和方法。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能學(xué)科的濃厚興趣；

2、認(rèn)識(shí)到人類智能和機(jī)耕智能之間的區(qū)別和聯(lián)系；

3、通過(guò)介紹中國(guó)及華裔科學(xué)家在人工智能領(lǐng)域的杰出奉獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感；

4、體會(huì)到人工智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)正確的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀：

5、學(xué)會(huì)獨(dú)立地、辨證地思考問(wèn)題，提高科學(xué)素養(yǎng)。

（二）內(nèi)容分析

1、本節(jié)的地位和作用

本節(jié)是中國(guó)地圖出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《信息技術(shù)基礎(chǔ)》（必修）中的第四單元第四節(jié)。在前一節(jié)《嘗試開(kāi)發(fā)技

巧》中，教材通過(guò)分析網(wǎng)頁(yè)特效程序，簡(jiǎn)單介紹了程序設(shè)計(jì)的三種根本結(jié)構(gòu)。本節(jié)在前面的基礎(chǔ)上，介紹了人工智能的相美內(nèi)容，

是在信息編程加工基礎(chǔ)上的一種提升，能開(kāi)闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣，也為選修模塊《人工智能初步》的開(kāi)設(shè)作

了有益的鋪墊。

2、本節(jié)的主要內(nèi)容

本節(jié)的內(nèi)容包括：人工智能的概念、研究目的和開(kāi)展歷程，人工智能的研究領(lǐng)域（如自然語(yǔ)言處理、模式識(shí)別、人機(jī)博弈、智能機(jī)

器人等）。通過(guò)學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，不僅要讓學(xué)生掌握有關(guān)人工智能的知識(shí)性內(nèi)容，更重要的是讓他們體驗(yàn)人工智能技術(shù)給社會(huì)生活各

方面帶來(lái)的影響，激發(fā)他們對(duì)人工智能的學(xué)習(xí)興趣。

3、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

教學(xué)重點(diǎn)：體驗(yàn)人工智能的獨(dú)特魅力，了解其應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)用價(jià)值。

教學(xué)難點(diǎn)：辨證看待人工智能和人類智能的區(qū)別和聯(lián)系，客觀認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響。

（三）學(xué)生分析

在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生對(duì)人工智能的了解可能僅僅是科幻片中的智能機(jī)器人，如《人工智能》、《機(jī)械公敵》、《終結(jié)者》等電影

中的機(jī)器人。他們受到科幻片情節(jié)的影響，往往認(rèn)為在未來(lái)機(jī)器人的智能將會(huì)超越人類智能，成為人類的“機(jī)械公敵”。

高一學(xué)生已經(jīng)具有獨(dú)立的意識(shí)和傾向，上課時(shí)不喜歡教師過(guò)多的講授，希望有獨(dú)立思考和探索的時(shí)間。而且，他們有較明顯的學(xué)習(xí)

自證件和一定的自學(xué)能力,經(jīng)過(guò)入學(xué)后的知期學(xué)習(xí)，就能適應(yīng)基T?專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站的白，學(xué)習(xí)方式。因此，教師可以將學(xué)習(xí)內(nèi)容做成

教學(xué)網(wǎng)站供學(xué)牛.訪問(wèn)，開(kāi)展教師引領(lǐng)、學(xué)生自主的課堂教學(xué)活動(dòng)。

（四）教學(xué)策略設(shè)計(jì)

1.教學(xué)方法設(shè)計(jì)

依托學(xué)習(xí)網(wǎng)站展開(kāi)教學(xué)，安排學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，提供工具軟件及其技術(shù)支持，介紹拓展內(nèi)容。教師對(duì)人工智能的含義、人工智能與人

類智能的關(guān)系等內(nèi)容進(jìn)行必要的講解：對(duì)人工智能的開(kāi)展過(guò)程、人工智能領(lǐng)域中著名的科學(xué)家、機(jī)器證明等內(nèi)容提供了拓展資源供

學(xué)生瀏覽；在自然語(yǔ)言處理、模式識(shí)別、人機(jī)博弈這三個(gè)領(lǐng)域安排r實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)網(wǎng)站安排實(shí)踐過(guò)程，提供軟件下載和軟件使用

的技術(shù)支持，教師對(duì)關(guān)健步驟進(jìn)行演示操作。

2.關(guān)于教學(xué)流程和教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)思路

從“深藍(lán)”戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫引入課題，首先介紹人工智能的概念，研究領(lǐng)域、開(kāi)展歷程以及在人匚智能開(kāi)展中作出杰出奉獻(xiàn)的科學(xué)

家，然后通過(guò)對(duì)機(jī)器證明、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、人機(jī)博弈、智能機(jī)器人等各個(gè)研究領(lǐng)域的深入探討和學(xué)習(xí)實(shí)踐，啟發(fā)學(xué)生思

考、分析和認(rèn)識(shí)人工智能的應(yīng)用價(jià)值及其對(duì)社會(huì)生活各方面的即響。

三、教學(xué)過(guò)程

步道教師括功學(xué)生活動(dòng)資源

升貂1訓(xùn)1公司的“深發(fā)”和國(guó)際象供世界冠軍卡斯帕羅夫演示文

導(dǎo)入的比賽恬境，提出問(wèn)題：“電腦戰(zhàn)勝的是一個(gè)人，還是整閱讀學(xué)習(xí)網(wǎng)站-“人工智能傳奇”稿、網(wǎng)站-

'i、人類的鈔盲艮"布腸由源

（一）、走近人工智能

1、什么是人工智能？

2、“人工智能”是如何誕生的？瀏覽網(wǎng)站-導(dǎo)言，回答問(wèn)題：

解釋圖靈惻試，介招圉靈、圖靈獎(jiǎng)和麥卡錫?1、人工智能就是利用計(jì)算機(jī)來(lái)

3、人類智能的實(shí)質(zhì)是什么？模擬或英覬人類智能。

通過(guò)圖解人類的多元智能，將人工智能的講究領(lǐng)域與人類2s英哪1字景阿蘭?圖靈的“圖演示文稿

智^進(jìn)行聯(lián)系和比較。如：靈測(cè)試”首先涉及人工智能，被網(wǎng)站-導(dǎo)

機(jī)器證明、符號(hào)運(yùn)算一一數(shù)學(xué)邏輯智能譽(yù)為“人工督朝之父”。達(dá)特莫言

自然語(yǔ)言處理一一語(yǔ)言文字智能斯會(huì)議上.正式提出了“?人工智

模式識(shí)別一一自然觀冢智能鋁”。

博穿一一視覺(jué)空間智能4、讓計(jì)苴機(jī)驚人徉忠考，

智^機(jī)器人一一某些智能的俎合

竽

4、提問(wèn)：入_L智能的晚允;E的丫

仁）、人工智能的研戈領(lǐng)域?yàn)g覽網(wǎng)站-實(shí)踐活動(dòng)和技術(shù)支持演示文稿

課

指導(dǎo)學(xué)生瀏覽"實(shí)踐活動(dòng)”、“技術(shù)支持”網(wǎng)頁(yè)網(wǎng)頁(yè)，依汝進(jìn)行學(xué)習(xí)實(shí)踐：網(wǎng)站

時(shí)

1、機(jī)器證明：介貂郭國(guó)科學(xué)家在機(jī)器證明領(lǐng)域的重要貢1、了解王潔、吳立俊兩位科學(xué)

獻(xiàn)，如王浩、吳文俊等。家在機(jī)器證明領(lǐng)域的杰出或獻(xiàn)；

1S下裁尚書匕勺軟件對(duì)老師提

新2、模式識(shí)別：比類技術(shù)的目標(biāo)是利用計(jì)菖機(jī)來(lái)模擬人的

供的圖:C一名中學(xué)生與機(jī)器人

深各可識(shí)3U能力?包括對(duì)文字、聲音、圖治國(guó)限人物和

艾麗絲的聊天對(duì)話）進(jìn)行識(shí)別，

物體等進(jìn)行自幻識(shí)別。

了解識(shí)別過(guò)程及中英文的識(shí)別

口）光學(xué)了苻識(shí)別cUUK墳穴、；演示識(shí)ZJ方法；演示文稿

效果；

（2）光學(xué)條碼識(shí)別（03R技術(shù)）：介貂OBR技術(shù)在商業(yè)、物網(wǎng)站

2、能超劊超市的OBB條碼識(shí)別；

流等仃出:中的具體也月；軟件：

入下蒙蒙恬手寫盤，識(shí)別一些

（3）聯(lián)機(jī)手寫輸入：演示藪恬手寫度的使用方法，介紹手尚書七號(hào)

相似字為口，，人，八，入，，：，，日.

寫識(shí)別技木在個(gè)人數(shù)手助理和手機(jī)上的也用；鼓恬手寫

曰、月”：“春、稼泰、秦”

⑷指紋識(shí)別：辦公、金融、社會(huì)安全及家庭應(yīng)用；盤

警；

⑸語(yǔ)音識(shí)別：演示ViniowsX?中的語(yǔ)音識(shí)別功能，

4、能列舉一些指紋識(shí)別的實(shí)例；

先讓學(xué)生閱讀一舐文字，觀察識(shí)別效果：數(shù)師（課前進(jìn)行

人通過(guò)對(duì)比同學(xué)和苕1巾的語(yǔ)音

過(guò)語(yǔ)音識(shí)別訓(xùn)練）冉閱讀一盤，效果明顯好轉(zhuǎn)；

輸入效果,深入了解語(yǔ)音識(shí)別原

最后介紹語(yǔ)音識(shí)別技犬的原理，揭示效果不同的原因。

理.

3、自然語(yǔ)言處理；機(jī)器翻譯

溫千全111央諾軟件的使用方法.

講解并分析第一篇文章中的翻譯弱點(diǎn)：從學(xué)習(xí)網(wǎng)站下載安裝并使用金

a“game”翻譯成了“游戲”,應(yīng)為“戲劇”；多義詞的山快譯蒯譯兩篇英文短文（斯微

翻譯還不準(zhǔn)確；念英語(yǔ)第二冊(cè)第1課：Aprivate

b.4<Theydidnotpayanyattention?'翻譯成了“他們不conversation和第57課：Can1

支?'寸任何的注意3應(yīng)大“他（空不理會(huì)”?對(duì)常用短語(yǔ)逐helpyou,madam?對(duì)比兩篇

字進(jìn)行翻孝，結(jié)果比較生硬；文章的翻譯效果，了解機(jī)黑翻譯

湍水。搞

c.^irsroneoryourbusiness',翻譯成了“它是沒(méi)咱你的原理，回當(dāng)問(wèn)題：

網(wǎng)站

的生意”，應(yīng)為“不關(guān)倚的字，的習(xí)慣用語(yǔ)的翻譯方垓世1，多義運(yùn)的甑話要聯(lián)系上下

軟件：

確.文；

金山快譯

總誣來(lái)說(shuō)，第一篇短文的翻譯還是容易理解、比較成功的；2、對(duì)常用短語(yǔ)和習(xí)慣用語(yǔ)的翻

第二官叛立的部詳則讓人次解，倒如第一句?“Awomani￥3能還要加強(qiáng)：

inbluejeansstoodstthewindowofanexpensive3、5寸復(fù)雜句子的翻譯能刀有待

shzip.”即設(shè)成“一八女人在生仔橇中在今的商店窗戶設(shè)法；

站之J正確的翻譯如下：“一位穿著牛仔褲的g支詁在一這些問(wèn)題都要穿自然語(yǔ)言處理

家高檔商湎的福方前?！鳖I(lǐng)域的專速來(lái)研究和解法。

第提問(wèn)：比發(fā)兩卷文章的翻譯效果,你門認(rèn)為機(jī)器翻譯還需

要解決哪些間顆？靠港來(lái)解決？

課4、人機(jī)博弈：

時(shí)分行蘇聯(lián)數(shù)字家克隆羅蓋的話：、'國(guó)際象模是人J_智能的

果亮使用數(shù)均問(wèn)聯(lián)”的搜索樹(shù)解釋計(jì)復(fù)機(jī)下限的原

“8瀏覽網(wǎng)頁(yè)，了解機(jī)器四界的原

理是：用一個(gè)樹(shù)形圖來(lái)表示所有可能的棋局，根據(jù)某種策

理，下載使用歡樂(lè)五子模，對(duì)比

新略計(jì)苴歷有可能定法的身分，本敬越育代表供局越野，程

人和亂器的尤勢(shì)和捐項(xiàng)：

課序限據(jù)分?jǐn)?shù)選擇一步“上”俁.這種思考方式標(biāo)為“月發(fā)式演示文稿

1、訂算機(jī)的優(yōu)勢(shì)：運(yùn)算速度快、

搜索，網(wǎng)站

算法尤秀（算法是人類專家賦予

教訃使用歡樂(lè)五子棋，戰(zhàn)勝“言級(jí)”和“特圾”，揭示計(jì)軟件：

的、不會(huì)疾芳；弱點(diǎn)是沒(méi)有全

算術(shù)的弱點(diǎn).體現(xiàn)人類智能的土環(huán).歡樂(lè)不孑

局現(xiàn)起，蟻乏應(yīng)爻能力；

提供數(shù)據(jù):卡斯帕羅夫思考速度2步/秒，深藍(lán)2億步/秒，棋

2、人的優(yōu)勢(shì)是有經(jīng)驗(yàn)（學(xué)習(xí)能

浪沏天梭42億步/秒。

力I￡創(chuàng)造、全局觀強(qiáng)；弱點(diǎn)

提問(wèn)：人機(jī)博弈中人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)和弱項(xiàng)分別是什么？

是思考速度慢、偉力有限，

小結(jié):人不是嗡援機(jī)，而劇，了人翻陳體智君L計(jì)

尊機(jī)硬件一速度之港博弈軟件——得普之本■這兩者

5、智能機(jī)器人：

5、智能機(jī)器人：

從會(huì)逃跑的“迪克”機(jī)器人引入話題，介紹智能機(jī)器人的

應(yīng)用，智能機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出問(wèn)題“人工智能的未

來(lái)是什么丫“教師提供止反茯方面的意見(jiàn),引發(fā)學(xué)生討論.

瀏覽網(wǎng)站-拓展資源部分的“機(jī)演示文稿

正方：智能機(jī)器人是人類創(chuàng)造出來(lái)為人類服務(wù)的。人類完

器人”介紹，就教師美供正反兩網(wǎng)站-拓

全能夠駕馭它，制服它.

方面的意見(jiàn)展開(kāi)討論-展資源

反方：隨著人工智能的發(fā)展，智能機(jī)器人會(huì)進(jìn)化成高智商

的亂械群體.它們隨時(shí)會(huì)脫離人類的控制，轉(zhuǎn)化成整個(gè)人

類的“機(jī)械公敵”?

話支持正方觀點(diǎn)的同學(xué)舉手.

課堂總結(jié)：表明教師支持正方現(xiàn)點(diǎn).

1、人類和智能機(jī)器的關(guān)系：智能機(jī)器是人類創(chuàng)造的生產(chǎn)

工具，能夠代替人類的一部分智力勞動(dòng)，M工作程序最終

客觀認(rèn)或人工智能的作用，辨證

由人類控制；

總結(jié)看待人丁智能和人不智能的反漉水文稿

2、人類思維包含邏輯、形象、直覺(jué)、頓熔等方式，人突

別與聯(lián)系。

的創(chuàng)造性主要體現(xiàn)在形象、直覺(jué)、頓悟等思維中，而人工

智能迄今只會(huì)模仿人類的邏輯思雉而已，要趕上甚至超過(guò)

人類，還有很漫長(zhǎng)的一段過(guò)程，現(xiàn)在看來(lái)迅比較渺?！?/p>

四、教學(xué)反思

本課用“深藍(lán)”戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫的事例引入課題，同時(shí)也設(shè)置了問(wèn)題情境“電腦戰(zhàn)勝的是一個(gè)人，還是整個(gè)人類的智能？"來(lái)引起

學(xué)牛的注意。在講述人T智能就星利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬或土現(xiàn)人類智能D后，就拋出問(wèn)題：“什么曷人類智能呢？“。接著，教師介

紹了人類智能的最新研究成果一一多元智能理論。然后，把人工智能的研究領(lǐng)域和多元智能的各個(gè)方面聯(lián)系起來(lái)介紹給學(xué)生。這種

別出心裁的類比介紹，不僅使學(xué)生初步了解了人類本身的智能，也使他們比較容易理解人工智能的研究領(lǐng)域，對(duì)人工智能和人類智

能的聯(lián)系和區(qū)別有了清楚地認(rèn)識(shí)。