廣州職業(yè)技術(shù)大學(xué)課程教案（20—20學(xué)年第學(xué)期）課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)使用班級使用教師編制教師教研室學(xué)院編制日期廣州職業(yè)技術(shù)大學(xué)教務(wù)處制

目錄TOC\o"1-1"\h\z\u《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案1計(jì)算機(jī)與計(jì)算思維 1《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案2信息素養(yǎng)與社會(huì)責(zé)任 7《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案3信息檢索與新一代信息技術(shù) 13《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案4任務(wù)2-1編輯文檔 18《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案5任務(wù)2-2表格制作 24《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案6任務(wù)2-3批量信函制作 29《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案7任務(wù)2-4長文檔排版 34《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案8任務(wù)3-1工作表創(chuàng)建及格式化 39《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案9任務(wù)3-2數(shù)據(jù)計(jì)算 44《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案10任務(wù)3-3數(shù)據(jù)可視化 48《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案11任務(wù)3-4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 52《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案12任務(wù)4-1演示文稿創(chuàng)建與編輯 56《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案13創(chuàng)建模板演示文稿 61《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案14人工智能的前世今生 67《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案15人工智能基礎(chǔ) 73《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案16圖像識別 80《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案17人臉識別 89《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案18自然語言處理 95《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案19智能語音 110《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案20無人駕駛 120《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案21AIGC生成式大模型應(yīng)用 128

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案15一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱人工智能基礎(chǔ)教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)2教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析本單元系統(tǒng)介紹人工智能的核心概念、技術(shù)體系與應(yīng)用場景，涵蓋智能的表現(xiàn)形式、AI的三種形態(tài)（弱/強(qiáng)/超人工智能）及關(guān)鍵技術(shù)（知識表示、機(jī)器學(xué)習(xí)等）。教學(xué)中以“國家戰(zhàn)略引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新”為主線，深度解讀《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，對比中美AI技術(shù)路徑差異，通過華為“昇騰”芯片、百度飛槳框架等國產(chǎn)案例，凸顯核心技術(shù)自主可控的戰(zhàn)略意義。結(jié)合“感知-智力-體力”的智能類比模型，融入“閉關(guān)鎖國”歷史教訓(xùn)與“開放創(chuàng)新”當(dāng)代實(shí)踐的對比，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到：AI技術(shù)不僅是科技問題，更是關(guān)系國家競爭力的“國之重器”。在倫理模塊中，結(jié)合《生成式人工智能服務(wù)管理暫行辦法》，探討技術(shù)應(yīng)用的道德邊界與數(shù)據(jù)安全責(zé)任，培養(yǎng)“科技向善”的價(jià)值導(dǎo)向。核心思政融入點(diǎn)：通過“國產(chǎn)AI技術(shù)突破”案例（如寒武紀(jì)芯片），強(qiáng)化科技自立自強(qiáng)意識在智能形態(tài)討論中融入“人類命運(yùn)共同體”理念，引導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的全球責(zé)任觀以“AI助力鄉(xiāng)村振興”應(yīng)用場景，培養(yǎng)服務(wù)國家戰(zhàn)略的實(shí)踐意識介紹AI是什么？AI的主要表現(xiàn)形式。主要研究內(nèi)容有哪些？AI的典型任務(wù)。人工智能關(guān)鍵核心技術(shù)的發(fā)展，既要保護(hù)我們在人工智能方面現(xiàn)有的技術(shù)優(yōu)勢，更需要不斷發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神和工匠精神，在基礎(chǔ)關(guān)鍵核心領(lǐng)域不斷取得突破，積極投身人工智能相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用之中，為民族富強(qiáng)、國家復(fù)興而奮斗。解讀《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》政策，明確國家戰(zhàn)略導(dǎo)向；專題討論AI技術(shù)應(yīng)用的道德邊界；人工智能在“感知能力”“智力”和“體力”三個(gè)領(lǐng)域發(fā)展迅速，在部分領(lǐng)域甚至已經(jīng)遠(yuǎn)超人類，這種趨勢在將來將會(huì)愈演愈烈。1、智能的具體表現(xiàn)人的五官和肢體表面的各種傳感器代表了人的感知能力，是人類接收外界信號方式和渠道，沒有了感知就像閉關(guān)鎖國的清朝；人的大腦代表了智力，表示人類認(rèn)識、理解客觀事物并運(yùn)用知識、經(jīng)驗(yàn)等解決問題的能力，是人工智能的最核心技術(shù)；人的心臟和四肢代表了體力，這是人類各項(xiàng)能力的基礎(chǔ)，支撐著人身體的運(yùn)動(dòng)，是人影響外界的主要途徑。2、人工智能的三種形態(tài)弱人工智能、強(qiáng)人工智能和超人工智能人工智能以知識為研究中心，涉及到知識的獲取、表示、處理、分析和使用五個(gè)主要環(huán)節(jié)。人工智能中的“智能”體現(xiàn)在上述每一個(gè)環(huán)節(jié)，要求AI具備五個(gè)方面的智能：知識表示、機(jī)器感知、機(jī)器思維、機(jī)器學(xué)習(xí)與機(jī)器行為。AI應(yīng)用場景極其廣泛，小到智能燈、刷臉、空調(diào)溫度自動(dòng)調(diào)控，大到無人駕駛、載人航天、馬斯克的火箭自動(dòng)回收等。每個(gè)應(yīng)用場景都涉及三個(gè)基本問題：做什么？學(xué)什么？怎么學(xué)？學(xué)情分析知識與技能基礎(chǔ)已掌握基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)操作能力，但對人工智能核心概念（如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)）缺乏系統(tǒng)認(rèn)知；具備基本信息檢索能力但缺乏專業(yè)技術(shù)判別能力。認(rèn)知與實(shí)踐能力擅長案例分析和現(xiàn)象觀察，但技術(shù)原理理解存在困難；具備小組協(xié)作能力，但工程化實(shí)踐能力較弱學(xué)習(xí)特點(diǎn)偏好具象化案例學(xué)習(xí)，對抽象技術(shù)原理接受度較低；對新技術(shù)應(yīng)用場景興趣濃厚但系統(tǒng)學(xué)習(xí)耐力不足。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)理解人工智能概念了解人工智能基礎(chǔ)技術(shù)掌握人工智能應(yīng)用領(lǐng)域理解人工智能倫理問題能力目標(biāo)能夠深度分析人工智能倫理問題對社會(huì)發(fā)展的影響素質(zhì)目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想培養(yǎng)學(xué)生的科技倫理觀引導(dǎo)學(xué)生樹立產(chǎn)業(yè)報(bào)國志向教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)人工智能基礎(chǔ)技術(shù)人工智能應(yīng)用領(lǐng)域人工智能倫理問題處理方法1.技術(shù)可視化：使用動(dòng)畫的形式展示神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理2.場景化教學(xué)：設(shè)計(jì)"AI生活掃描"任務(wù)卡，分組調(diào)研智能家居/醫(yī)療/交通應(yīng)用3.倫理辯論：開展"AI決策權(quán)邊界"主題辯論（如自動(dòng)駕駛倫理困境）教學(xué)難點(diǎn)人工智能基礎(chǔ)技術(shù)處理方法使用類比教學(xué)法：用"感官-大腦-四肢"類比“AI感知-決策-執(zhí)行”架構(gòu)教學(xué)策略設(shè)計(jì)理念通過回顧、調(diào)查和討論等方法以小組方式討論分析存在的人工智能應(yīng)用及其引入前后帶來的各種變化，為人類工作和生活帶來的便利。三階育人模型：1.認(rèn)知層：通過中美技術(shù)對比建立科技競爭意識2.能力層：以"昇騰"芯片案例培養(yǎng)核心技術(shù)攻關(guān)思維3.價(jià)值層：結(jié)合《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)報(bào)國使命思政融合路徑：技術(shù)學(xué)習(xí)→國家戰(zhàn)略認(rèn)知→工匠精神培育→倫理責(zé)任確立教學(xué)方法與手段案例分析法：選取一些具有代表性的人工智能應(yīng)用案例，今昔對比看發(fā)展，以圖搜圖，讓搜索更簡單組織討論與辯論：組織學(xué)生分成小組，讓他們就不同階段的人工智能發(fā)展歷史進(jìn)行討論和辯論。鼓勵(lì)學(xué)生彼此分享自己的觀點(diǎn)和看法，激發(fā)思維火花，并從不同角度思考人工智能發(fā)展的歷史。視頻和多媒體展示：運(yùn)用多媒體資源，如視頻、圖片、幻燈片等來呈現(xiàn)人工智能發(fā)展歷史的重要事件和里程碑。教學(xué)資源互聯(lián)網(wǎng)上的在線教育資源，如開放式在線課程(MOOC)、網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)，多媒體投影儀教學(xué)評價(jià)采用“三維度評價(jià)量表”：技術(shù)維度（40%）：AI技術(shù)體系掌握度、國產(chǎn)案例分析能力思政維度（30%）：科技自信表現(xiàn)、倫理責(zé)任認(rèn)知、國家戰(zhàn)略關(guān)聯(lián)度實(shí)踐維度（30%）：“AI+專業(yè)”方案的可行性與創(chuàng)新性知識理解與應(yīng)用：評估學(xué)生對人工智能場景應(yīng)用的知識掌握程度，包括對相關(guān)概念、技術(shù)和應(yīng)用場景的理解是否準(zhǔn)確和深入，以及能否將知識應(yīng)用于實(shí)際問題中。解決問題的能力：評估學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用場景中運(yùn)用人工智能技術(shù)解決問題的能力?？梢栽O(shè)計(jì)一些案例或?qū)嵺`項(xiàng)目，讓學(xué)生通過運(yùn)用人工智能實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)或解決具體問題，評估他們的解決問題的思路和方法。教學(xué)活動(dòng)安排課前預(yù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖國產(chǎn)AI企業(yè)調(diào)研超星學(xué)習(xí)通發(fā)布任務(wù)：1.收集1家國產(chǎn)AI企業(yè)的核心技術(shù)（如科大訊飛的語音識別）2.分析其技術(shù)與國家戰(zhàn)略（如“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”）的關(guān)聯(lián)提交《國產(chǎn)AI技術(shù)調(diào)研報(bào)告》，標(biāo)注技術(shù)突破的“卡脖子”背景建立人工智能技術(shù)應(yīng)用的初步認(rèn)知框架培養(yǎng)自主信息檢索與篩選能力課中內(nèi)化教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容（標(biāo)注時(shí)長）教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并引出本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容導(dǎo)入：AI與大國競爭（15分鐘）對上次課的內(nèi)容做總結(jié)復(fù)習(xí)，通過巧設(shè)問題創(chuàng)設(shè)情景的方式自然過渡到本次課要講的內(nèi)容展示“全球AI核心專利分布”圖表（中國占比38.3%），提問：“為什么中國要大力發(fā)展自主AI技術(shù)？”分組討論回答問題結(jié)合課前調(diào)研，分組分享觀點(diǎn)，列舉國產(chǎn)AI成就以數(shù)據(jù)激發(fā)民族自信，引出技術(shù)自主的重要性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣實(shí)訓(xùn)任務(wù)：今昔對比看發(fā)展（20分鐘）2014年以來，我國人工智能應(yīng)用出現(xiàn)了爆發(fā)式增長，各種智能系統(tǒng)和智能設(shè)備步入了尋常百姓家，從通信、生活、工作甚至購物等各個(gè)角度融入了整個(gè)社會(huì)，改變了我們的工作和行為方式。作為時(shí)代新青年和新時(shí)代的建設(shè)者，你是否注意到人工智能帶來的巨大變化呢？請你以人類日常行為為例（下表列出了6種行為），通過回顧、調(diào)查和討論等方式分析存在的人工智能應(yīng)用及其引入前后帶來的各種變化，為人類工作和生活帶來的便利，并談?wù)勀愕南敕āＵJ(rèn)真聽講概括歸納總結(jié)聚焦中國AI應(yīng)用成就，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感以圖搜圖，讓搜索更簡單（20分鐘）你是否遇到過如下情況，當(dāng)碰巧收到或拍到一些照片，你很感興趣但還想知道與圖片相關(guān)的更多資訊。此時(shí)你可能根據(jù)自己的理解通過照片內(nèi)容的關(guān)鍵字在百度搜索、騰訊搜搜等搜索引擎中進(jìn)行查找。然而，很多時(shí)候查到的資料并不是你需要的內(nèi)容，其原因很可能是你使用關(guān)鍵字不夠準(zhǔn)確。通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，你應(yīng)該想一下是否有人工智能的工具，讓你直接使用照片進(jìn)行搜索，這就是“以圖搜圖＇。你可以用手機(jī)打開百度搜索（網(wǎng)址：/),也可以使用搜狗提供了搜狗圖片搜索（網(wǎng)址：https://pci./),開始你的圖片搜索之旅吧。思考、動(dòng)手操作培養(yǎng)信息檢索策略與技術(shù)應(yīng)用能力總結(jié)本次知識點(diǎn)（10分鐘）總結(jié)聽講、發(fā)言通過總結(jié)互動(dòng)鞏固知識課上練習(xí)鞏固（15分鐘）1)最先使用機(jī)器人(Robot)這個(gè)名詞的科幻作品是（ ）A.《機(jī)器人總動(dòng)員》 B.《機(jī)械人小滴答(Tik-TokofOZ)》C.《羅索姆的萬能機(jī)器人》D.《人工智能》(2)圖靈測試中，如果機(jī)器使（ ）以上的觀察者對其身份產(chǎn)生了誤判，那么這個(gè)機(jī)器就可以被認(rèn)定為具備智能。A.10%B.20%C.25%D.30%學(xué)生發(fā)言加深對知識的理解和應(yīng)用課后提升教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課程調(diào)研活動(dòng)。通過網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場等形式，調(diào)研人工智能在你所學(xué)習(xí)專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀。布置本節(jié)知識點(diǎn)的作業(yè)查資料做作業(yè)鞏固知識點(diǎn)培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力四、課后反思不足大多學(xué)生對人工智能基礎(chǔ)理論知識的理解不夠深入，缺乏與實(shí)際應(yīng)用的緊密結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生可能對人工智能的基本原理和方法理解不夠透徹，難以將其應(yīng)用于實(shí)際問題解決中。改進(jìn)設(shè)想加強(qiáng)對基礎(chǔ)理論知識的詳細(xì)講解，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行剖析，幫助學(xué)生深入理解并掌握人工智能的基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技巧，同時(shí)鼓勵(lì)他們進(jìn)行實(shí)踐操作，提升解決實(shí)際問題的能力。

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案16一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱圖像識別教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)2教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析圖像識別技術(shù)通過計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理、分析和理解，識別圖像中不同模式的目標(biāo)和對象，其核心流程包括圖像預(yù)處理、特征提取、模型訓(xùn)練與識別推理，涵蓋圖像分類、目標(biāo)定位、多目標(biāo)檢測等任務(wù)。在國家“數(shù)字中國”“文化強(qiáng)國”戰(zhàn)略背景下，該技術(shù)在國家安全（如智能安防）、文化傳承（如文物數(shù)字化）、民生服務(wù)（如人臉識別支付）等領(lǐng)域具有重要作用。教學(xué)中結(jié)合國產(chǎn)技術(shù)案例（如華為昇騰芯片支撐的圖像識別系統(tǒng)、百度飛槳視覺框架），對比中外技術(shù)發(fā)展路徑，凸顯核心技術(shù)自主可控的戰(zhàn)略意義。通過敦煌壁畫AI修復(fù)、紅色文物圖像識別等案例，將技術(shù)學(xué)習(xí)與文化傳承結(jié)合；依據(jù)《個(gè)人信息保護(hù)法》《生成式人工智能服務(wù)管理暫行辦法》，探討人臉識別技術(shù)的倫理邊界與數(shù)據(jù)安全責(zé)任。核心思政融入點(diǎn)：通過“國產(chǎn)圖像識別技術(shù)突破”案例，強(qiáng)化科技自立自強(qiáng)意識以“AI助力紅色文化傳播”任務(wù)，培養(yǎng)文化傳承與創(chuàng)新精神在倫理討論中融入法治觀念，樹立“技術(shù)向善”的責(zé)任擔(dān)當(dāng)學(xué)情分析知識與技能基礎(chǔ)1. 對智能手機(jī)中的圖像識別應(yīng)用（如拍照翻譯、人臉解鎖）有感性認(rèn)知，但對國產(chǎn)技術(shù)（如曠視科技算法）的發(fā)展現(xiàn)狀了解有限2. 缺乏對圖像識別技術(shù)與國家戰(zhàn)略（如“東數(shù)西算”中圖像數(shù)據(jù)處理）關(guān)聯(lián)的認(rèn)知認(rèn)知與實(shí)踐能力1. 大部分學(xué)生沒有編程基礎(chǔ)，但邏輯思維、科學(xué)計(jì)算能力較好，能理解圖像分類的基本原理2. 對技術(shù)操作興趣濃厚，但在技術(shù)選擇中缺乏對倫理合規(guī)（如隱私保護(hù)）的考量3. 對“技術(shù)自主”與“國家安全”的關(guān)聯(lián)理解表面化，需通過案例深化認(rèn)知學(xué)習(xí)特點(diǎn)1. 對動(dòng)手實(shí)踐類課程興趣濃厚，偏好通過具體任務(wù)（如數(shù)字識別、物體檢測）掌握技術(shù)2. 自學(xué)能力強(qiáng)，適合通過“案例探究+自主練習(xí)”的模式學(xué)習(xí)3. 對圖像識別在國家重大事件（如抗疫中的行程軌跡識別）中的應(yīng)用關(guān)注度高教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解圖像識別發(fā)展階段；理解圖像分類和目標(biāo)檢測原理。能力目標(biāo)能描述圖像識別的流程；能使用實(shí)踐平臺(tái)完成圖像預(yù)處理（灰度化、二值化）能通過國產(chǎn)平臺(tái)完成手寫數(shù)字識別任務(wù)，分析技術(shù)應(yīng)用中的文化適配性（如中文手寫體識別）素質(zhì)目標(biāo)通過國產(chǎn)圖像識別專利全球占比數(shù)據(jù)，增強(qiáng)民族自豪感在文物圖像識別實(shí)踐中，樹立傳統(tǒng)文化保護(hù)與傳承意識通過隱私保護(hù)案例討論，強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用的法律邊界意識 教學(xué)內(nèi)容 1、圖像識別的任務(wù)劃分2分類的相關(guān)技術(shù)圖像分類的流程包括訓(xùn)練階段和測試階段名詞解釋：訓(xùn)練集、測試集、獨(dú)熱編碼、置信率圖像的處理過程（1）圖像的原始特征表示（2）預(yù)處理（3）分類算法：其中訓(xùn)練階段通過分類算法進(jìn)行模型的學(xué)習(xí)，測試階段是通過訓(xùn)練好的模型進(jìn)行標(biāo)簽預(yù)測。圖像的原始特征表示形式5、opencv庫的安裝及使用opencv庫一個(gè)基于BSD許可（開源）發(fā)行的跨平臺(tái)計(jì)算機(jī)視覺庫。安裝：pipinstallopencv-python使用：importcv26、python+opencv基本的圖像處理操作img=cv2.imread("lena.jpg")//讀取彩色圖像cv2.imshow("彩色圖像",img)//顯示彩色圖像image=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)//彩色圖像灰度化cv2.imshow("灰度圖",image)//顯示灰度圖像print(image)//打印圖像的像素矩陣ret,binary=cv2.threshold(image,127,255,cv2.THRESH_BINARY)//二值化cv2.imshow("二值圖",binary)//顯示二值化圖像b,g,r=cv2.split(img)//提取彩色圖像的R、G、B的灰度圖rows,cols=image.shape//提取灰度圖像的尺寸print（rows）print（cols）//分別打印圖像的行數(shù)列數(shù)res=cv2.resize(image,(65,75))//統(tǒng)一圖像的尺寸為65，75cv2.imshow("尺寸縮小",res)//顯示統(tǒng)一后的圖像7、圖像的預(yù)處理平移：把我們感興趣的、圖中的對象移到圖像的中間位置，便于盡可能準(zhǔn)確地、定量地分析圖像的特征。dst=cv2.warpAffine(img,mat_translation,(width+20,height+50))縮放：一個(gè)數(shù)組越大，計(jì)算機(jī)處理該數(shù)組時(shí)消耗的內(nèi)存越大、花費(fèi)的時(shí)間越長，因而可以根據(jù)需要對圖像大小進(jìn)行調(diào)整res=cv2.resize(image,(65,75))填充：為了使待處理圖片符合分類模型對圖像像素尺寸的要求，用特定的像素值對圖片的長或?qū)挼南袼財(cái)?shù)量進(jìn)行補(bǔ)充a=cv2.copyMakeBorder(img,50,50,50,50,cv2.BORDER_REPLICATE)//每個(gè)方向填充50像素傳統(tǒng)分類算法特征提取：選擇那些在同類圖像之間差異較小，在不同類別的圖像之間差異較大的圖像特征，也就是具有區(qū)分能力的特征。（1）利用圖像描述符對圖像的原始特征進(jìn)行進(jìn)一步描述，如：顏色直方圖（2）借助傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法將圖片的原始特征表示形式整體映射到另一個(gè)維度更低但更具判別性的空間：如主成分分析（PrincipalComponentAnalysis，PCA）深度學(xué)習(xí)算法任務(wù)一數(shù)字識別手寫數(shù)字識別是常見的圖像識別任務(wù)。不同人的手寫體風(fēng)格迥異，大小不一，造成了計(jì)算機(jī)對手寫數(shù)字識別任務(wù)的一些困難。任務(wù)1實(shí)踐的主要目的是了解數(shù)字識別的基本原理與過程。首先通過查看數(shù)字圖像的像素表達(dá)，了解圖像到數(shù)字的轉(zhuǎn)化過程，再通過手寫數(shù)字的識別了解手寫體識別的功能。任務(wù)2：目標(biāo)檢測目標(biāo)檢測是一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)視覺任務(wù)，主要是完成圖像中的物體的識別。與圖像分類不同的是，圖像分類是預(yù)測圖像屬于哪一種類別，而目標(biāo)檢測則是對圖像中的一個(gè)或多個(gè)對象進(jìn)行定位和分類。如果是視頻，則通過不斷的讀取視頻中的每一幀作為一幅幅圖像來進(jìn)行檢測。任務(wù)2實(shí)踐的主要目的是了解目標(biāo)檢測的基本原理與過程，通過上傳圖片來驗(yàn)證和實(shí)踐目標(biāo)檢測中的圖像預(yù)處理、目標(biāo)定位與分類的各個(gè)步驟。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)圖像分類目標(biāo)檢測原理處理方法依托在線課程，結(jié)合課前預(yù)習(xí)和課后測驗(yàn)，導(dǎo)入、鞏固課程重點(diǎn)和檢測教學(xué)效果，并有效利用學(xué)科課程及知識點(diǎn)間的聯(lián)系，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識的遷移，建立專業(yè)的知識體系教學(xué)難點(diǎn)手寫數(shù)字圖像識別；圖像識別技術(shù)的倫理邊界把握。處理方法制作“數(shù)字識別錯(cuò)誤案例集”，對比分析國產(chǎn)模型與國外模型在中文手寫體識別中的表現(xiàn)，突出技術(shù)自主的必要性開展“人臉識別應(yīng)用聽證會(huì)”，依據(jù)《個(gè)人信息保護(hù)法》第28條，辯論校園安防中的圖像采集邊界二、教學(xué)策略設(shè)計(jì)理念以“技術(shù)實(shí)踐+價(jià)值引領(lǐng)”為核心，構(gòu)建“認(rèn)知-實(shí)踐-反思”的教學(xué)閉環(huán)。將圖像識別技術(shù)學(xué)習(xí)與國家戰(zhàn)略需求、文化傳承使命、法治倫理要求深度融合，通過“紅色任務(wù)驅(qū)動(dòng)”（如革命紀(jì)念館文物識別系統(tǒng)設(shè)計(jì)），引導(dǎo)學(xué)生從“會(huì)操作”到“懂責(zé)任”，實(shí)現(xiàn)技能培養(yǎng)與價(jià)值塑造的統(tǒng)一。教學(xué)方法與手段案例浸潤法：播放“敦煌壁畫AI修復(fù)”紀(jì)錄片，展示圖像識別對文化遺產(chǎn)保護(hù)的作用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：以“鄉(xiāng)村振興農(nóng)產(chǎn)品圖像分類”為任務(wù)，使用國產(chǎn)模型完成農(nóng)產(chǎn)品識別，培養(yǎng)服務(wù)社會(huì)意識情境模擬法：設(shè)置“疫情防控圖像識別”場景，討論技術(shù)應(yīng)用中的隱私保護(hù)與公共利益平衡教學(xué)資源1.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃等教學(xué)文件，課件、習(xí)題、案例庫；2.課程推薦如下網(wǎng)絡(luò)資源：開設(shè)超星平臺(tái)信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)并進(jìn)行習(xí)題練習(xí)：/course/218954124.html3.思政案例庫：《中國圖像識別技術(shù)白皮書》、“抗疫中的AI圖像分析”視頻、紅色文物圖像數(shù)據(jù)集4.法律文本：《個(gè)人信息保護(hù)法》節(jié)選（第10、28、35條）教學(xué)評價(jià)采用多元化、過程化的評價(jià)方式。過程性評價(jià)應(yīng)注重任務(wù)實(shí)踐環(huán)節(jié)分析問題和解決問題的能力的考核，應(yīng)包含職業(yè)素養(yǎng)考核，結(jié)合學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)?？己藘?nèi)容包括微課視頻觀看、章節(jié)測驗(yàn)、平臺(tái)考勤。采用“三維度過程性評價(jià)”：技術(shù)維度（40%）：圖像預(yù)處理操作規(guī)范性、數(shù)字識別準(zhǔn)確率思政維度（30%）：國產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用意識、文化傳承任務(wù)完成度、倫理討論表現(xiàn)實(shí)踐維度（30%）：紅色場景檢測方案設(shè)計(jì)合理性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作貢獻(xiàn)度三、教學(xué)活動(dòng)安排課前預(yù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖圖像識別的基本流程與國產(chǎn)技術(shù)調(diào)研超星平臺(tái)發(fā)布任務(wù)：1.觀看“百度飛槳圖像識別技術(shù)”演示視頻2.收集1個(gè)“圖像識別助力紅色文化傳播”案例完成預(yù)學(xué)任務(wù)：1.繪制圖像識別流程圖，標(biāo)注國產(chǎn)技術(shù)環(huán)節(jié)2.分析案例中的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)與文化價(jià)值讓學(xué)生提前熟悉圖像識別的基本流程建立“技術(shù)-文化-國家”的關(guān)聯(lián)認(rèn)知，為課堂實(shí)踐鋪墊課中內(nèi)化教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容（標(biāo)注時(shí)長）教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入：圖像識別與國家需求（5分鐘）展示“國產(chǎn)圖像識別技術(shù)在港珠澳大橋安防中的應(yīng)用”案例，提問：“為什么核心算法自主可控對國家工程至關(guān)重要？”小組討論，結(jié)合課前案例分享觀點(diǎn)以國家重大工程為切入點(diǎn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣與使命感講授新課及練習(xí)：圖像分類、檢測及識別（40分鐘）利用教學(xué)ppt講解圖像分類、檢測及識別，并操作演示。聽課，動(dòng)手完成任務(wù)一課堂實(shí)踐深入地理解圖像識別的原理；了解學(xué)生知識基礎(chǔ)，適時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)引導(dǎo)任務(wù)一、數(shù)字識別任務(wù)二、物體識別任務(wù)三、手寫識別任務(wù)四、植物識別（40分鐘）利用教學(xué)ppt講解任務(wù)，并操作演示，巡回指導(dǎo)。聽課，動(dòng)手完成任務(wù)，課堂實(shí)踐較為深入地理解物體識別的原理；了解學(xué)生知識基礎(chǔ)，適時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)引導(dǎo)課堂小結(jié)（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)“圖像識別=技術(shù)能力+文化責(zé)任+法律意識”的認(rèn)知分享本節(jié)課最有收獲的“技術(shù)-思政”結(jié)合點(diǎn)固化知識與價(jià)值觀的融合理解課后提升教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)踐作業(yè)：紅色文物圖像標(biāo)注布置任務(wù)：1.使用國產(chǎn)工具對革命文物圖像進(jìn)行目標(biāo)檢測2.撰寫《技術(shù)應(yīng)用說明》，包含：-國產(chǎn)模型選擇理由-數(shù)據(jù)安全保護(hù)措施提交標(biāo)注結(jié)果與說明文檔將技術(shù)能力轉(zhuǎn)化為紅色文化傳播實(shí)踐四、課后反思不足部分學(xué)生對圖像識別技術(shù)的原理和方法理解不夠深入，缺乏與實(shí)際案例的緊密結(jié)合，導(dǎo)致學(xué)生難以將理論知識應(yīng)用于實(shí)際圖像識別問題的解決中；倫理討論中，對《個(gè)人信息保護(hù)法》條款的引用不夠精準(zhǔn)，法律意識有待強(qiáng)化；紅色文化場景的任務(wù)設(shè)計(jì)較簡單，與技術(shù)深度結(jié)合不足。改進(jìn)設(shè)想通過引入更多的實(shí)際案例和項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索圖像識別技術(shù)的應(yīng)用，并激發(fā)他們提出新問題和解決方案的興趣和動(dòng)力。

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案17一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱人臉識別教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)2教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析通過對比國產(chǎn)技術(shù)（如商湯科技SenseFace、曠視MegFace）與國際方案的技術(shù)差異，凸顯核心算法自主可控對國家安全的戰(zhàn)略意義。融入抗疫期間人臉識別在社區(qū)防控、疫苗接種中的公益應(yīng)用案例，展現(xiàn)技術(shù)的社會(huì)價(jià)值；結(jié)合紅色文化場景（如革命紀(jì)念館的人臉票務(wù)系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)技術(shù)傳承與文化傳播的融合。核心思政融入點(diǎn)：1. 以“國產(chǎn)人臉識別技術(shù)突破”案例（如“深網(wǎng)視界”算法），強(qiáng)化科技自立自強(qiáng)意識2. 通過“人臉識別助力鄉(xiāng)村振興”（如農(nóng)村社保身份核驗(yàn)），培養(yǎng)服務(wù)國家戰(zhàn)略的實(shí)踐觀3. 在倫理討論中融入“科技向善”理念，結(jié)合《個(gè)人信息保護(hù)法》第28條，樹立數(shù)據(jù)安全責(zé)任意識學(xué)情分析知識與技能基礎(chǔ)具備基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)操作能力，熟悉手機(jī)人臉解鎖等應(yīng)用，但對國產(chǎn)技術(shù)（如百度人臉識別API）的發(fā)展現(xiàn)狀了解有限；對法律條款（如生物特征數(shù)據(jù)保護(hù)）認(rèn)知模糊，缺乏技術(shù)應(yīng)用的合規(guī)性意識。認(rèn)知與實(shí)踐能力邏輯思維較好，能理解人臉識別的基本流程，但對“技術(shù)自主”與“國家安全”的關(guān)聯(lián)理解薄弱實(shí)踐中更關(guān)注操作步驟，對算法偏見（如少數(shù)民族人臉識別準(zhǔn)確率）等倫理問題缺乏思考學(xué)習(xí)特點(diǎn)對貼近生活的案例（如校園人臉門禁）興趣濃厚，適合通過情境模擬激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力團(tuán)隊(duì)協(xié)作意愿強(qiáng)，可通過“法治辯論”等形式深化對倫理責(zé)任的認(rèn)知教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)理解人臉識別原理了解人臉識別常用方法了解人臉識別應(yīng)用場景能力目標(biāo)能利用人臉識別技術(shù)解決現(xiàn)實(shí)問題能分析人臉識別的應(yīng)用場景能分析人臉識別的倫理問題素質(zhì)目標(biāo)深化法律合規(guī)意識培養(yǎng)技術(shù)向善理念 教學(xué)內(nèi)容 人臉識別應(yīng)用人臉識別系統(tǒng)在很多領(lǐng)域都發(fā)揮了很多的作用，越來越多的現(xiàn)實(shí)場景開始采用人臉識別門禁系統(tǒng)來確保進(jìn)出人員的安全，國內(nèi)大部分的辦公場所應(yīng)用非常廣泛，甚至在國內(nèi)一些小區(qū)，開始鼓勵(lì)小區(qū)應(yīng)用人臉識別系統(tǒng)來進(jìn)行身份識別，所以相信未來，隨處都可以看到人工智能管理應(yīng)用。啟用人臉識別測溫系統(tǒng)，兼具人臉識別門禁考勤和測溫檢測兩大功能，不僅快速準(zhǔn)確識別人員身份，還能檢測播報(bào)人體溫度，自動(dòng)記錄提交進(jìn)出記錄、測溫?cái)?shù)據(jù)，報(bào)表形式輸出方便查看和監(jiān)控，發(fā)信異常情況也能追溯分析。人臉識別流程人臉識別常用方法人臉特征提取方法（1）基于人臉特征點(diǎn)的識別算法通過對特征點(diǎn)進(jìn)行局部特征紋理征提取，然后結(jié)合各部分的相對位置關(guān)系得到要優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)并構(gòu)造迭代的方法，在給定的人臉圖片上首先定位到眼睛等部位的位置，然后提取各特征點(diǎn)之間的分布形狀特征和特征點(diǎn)自身具有的紋理、輪廓等特征，計(jì)算不同人臉的特征的“距離”從而對人臉進(jìn)行識別。（2）基于整幅人臉圖像的識別算法通過信息理論中對人臉圖像進(jìn)行分析，尋找對信息最高效的編碼，具體化來說，將圖像作為一個(gè)高維的數(shù)據(jù)輸入，通過子空間的劃分（子空間劃分可以借助傅立葉變換來理解，用一組基底的線性組合表示當(dāng)前的信號，達(dá)到既降維又好分類的目的）得到對人臉圖像最有效的表達(dá)，并由此來對人臉進(jìn)行識別，也稱子空間方法或特征臉方法。任務(wù)1人臉檢測人臉檢測是將上傳的人臉圖像，采用上文講述的人臉預(yù)處理方法將人臉圖片轉(zhuǎn)化為灰度圖，進(jìn)行搜索以確定其中是否含有人臉，如果是有人臉則返回臉的位置、大小和姿態(tài)。人臉檢測處理流程如下圖所示：任務(wù)2人臉驗(yàn)證人臉驗(yàn)證是將上傳的兩張人臉圖像，首先是運(yùn)用任務(wù)1中的人臉檢測法得到圖片中人臉位置的xy坐標(biāo)人臉框之后，對人臉框內(nèi)的人臉進(jìn)行人臉關(guān)鍵點(diǎn)定位，得到面部關(guān)鍵點(diǎn)所在的x,y坐標(biāo)，得到面部關(guān)鍵點(diǎn)之后可運(yùn)用坐標(biāo)軸變換得到扭正后的人臉，接下來通過運(yùn)用訓(xùn)練好的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將輸入的人臉圖像轉(zhuǎn)換成一個(gè)特征向量表示并進(jìn)行比較，得到相似度值后判斷兩張人臉圖像是否同一個(gè)人。人臉驗(yàn)證處理流程如下圖所示：教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)人臉識別的基本流程和技術(shù)方法人臉識別的應(yīng)用領(lǐng)域處理方法采用“國家工程案例教學(xué)法”，解析人臉識別在港珠澳大橋邊檢系統(tǒng)中的應(yīng)用，突出國產(chǎn)算法的優(yōu)勢教學(xué)難點(diǎn)人臉識別的原理人臉識別的倫理問題對社會(huì)的發(fā)展的影響處理方法1.用“人體特征類比法”通俗解釋特征提?。ㄈ鐚⒀劢?、鼻尖比作“生物密碼坐標(biāo)”），配合國產(chǎn)算法可視化工具演示2.以小組方式開展AI倫理討論二、教學(xué)策略設(shè)計(jì)理念構(gòu)建“技術(shù)實(shí)踐-法律規(guī)范-價(jià)值引領(lǐng)”三位一體的教學(xué)體系，以國產(chǎn)技術(shù)案例為載體，通過“認(rèn)知原理→實(shí)踐應(yīng)用→倫理反思”的遞進(jìn)式任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到：人臉識別不僅是技術(shù)問題，更是關(guān)乎國家主權(quán)、公民權(quán)利的綜合性議題，需在創(chuàng)新中堅(jiān)守法治與倫理底線。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)，在課堂上多提問題，安排一些自學(xué)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。結(jié)合實(shí)際問題，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，通過實(shí)踐練習(xí)，加深對知識的理解和掌握。以“校園人臉識別是否應(yīng)取得學(xué)生同意”為題，結(jié)合法律條款分組辯論。教學(xué)手段：多媒體設(shè)備、視頻資料、網(wǎng)站平臺(tái)、其他教具等，采用電子教案、課堂演示程序的運(yùn)行效果等，以提高課堂信息量，增加教學(xué)的直觀性。教學(xué)資源1.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃等教學(xué)文件，課件、習(xí)題、案例庫；2.課程推薦如下網(wǎng)絡(luò)資源：開設(shè)超星平臺(tái)信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)并進(jìn)行習(xí)題練習(xí)：/course/218954124.html3.思政案例庫：《中國人臉識別技術(shù)白皮書》、“抗疫中的AI溯源”視頻、紅色場館人臉識別方案4.法律文本：《個(gè)人信息保護(hù)法》《生物安全法》相關(guān)條款節(jié)選教學(xué)評價(jià)采用多元化、過程化的評價(jià)方式。過程性評價(jià)應(yīng)注重任務(wù)實(shí)踐環(huán)節(jié)分析問題和解決問題的能力的考核，應(yīng)包含職業(yè)素養(yǎng)考核，結(jié)合學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)?？己藘?nèi)容包括微課視頻觀看、章節(jié)測驗(yàn)、平臺(tái)考勤。采用“三維度過程性評價(jià)”：技術(shù)維度（40%）：人臉檢測準(zhǔn)確率、國產(chǎn)工具使用熟練度法治維度（30%）：法律條款引用準(zhǔn)確性、合規(guī)性分析深度思政維度（30%）：國家戰(zhàn)略關(guān)聯(lián)度、倫理判斷合理性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作貢獻(xiàn)度三、教學(xué)活動(dòng)安排課前預(yù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖人臉識別國產(chǎn)技術(shù)調(diào)研超星平臺(tái)發(fā)布任務(wù)：1.查找1家國產(chǎn)人臉識別企業(yè)的技術(shù)突破（如曠視、商湯）2.收集“人臉識別助力抗疫”的典型案例提交調(diào)研報(bào)告，分析技術(shù)特點(diǎn)與社會(huì)價(jià)值讓學(xué)生提前熟悉人臉識別的基本流程建立“技術(shù)-國家-社會(huì)”的關(guān)聯(lián)認(rèn)知課中內(nèi)化教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容（標(biāo)注時(shí)長）教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課導(dǎo)入：人臉識別與國家需求（5分鐘）展示“國產(chǎn)人臉識別在冬奧會(huì)安檢中的應(yīng)用”案例，提問：“為什么核心算法必須自主可控？”小組討論，結(jié)合課前案例分享觀點(diǎn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以國家重大事件切入，激發(fā)使命感講授新課：人臉識別的基本流程、常用方法、特征提取方法（20分鐘）利用教學(xué)ppt講解新課內(nèi)容，并操作演示。聽課構(gòu)建技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑的系統(tǒng)認(rèn)知講授新課：人臉識別應(yīng)用場景（10分鐘）利用教學(xué)ppt講解新課內(nèi)容，提問。聽課、思考、回答問題拓展技術(shù)應(yīng)用場景的認(rèn)知邊界培養(yǎng)多領(lǐng)域融合的創(chuàng)新思維講授新課：人臉識別倫理問題（15分鐘）利用教學(xué)ppt講解新課內(nèi)容，討論。聽課、思考、小組討論匯報(bào)實(shí)操練習(xí)：任務(wù)1、任務(wù)2（30分鐘）利用教學(xué)ppt講解任務(wù)一，并操作演示。聽課，動(dòng)手完成任務(wù)一課堂實(shí)踐將理論知識轉(zhuǎn)化為工程實(shí)踐能力培養(yǎng)問題診斷與解決方案設(shè)計(jì)能力課堂小練習(xí)（5分鐘）()是將輸入的人臉和一個(gè)集合中的所有人臉進(jìn)行比對，根據(jù)比對后的相似度對集合中的人臉進(jìn)行排序。A．人臉比對B.人臉聚類C.人臉驗(yàn)證D.人臉檢索思考、完成練習(xí)即時(shí)檢測核心概念掌握程度強(qiáng)化專業(yè)術(shù)語的準(zhǔn)確理解課堂小結(jié)（5分鐘）結(jié)合課件引導(dǎo)學(xué)生一起梳理課堂內(nèi)容跟著老師的思路一起梳理所學(xué)內(nèi)容，明確重點(diǎn)加深學(xué)生的印象，理解課堂內(nèi)容內(nèi)在邏輯課后提升教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)踐作業(yè)：鄉(xiāng)村振興人臉應(yīng)用方案布置任務(wù)：提交方案四、課后反思不足未能充分展開探討人臉識別技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的復(fù)雜性和多樣性，以及相關(guān)的倫理和隱私問題。改進(jìn)設(shè)想加強(qiáng)對人臉識別技術(shù)在不同場景下的應(yīng)用案例分析，幫助學(xué)生全面理解其技術(shù)挑戰(zhàn)與社會(huì)影響。深入探討人臉識別涉及的倫理和隱私問題，引導(dǎo)學(xué)生思考技術(shù)應(yīng)用的邊界與責(zé)任，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和技術(shù)倫理意識。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案18一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱自然語言處理教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)2教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析自然語言處理（NLP）是人工智能的核心分支，聚焦于計(jì)算機(jī)與人類語言的交互理解，涵蓋文本分詞、情感分析、機(jī)器翻譯等核心技術(shù)。在國家"數(shù)字中國"戰(zhàn)略背景下，NLP技術(shù)對政務(wù)智能問答、文化傳承創(chuàng)新、輿情監(jiān)測等國家治理場景具有重要支撐作用。教學(xué)中需結(jié)合《網(wǎng)絡(luò)安全法》強(qiáng)調(diào)語言數(shù)據(jù)安全，通過對比國產(chǎn)NLP技術(shù)（如百度文心一言、科大訊飛語音識別）與國際技術(shù)的差異，凸顯核心技術(shù)自主可控的戰(zhàn)略價(jià)值。核心思政融入點(diǎn)：通過"NLP在黨史文獻(xiàn)智能分析中的應(yīng)用"案例，培養(yǎng)文化傳承與科技報(bào)國意識。以"政務(wù)智能問答系統(tǒng)"開發(fā)任務(wù)，強(qiáng)化信息安全與國家治理效能關(guān)聯(lián)認(rèn)知。在"機(jī)器人寫詩"實(shí)踐中融入中華詩詞文化，提升文化自信與創(chuàng)新能力。學(xué)情分析知識與技能基礎(chǔ)具備基礎(chǔ)數(shù)學(xué)理論與計(jì)算機(jī)操作能力，但對NLP算法原理（如Transformer模型）缺乏系統(tǒng)認(rèn)知。部分學(xué)生使用過智能語音助手等NLP應(yīng)用，但對技術(shù)底層邏輯理解不足。認(rèn)知與實(shí)踐能力大部分學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐意愿強(qiáng)，但編程基礎(chǔ)薄弱、對算法模型的抽象理解存在困難，但對人工智能技術(shù)應(yīng)用感興趣。學(xué)習(xí)特點(diǎn)對NLP在社交媒體、智能客服等生活場景的應(yīng)用興趣濃厚團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力較強(qiáng)，適合通過"NLP+國家戰(zhàn)略"主題項(xiàng)目開展協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解自然語言處理的概念；理解自然語言處理的基本原理；掌握NLP技術(shù)流程（文本預(yù)處理、特征提取、模型訓(xùn)練）。能力目標(biāo)通過"機(jī)器人創(chuàng)作紅色詩詞"任務(wù)，培養(yǎng)傳統(tǒng)文化與AI技術(shù)融合應(yīng)用能力。運(yùn)用NLP技術(shù)完成"黨史文獻(xiàn)情感分析"，提升政治文本處理能力。素質(zhì)目標(biāo)通過"中文NLP技術(shù)全球?qū)＠急鹊谝?數(shù)據(jù)，增強(qiáng)民族自豪感。在詩詞生成任務(wù)中融入毛澤東詩詞風(fēng)格，培養(yǎng)紅色文化傳播意識。教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目任務(wù)：智能文本分析任務(wù)描述：智能文本分析是一項(xiàng)技術(shù)，通過對待分析的文本進(jìn)行處理，包括分句、分詞、命名實(shí)體識別等步驟，從中提取關(guān)鍵信息如時(shí)間、地點(diǎn)、人物、事件等，進(jìn)而生成文本摘要、分類和情感分析，最終生成文本分析報(bào)告。技術(shù)分析：以下是智能文本分析的主要技術(shù)流程：1.獲取原始文本：可通過資料整理或網(wǎng)絡(luò)抓取等方式獲取原始文本數(shù)據(jù)。2.文本預(yù)處理：包括數(shù)據(jù)清洗、分句、分詞和詞性標(biāo)注等步驟。-數(shù)據(jù)清洗：去除無意義或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，如非規(guī)則字符。-分句：將文本分成句子，一般使用標(biāo)點(diǎn)符號進(jìn)行切分。-分詞：將句子切分成逐個(gè)單詞或字。-詞性標(biāo)注：給每個(gè)詞語打上詞性標(biāo)簽，如名詞、動(dòng)詞等。3.特征提?。簩⒎衷~后的詞語表示成計(jì)算機(jī)可處理的形式，常用的表示模型包括詞袋模型和詞向量。-詞袋模型：統(tǒng)計(jì)每個(gè)詞語的出現(xiàn)次數(shù)或使用TF-IDF方法評估詞語重要性。-詞向量：將詞語表示為向量，如Word2Vec和GloVe。4.模型訓(xùn)練：選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)模型或深度學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，以完成文本分類、情感分析等任務(wù)。-傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)模型：如KNN、SVM、NaiveBayes、決策樹等。-深度學(xué)習(xí)模型：如CNN、RNN、LSTM、TextCNN等。5.輸出結(jié)果：將待分析文本輸入訓(xùn)練好的模型，進(jìn)行關(guān)鍵信息提取、文本分類、情感分析等，最終生成智能文本分析報(bào)告。能文本分析在信息提取、文本分類、情感分析等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，能夠幫助自動(dòng)化處理大量文本數(shù)據(jù)，從中挖掘出有價(jià)值的信息和洞察，為決策和應(yīng)用提供支持。步驟一：實(shí)現(xiàn)文本關(guān)鍵信息提取掃描二維碼（圖7-10）并打開相應(yīng)頁面（圖7-11）。在圖7-11的文本輸入框中輸入待分析文本內(nèi)容（圖7-12）。點(diǎn)擊開始按鈕，對文本進(jìn)行分句，得到文本分句結(jié)果（圖7-13）。點(diǎn)擊下一步，將每句話切割成逐個(gè)單詞，得到文本分詞結(jié)果（圖7-14）。點(diǎn)擊下一步，對文本單詞進(jìn)行命名實(shí)體識別，得到命名實(shí)體識別結(jié)果（圖7-15）。6.點(diǎn)擊下一步，手動(dòng)選擇4個(gè)關(guān)鍵詞，得到關(guān)鍵詞提取結(jié)果（圖7-16）。7.形成文本摘要，點(diǎn)擊圖7-16的下一步。圖7-17形成文本摘要8.手動(dòng)選擇1-3個(gè)語句作為關(guān)鍵句，對文本進(jìn)行情感分析（圖7-18）。圖7-18對文本進(jìn)行情感分析9.點(diǎn)擊圖7-18的“下一步”按鈕，得到文本分類結(jié)果（圖7-19）。圖7-19文本分類結(jié)果10.點(diǎn)擊圖7-19的“下一步”按鈕，形成智能文本分析報(bào)告（圖7-20）任務(wù)2:機(jī)器人寫詩任務(wù)描述:機(jī)器人寫詩是一項(xiàng)涉及輸入詩的標(biāo)題和類型，通過模型訓(xùn)練，自動(dòng)生成符合格式要求的詩詞的任務(wù)。這涉及到學(xué)習(xí)不同風(fēng)格或主題的詩歌，并根據(jù)這些知識生成詩歌。當(dāng)前主要采用基于深度學(xué)習(xí)的方法，其中長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）是常用的深度學(xué)習(xí)技術(shù)之一。LSTM在詩歌生成中的應(yīng)用過程如下：1.首先需要獲得足夠多的訓(xùn)練詩歌數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集越大，生成詩歌的多樣性越大。獲得訓(xùn)練數(shù)據(jù)后，需要對詩歌數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化，確保數(shù)據(jù)集僅包含特定格式的詩，例如每行都是五言絕句。2.在獲得足夠的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集后，開始構(gòu)建長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)模型。這可以使用Python的開源人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)庫Keras來搭建LSTM網(wǎng)絡(luò)。LSTM網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、LSTM層、全連接層和輸出層。3.定義網(wǎng)絡(luò)層數(shù)，設(shè)置輸出維度、激活函數(shù)等參數(shù)。4.進(jìn)行模型訓(xùn)練，生成相應(yīng)的LSTM模型，并將其保存。5.利用訓(xùn)練好的模型，可以自動(dòng)生成符合特定格式要求的詩歌，如五言律詩、五言絕句等。任務(wù)實(shí)現(xiàn):步驟一：確定詩的標(biāo)題類型掃描圖7-21中的二維碼，進(jìn)入機(jī)器人寫詩服務(wù)界面（圖7-22）。2.在圖7-22的輸入框中手動(dòng)輸入詩的標(biāo)題，例如輸入“春天”（圖7-23）。步驟二：選擇詩的類型點(diǎn)擊圖7-23頁面下一步按鈕。2.在接下來的頁面中，選擇詩的類型，如五言絕句、七言絕句、五言律詩、七言律詩（圖7-24）。步驟三：生成詩詞1.在圖7-24中選擇五言絕句類型。2.點(diǎn)擊下一步，系統(tǒng)根據(jù)輸入的詩詞標(biāo)題和所選擇的詩的類型，生成符合格式要求的詩歌（圖7-25）。步驟四：生成報(bào)告點(diǎn)擊圖7-25頁面下一步按鈕2.最終生成包含生成詩歌信息的智能文本分析報(bào)告（圖7-26）。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)NLP技術(shù)流程（文本預(yù)處理、模型應(yīng)用）處理方法播放"科大訊飛語音識別技術(shù)突破"紀(jì)錄片，強(qiáng)化國產(chǎn)技術(shù)認(rèn)知教學(xué)難點(diǎn)語義理解，NLP模型訓(xùn)練處理方法通過"粵港澳大灣區(qū)政策文本"案例，拆解政治術(shù)語的NLP處理邏輯教學(xué)策略設(shè)計(jì)理念以"技術(shù)應(yīng)用+國家戰(zhàn)略"雙主線構(gòu)建教學(xué)體系，將NLP技術(shù)教學(xué)與文化傳承、社會(huì)治理需求深度結(jié)合。通過"問題鏈"設(shè)計(jì)（如"NLP如何助力鄉(xiāng)村振興信息傳播"），引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)現(xiàn)象探究背后的國家需求，形成"技術(shù)認(rèn)知-國家責(zé)任-創(chuàng)新實(shí)踐"的思政閉環(huán)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)，在課堂上多提問題，安排一些自學(xué)內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。結(jié)合實(shí)際問題，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，通過實(shí)踐練習(xí)，加深對知識的理解和掌握。通過分組實(shí)踐項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作完成工作任務(wù)的能力。教學(xué)手段：多媒體設(shè)備、視頻資料、網(wǎng)站平臺(tái)、其他教具等，采用電子教案、課堂演示程序的運(yùn)行效果等，以提高課堂信息量，增加教學(xué)的直觀性。教學(xué)資源1.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃等教學(xué)文件，課件、習(xí)題、案例庫；2.課程推薦如下網(wǎng)絡(luò)資源：開設(shè)超星平臺(tái)信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)并進(jìn)行習(xí)題練習(xí)：/course/218954124.html3.思政案例庫：《中國NLP技術(shù)白皮書》、"NLP抗疫信息監(jiān)測"視頻教學(xué)評價(jià)采用多元化、過程化的評價(jià)方式。過程性評價(jià)應(yīng)注重任務(wù)實(shí)踐環(huán)節(jié)分析問題和解決問題的能力的考核，應(yīng)包含職業(yè)素養(yǎng)考核，結(jié)合學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)。考核內(nèi)容包括微課視頻觀看、章節(jié)測驗(yàn)、平臺(tái)考勤。構(gòu)建"技術(shù)-倫理-國情"三維評價(jià)體系：過程性評價(jià)（60%）：包含"國產(chǎn)NLP工具調(diào)研報(bào)告"、"政策文本分析"作業(yè)成果性評價(jià)（40%）：以"NLP+紅色文化"創(chuàng)新項(xiàng)目為載體，考察技術(shù)應(yīng)用與國家認(rèn)知結(jié)合深度教學(xué)活動(dòng)安排課前預(yù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖線上調(diào)研"國產(chǎn)NLP十大應(yīng)用案例"超星學(xué)習(xí)通發(fā)布任務(wù)：1.檢索2023年中文NLP技術(shù)重大突破2.記錄3個(gè)與國家戰(zhàn)略相關(guān)的NLP應(yīng)用案例完成預(yù)學(xué)問卷：1.標(biāo)注案例中的國家戰(zhàn)略關(guān)聯(lián)2.繪制"技術(shù)突破-國家需求"關(guān)聯(lián)圖激活"技術(shù)服務(wù)國家"認(rèn)知，建立學(xué)習(xí)期待課中內(nèi)化教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容（標(biāo)注時(shí)長）教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入：NLP與國家治理現(xiàn)代化（5分鐘）展示"第七次全國人口普查數(shù)據(jù)智能分析"案例，提問："NLP如何提升國家治理精準(zhǔn)度？"小組討論：分享預(yù)學(xué)中發(fā)現(xiàn)的NLP國家應(yīng)用案例以國家政務(wù)場景切入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣模塊一：NLP技術(shù)基礎(chǔ)（20分鐘）1.講解分詞技術(shù)原理，對比中英文分詞差異2.演示"疫情政策文本"分詞過程，強(qiáng)調(diào)專業(yè)術(shù)語處理繪制"NLP技術(shù)樹"，標(biāo)注國產(chǎn)分詞引擎（如jieba）位置建立"技術(shù)特殊性——國家語言特色"認(rèn)知模塊二：NLP國家應(yīng)用實(shí)踐（30分鐘）1.案例解析：-百度文心一言的政務(wù)問答應(yīng)用-科大訊飛的多語言扶貧政策翻譯系統(tǒng)2.播放"NLP助力黨史文獻(xiàn)數(shù)字化"紀(jì)錄片分組完成："鄉(xiāng)村振興政策"情感分析，生成政策傳播建議通過真實(shí)案例滲透科技報(bào)國情懷模塊三：NLP倫理與國家安全（15分鐘）1.解讀《網(wǎng)絡(luò)安全法》第41條對NLP數(shù)據(jù)的要求2.組織"AI寫稿是否取代記者"辯論，聚焦信息傳播責(zé)任角色扮演：模擬"NLP輿情監(jiān)測小組"討論數(shù)據(jù)合規(guī)邊界培養(yǎng)信息安全法治意識實(shí)訓(xùn)：機(jī)器人創(chuàng)作紅色詩詞（20分鐘）指導(dǎo)使用LSTM模型生成毛澤東詩詞風(fēng)格作品，強(qiáng)調(diào)文化符號正確使用實(shí)操記錄：生成詩詞并標(biāo)注文化元素使用規(guī)范實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)踐與文化傳承結(jié)合課后提升教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)踐作業(yè)：NLP+國家戰(zhàn)略創(chuàng)新布置任務(wù)：選取"雙碳目標(biāo)""一帶一路"任一戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)NLP應(yīng)用方案完成方案設(shè)計(jì)：包含技術(shù)路線、數(shù)據(jù)來源、國家需求分析三部分深化"技術(shù)服務(wù)國家"應(yīng)用能力四、課后反思不足未能充分展現(xiàn)自然語言處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用場景和最新進(jìn)展，缺乏對學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。改進(jìn)設(shè)想加強(qiáng)對自然語言處理技術(shù)在不同領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用案例介紹，讓學(xué)生深入了解其技術(shù)價(jià)值和社會(huì)影響。同時(shí)，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生親手實(shí)踐自然語言處理技術(shù)，通過實(shí)際操作加深對理論知識的理解，并提升他們的技術(shù)應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。此外，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注自然語言處理技術(shù)的最新研究動(dòng)態(tài)，激發(fā)他們的探索興趣和創(chuàng)新意識。設(shè)計(jì)"紅色文獻(xiàn)智能標(biāo)引"實(shí)踐項(xiàng)目，強(qiáng)化文化傳承與技術(shù)結(jié)合。

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案19一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱智能語音教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)2教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析語音識別技術(shù)是人工智能的重要分支，通過將語音信號轉(zhuǎn)化為文本或指令，實(shí)現(xiàn)人機(jī)自然交互。在國家"數(shù)字中國"戰(zhàn)略背景下，該技術(shù)在政務(wù)服務(wù)（如智能政務(wù)問答）、文化傳承（如方言保護(hù)）、民生服務(wù)（如無障礙溝通）等領(lǐng)域具有關(guān)鍵支撐作用。教學(xué)中需結(jié)合《網(wǎng)絡(luò)安全法》強(qiáng)調(diào)語音數(shù)據(jù)安全，通過對比國產(chǎn)技術(shù)（如科大訊飛、百度語音）與國際產(chǎn)品的差異，凸顯核心技術(shù)自主可控的戰(zhàn)略價(jià)值。語音識別已經(jīng)成為當(dāng)今世界的一個(gè)重要技術(shù)，從智能助手到自動(dòng)翻譯，它的應(yīng)用無處不在。在本課程中，我們將探索這一技術(shù)背后的原理，如何通過人工智能實(shí)現(xiàn)，以及其在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用。核心思政融入點(diǎn)：通過"語音識別助力鄉(xiāng)村振興政策傳播"案例，培養(yǎng)服務(wù)國家戰(zhàn)略的技術(shù)應(yīng)用意識以"紅色文化語音庫建設(shè)"任務(wù)，強(qiáng)化革命文化傳承與科技融合的責(zé)任擔(dān)當(dāng)在方言識別實(shí)踐中融入非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)理念，提升文化自信學(xué)情分析知識與技能基礎(chǔ)具備基礎(chǔ)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)操作能力，但對語音信號處理原理（如梅爾頻譜）缺乏系統(tǒng)認(rèn)知熟悉智能音箱等語音產(chǎn)品，但對國產(chǎn)語音識別技術(shù)（如訊飛星火）的發(fā)展歷程了解不足。認(rèn)知與實(shí)踐能力大部分學(xué)生編程基礎(chǔ)薄弱，但動(dòng)手實(shí)踐意愿強(qiáng)，適合通過低代碼平臺(tái)（如百度AI開放平臺(tái)）開展實(shí)踐。學(xué)習(xí)特點(diǎn)對語音技術(shù)在社會(huì)服務(wù)中的應(yīng)用（如助殘?jiān)O(shè)備、智慧政務(wù)）興趣濃厚。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解語音信號的基本特性和處理技術(shù)。掌握深度學(xué)習(xí)在語音識別中的應(yīng)用。掌握國產(chǎn)語音識別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀（如科大訊飛的方言識別突破）。能力目標(biāo)能夠分析和解釋語音數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。能夠應(yīng)用深度學(xué)習(xí)模型對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析。素質(zhì)目標(biāo)通過"中國語音識別專利數(shù)量全球第一"數(shù)據(jù)，增強(qiáng)民族自豪感。培養(yǎng)創(chuàng)新思維和跨學(xué)科協(xié)作的能力。結(jié)合"語音數(shù)據(jù)泄露案例"討論，強(qiáng)化信息安全法治觀念。 教學(xué)內(nèi)容 智能語音是人工智能技術(shù)的重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)人與機(jī)器之間的語言交流。它包括語音識別（ASR）和語音合成（TTS）兩大主要技術(shù)。語音識別使機(jī)器能夠“聽懂”周圍的聲音，實(shí)現(xiàn)語音轉(zhuǎn)文字；而語音合成則使機(jī)器能夠模仿人類的聲音，將文字內(nèi)容轉(zhuǎn)化為語音。整個(gè)智能語音交互的流程涉及多個(gè)步驟，包括智能終端、語音識別、自然語言理解、對話管理、自然語言生成和語音合成六個(gè)部分，如圖8-3所示。在這其中，語音識別和語音合成是智能語音技術(shù)的兩個(gè)核心關(guān)鍵點(diǎn)。智能語音交互的流程：智能終端：用戶使用智能設(shè)備（如手機(jī)、智能音響等）進(jìn)行語音輸入和輸出。語音識別（ASR）：將用戶的語音信息轉(zhuǎn)換成可處理的文本信息。這個(gè)過程需要用到聲音信號處理、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，將聲音轉(zhuǎn)化為文字。自然語言理解：將識別出的文本進(jìn)行語義分析，理解用戶的意圖和需求。對話管理：根據(jù)用戶的意圖，決定系統(tǒng)如何應(yīng)答，進(jìn)一步引導(dǎo)對話的發(fā)展。自然語言生成：將機(jī)器生成的回答文本轉(zhuǎn)化為可被語音合成的形式。語音合成（TTS）：將文本信息轉(zhuǎn)化為聲音信號，生成可聽的人工語音。技術(shù)分析：智能語音交互技術(shù)的核心在于語音識別和語音合成。語音識別（ASR）：這項(xiàng)技術(shù)使機(jī)器能夠?qū)⑷说恼Z音轉(zhuǎn)換為文本。它涉及聲音信號處理、模型訓(xùn)練和語音特征提取等。常用的方法包括基于深度學(xué)習(xí)的端到端模型，如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和轉(zhuǎn)錄記憶網(wǎng)絡(luò)（Transformer）等。語音合成（TTS）：這項(xiàng)技術(shù)將文本轉(zhuǎn)換為人工語音。它涉及到文本到語音的轉(zhuǎn)換，需要模擬人類語音的聲調(diào)、語速、語氣等特征。傳統(tǒng)的方法包括聯(lián)合概率模型（HMM）和基頻、噪聲和聲道模型（F0-Noise-Excitation）等，而近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)，尤其是循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和變換器模型，也在語音合成領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。在智能語音交互領(lǐng)域，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，語音識別和語音合成技術(shù)不斷優(yōu)化，為用戶提供更加自然、便捷的交互體驗(yàn)。1.語音識別的概述語音識別的目標(biāo)是讓機(jī)器理解人說的話，模擬人類聽覺系統(tǒng)的過程。它將語音信號轉(zhuǎn)換為文本和指令。主要包含特征提取、模式匹配和模型訓(xùn)練三個(gè)方面。語音識別涵蓋信號處理、模式識別、概率論、信息論、發(fā)聲機(jī)理、聽覺機(jī)理、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域。語音識別技術(shù)在多領(lǐng)域取得突破，應(yīng)用于語音識別聽寫器、智能客服等。2.語音識別的歷史語音識別早于計(jì)算機(jī)，聲碼器是其雛形。1920年代出現(xiàn)了“RadioRex”玩具狗，可能是最早的語音識別機(jī)。自動(dòng)語音識別起源于1950年代，貝爾實(shí)驗(yàn)室、普林斯頓RCA實(shí)驗(yàn)室等提出了一些識別系統(tǒng)。隨后，日本東京大學(xué)、NEC實(shí)驗(yàn)室、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)等進(jìn)行了大量研究。1980年代，美國、俄國、日本科學(xué)家取得了多項(xiàng)成就，IBM實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫語音查詢系統(tǒng)、辦公語音助手系統(tǒng)等。1980年代末，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于語音識別。1990年代，語音識別從朗讀式逐漸轉(zhuǎn)向生活對話。本世紀(jì)，隨著互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，語音識別從“單機(jī)模式”進(jìn)化至“云模式”。3.語音識別相關(guān)技術(shù)語音識別是讓機(jī)器理解人說話的技術(shù)，通過語音信號處理和模式識別技術(shù)將語音轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可讀的字符序列。過程包括語音輸入、信號預(yù)處理、特征提取、模式匹配、語言處理等環(huán)節(jié)。以中文語音識別為例，流程包括語音輸入、信號預(yù)處理、特征提取、模式匹配、語言處理。-語音輸入：硬件設(shè)備如手機(jī)、智能音箱等。-信號預(yù)處理：消除噪聲、回音、信道增強(qiáng)等。-特征提?。簭囊纛l數(shù)據(jù)提取特征向量，如聲音的頻域特征。-模式匹配：將特征向量轉(zhuǎn)為語言標(biāo)注，使用聲學(xué)模型進(jìn)行匹配。-語言處理：通過語言模型將拼音輸入轉(zhuǎn)為最終文字。4.語音識別面臨的挑戰(zhàn)語音識別涉及多學(xué)科，如聲學(xué)、語言學(xué)、信息理論、模式識別、心理學(xué)等。應(yīng)用廣泛，如語音檢索、智能助理。個(gè)性化需求增多，帶來困難：-語義影響：上下文對語音信號的影響。-口音和習(xí)慣：發(fā)音人的差異導(dǎo)致特征分布不同。-心理和生理變化：發(fā)音人因素影響語音信號變化。-環(huán)境干擾：干擾影響語音信號質(zhì)量。5.語音合成（1）語音合成的概述語音合成技術(shù)通過機(jī)械或電子手段模仿人類語音，將輸入的文本轉(zhuǎn)化為流暢的語音。這項(xiàng)技術(shù)可以將文字實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為具有標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音的語音。涉及聲學(xué)、語言學(xué)、數(shù)字信號處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)在，領(lǐng)先的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使語音合成更具擬人性和流暢性，提供高度自然的合成語音。（2）語音合成的歷史語音合成技術(shù)的歷史較悠久，經(jīng)歷了多個(gè)階段：起源階段：在18至19世紀(jì)，使用機(jī)械裝置模擬人類發(fā)聲，如使用氣囊和風(fēng)箱模擬元音和單音。電子合成器階段：20世紀(jì)30年代末，出現(xiàn)電子合成器，如1939年貝爾實(shí)驗(yàn)室的“VODER”，通過電子器件模擬聲音諧振。共振峰合成器階段：20世紀(jì)70-80年代，使用參數(shù)合成方法，如Holmes的并聯(lián)共振峰合成器和Klatt的串/并聯(lián)共振峰合成器。單元挑選拼接合成階段：80年代末，出現(xiàn)基音同步疊加（PSOLA）方法，通過波形拼接實(shí)現(xiàn)流暢語音。基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)合成階段：20世紀(jì)末，基于HMM的參數(shù)合成技術(shù)出現(xiàn)，近年來基于深度學(xué)習(xí)的語音合成技術(shù)成熟，如WaveNet、Tacotron等。3.語音合成的相關(guān)技術(shù)語音合成將文本轉(zhuǎn)化為可聽的口語，主要分為語言分析和聲學(xué)系統(tǒng)兩部分：-語言分析部分：對輸入文本進(jìn)行分析，包括語種判斷、句子處理、文本轉(zhuǎn)音素、句讀韻律預(yù)測等。-聲學(xué)系統(tǒng)部分：根據(jù)語言分析的結(jié)果生成音頻，主要有波形拼接、參數(shù)合成、端到端語音合成等技術(shù)。4.語音合成面臨的挑戰(zhàn)語音合成技術(shù)在深度學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)發(fā)展下取得突破，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備交互和通用應(yīng)用。面臨以下挑戰(zhàn)：（1）。（2）智能語義理解：實(shí)現(xiàn)更智能的語義理解，融合聲音、視覺、上下文等信息，提升語音交互效果。（3）滿足個(gè)性化需求：合成不同語言、口音、方言，同時(shí)考慮年齡、性別、語調(diào)、語速等個(gè)性化因素。這些挑戰(zhàn)將促使語音合成技術(shù)在不斷發(fā)展中不斷改進(jìn)，以滿足日益增長的用戶需求。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)語音識別技術(shù)流程（信號預(yù)處理、特征提?。Ｉ疃葘W(xué)習(xí)在語音識別中的應(yīng)用。處理方法依托在線課程，結(jié)合課前預(yù)習(xí)和課后測驗(yàn)，導(dǎo)入、鞏固課程重點(diǎn)和檢測教學(xué)效果，并有效利用學(xué)科課程及知識點(diǎn)間的聯(lián)系，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識的遷移，建立專業(yè)的知識體系。教學(xué)難點(diǎn)深度學(xué)習(xí)模型的工作原理。在復(fù)雜環(huán)境中的語音識別技術(shù)。處理方法使用實(shí)際錄音示例來幫助學(xué)生理解語音的特點(diǎn)。結(jié)合案例分析深度學(xué)習(xí)在語音識別中的應(yīng)用。二、教學(xué)策略設(shè)計(jì)理念以"技術(shù)服務(wù)國家需求"為主線，將語音識別教學(xué)與政務(wù)服務(wù)、文化傳承等國家戰(zhàn)略深度結(jié)合。通過"問題鏈"設(shè)計(jì)（如"語音技術(shù)如何助力共同富裕"），引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)原理延伸至社會(huì)價(jià)值，構(gòu)建"技術(shù)認(rèn)知-國家需求-責(zé)任擔(dān)當(dāng)"的思政閉環(huán)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法，以"智慧黨建語音助手"開發(fā)為任務(wù)，融入黨史知識語音查詢功能。結(jié)合實(shí)際問題，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，通過實(shí)踐練習(xí)，加深對知識的理解和掌握。通過分組實(shí)踐項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作完成工作任務(wù)的能力。教學(xué)手段：多媒體設(shè)備、視頻資料、網(wǎng)站平臺(tái)、其他教具等，采用電子教案、課堂演示程序的運(yùn)行效果等，以提高課堂信息量，增加教學(xué)的直觀性。教學(xué)資源1.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃等教學(xué)文件，課件、習(xí)題、案例庫；2.課程推薦如下網(wǎng)絡(luò)資源：開設(shè)超星平臺(tái)信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)并進(jìn)行習(xí)題練習(xí)：/course/218954124.html3.思政案例庫：《中國語音識別技術(shù)白皮書》、"方言保護(hù)AI項(xiàng)目"視頻教學(xué)評價(jià)采用多元化、過程化的評價(jià)方式。過程性評價(jià)應(yīng)注重任務(wù)實(shí)踐環(huán)節(jié)分析問題和解決問題的能力的考核，應(yīng)包含職業(yè)素養(yǎng)考核，結(jié)合學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)?？己藘?nèi)容包括微課視頻觀看、章節(jié)測驗(yàn)、平臺(tái)考勤。構(gòu)建"技術(shù)-倫理-國情"三維評價(jià)體系：過程性評價(jià)（60%）：包含"國產(chǎn)語音工具調(diào)研報(bào)告"、"紅色故事語音合成"作業(yè)成果性評價(jià)（40%）：以"語音技術(shù)+鄉(xiāng)村振興"方案設(shè)計(jì)為載體，考察技術(shù)應(yīng)用與國家戰(zhàn)略結(jié)合度三、教學(xué)活動(dòng)安排課前預(yù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖線上調(diào)研"國產(chǎn)語音識別十大應(yīng)用案例"超星學(xué)習(xí)通發(fā)布任務(wù)：1.檢索2023年中文語音技術(shù)重大突破2.記錄3個(gè)服務(wù)國家戰(zhàn)略的語音應(yīng)用案例完成預(yù)學(xué)任務(wù)：1.標(biāo)注案例中的國家需求關(guān)聯(lián)2.繪制"技術(shù)突破-社會(huì)價(jià)值"關(guān)聯(lián)圖激活"技術(shù)服務(wù)國家"認(rèn)知，建立學(xué)習(xí)期待課中內(nèi)化教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容（標(biāo)注時(shí)長）教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入：語音技術(shù)與國家治理現(xiàn)代化（5分鐘）展示"12345政務(wù)熱線智能語音系統(tǒng)"案例，提問："語音識別如何提升政務(wù)服務(wù)效率？"小組討論：分享預(yù)學(xué)中發(fā)現(xiàn)的語音技術(shù)國家應(yīng)用案例以政務(wù)場景切入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣模塊一：語音識別技術(shù)基礎(chǔ)（20分鐘）1.講解語音信號處理原理，對比中英文語音特征差異2.演示"鄉(xiāng)村振興政策"語音轉(zhuǎn)文字過程，強(qiáng)調(diào)術(shù)語識別準(zhǔn)確性繪制"語音技術(shù)樹"，標(biāo)注國產(chǎn)技術(shù)（如訊飛語音云）位置建立"技術(shù)特性-國家語言特色"認(rèn)知模塊二：國產(chǎn)語音技術(shù)實(shí)踐（30分鐘）1.案例解析：-科大訊飛的少數(shù)民族語言識別系統(tǒng)-百度語音的政務(wù)服務(wù)解決方案2.播放"語音識別助力脫貧攻堅(jiān)"紀(jì)錄片分組完成：使用訊飛平臺(tái)將"家鄉(xiāng)脫貧故事"轉(zhuǎn)為文字，分析技術(shù)價(jià)值通過真實(shí)案例滲透科技報(bào)國情懷模塊三：語音倫理與國家安全（15分鐘）1.解讀《網(wǎng)絡(luò)安全法》第41條對語音數(shù)據(jù)的保護(hù)要求2.組織"語音監(jiān)聽的法律邊界"辯論，聚焦公共利益與隱私保護(hù)角色扮演：模擬"語音數(shù)據(jù)倫理審查委員會(huì)"決策過程培養(yǎng)信息安全法治意識實(shí)訓(xùn)：語音合成（20分鐘）指導(dǎo)使用TTS技術(shù)合成"兩只老虎"音頻，強(qiáng)調(diào)情感語調(diào)準(zhǔn)確性實(shí)操練習(xí)：生成音頻并實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)踐與文化傳承結(jié)合課后提升教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)踐作業(yè)：語音技術(shù)+國家戰(zhàn)略方案布置任務(wù)：選取"雙碳目標(biāo)""老齡化應(yīng)對"任一戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)語音技術(shù)應(yīng)用方案完成方案設(shè)計(jì)：包含技術(shù)路線、數(shù)據(jù)安全規(guī)范、社會(huì)價(jià)值分析加深對語音識別應(yīng)用的理解，深化"技術(shù)服務(wù)國家"應(yīng)用能力四、課后反思不足國產(chǎn)語音技術(shù)的地域案例不足（未充分結(jié)合粵港澳大灣區(qū)應(yīng)用場景）倫理討論中對國家政務(wù)語音數(shù)據(jù)的特殊性解讀深度不足。改進(jìn)設(shè)想加強(qiáng)對語音識別技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的難題、挑戰(zhàn)及相應(yīng)解決方案的講解，幫助學(xué)生全面理解并掌握該技術(shù)的局限性及改進(jìn)方向。設(shè)計(jì)更多問題解決導(dǎo)向的實(shí)踐環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用思維分析并解決語音識別中的實(shí)際問題。

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案20一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱無人駕駛教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)2教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析隨著科技的發(fā)展，無人駕駛汽車已不再是科幻，而是現(xiàn)實(shí)中的技術(shù)。無人駕駛汽車融合了多種先進(jìn)技術(shù)，其中人工智能技術(shù)起到核心作用。無人駕駛技術(shù)是人工智能與交通領(lǐng)域深度融合的標(biāo)志性成果，涵蓋環(huán)境感知、決策規(guī)劃、控制執(zhí)行三大核心系統(tǒng)，集成了傳感器融合、高精度定位、深度學(xué)習(xí)等關(guān)鍵技術(shù)。在國家"交通強(qiáng)國"戰(zhàn)略背景下，該技術(shù)對提升道路安全、優(yōu)化交通效率、推動(dòng)智慧出行具有重要意義。教學(xué)中需結(jié)合《道路交通安全法》強(qiáng)調(diào)技術(shù)應(yīng)用的合規(guī)性，通過對比國產(chǎn)無人駕駛技術(shù)（如百度Apollo、華為ADS）與國際技術(shù)的發(fā)展路徑，凸顯核心技術(shù)自主可控的戰(zhàn)略價(jià)值。核心思政融入點(diǎn)：通過"無人駕駛助力鄉(xiāng)村振興物流"案例，培養(yǎng)服務(wù)國家戰(zhàn)略的技術(shù)應(yīng)用意識以"國產(chǎn)無人駕駛技術(shù)突破"案例，強(qiáng)化科技自立自強(qiáng)的民族自信在倫理討論中融入"生命優(yōu)先"價(jià)值觀，培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新的責(zé)任擔(dān)當(dāng)學(xué)情分析知識與技能基礎(chǔ)具備基礎(chǔ)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)操作能力，但對傳感器融合、路徑規(guī)劃等技術(shù)原理缺乏系統(tǒng)認(rèn)知熟悉智能汽車等概念，但對國產(chǎn)無人駕駛技術(shù)（如蘿卜快跑）的發(fā)展歷程了解不足。認(rèn)知與實(shí)踐能力對技術(shù)系統(tǒng)的整體關(guān)聯(lián)理解存在困難，動(dòng)手實(shí)踐意愿強(qiáng)，但編程基礎(chǔ)薄弱，適合通過仿真平臺(tái)（如CARLA）開展虛擬實(shí)踐。學(xué)習(xí)特點(diǎn)對無人駕駛在智慧城市、綠色交通中的應(yīng)用興趣濃厚。教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)了解無人駕駛汽車的基本概念和發(fā)展歷程。理解無人駕駛系統(tǒng)的三大核心模塊（感知、決策、控制）及技術(shù)原理。能力目標(biāo)能分析無人駕駛技術(shù)對社會(huì)的影響，以及相關(guān)的倫理問題。。能分析無人駕駛在"雙碳目標(biāo)"中的應(yīng)用場景（如新能源無人配送車）。素質(zhì)目標(biāo)通過"中國無人駕駛專利數(shù)量全球第二"數(shù)據(jù)，增強(qiáng)民族自豪感；在倫理討論中樹立"安全優(yōu)先"的技術(shù)價(jià)值觀。 教學(xué)內(nèi)容 1.無人駕駛系統(tǒng)基本組成人類駕駛與無人駕駛的對比如圖9-3所示。信息終端傳感系統(tǒng)如同司機(jī)的眼睛和耳朵，中央決策系統(tǒng)如同人的大腦，執(zhí)行器就如同人的手和腳。[人類駕駛與無人駕駛類比](image_link)無人駕駛系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖9-4所示，核心是感知、決策和控制三部分。[無人駕駛系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)](image_link)-感知：從環(huán)境中收集信息并提取相關(guān)知識的能力，包括物體識別和定位。-決策：為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)做出有目的性決策的過程，包括任務(wù)規(guī)劃、行為規(guī)劃和動(dòng)作規(guī)劃。-控制：精準(zhǔn)執(zhí)行規(guī)劃好的動(dòng)作的能力。2.感知為確保無人車對環(huán)境的理解和把握，環(huán)境感知部分需要獲取周圍環(huán)境的信息，如障礙物位置、速度、行為、可行駛區(qū)域等。無人車通常通過融合激光雷達(dá)、相機(jī)、毫米波雷達(dá)等多種傳感器的數(shù)據(jù)來獲取這些信息。-紅外灰度傳感器：在特定情況下，如簡單的道路，可使用原理簡單的灰度傳感器。常見的紅外灰度傳感器有紅外灰度傳感器、線性CCD傳感器、攝像頭等。-激光雷達(dá)和相機(jī)：這些傳感器能夠?qū)崟r(shí)建立周圍環(huán)境的3D地圖，用于障礙物檢測和測距，通常融合相機(jī)的高分辨率進(jìn)行目標(biāo)分類。-道路和道路目標(biāo)檢測方法：使用圖像視覺進(jìn)行道路和目標(biāo)檢測，包括車輛、行人、交通標(biāo)志等。定位和導(dǎo)航定位使用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，如中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、GPS等。導(dǎo)航是根據(jù)定位信息引導(dǎo)無人車沿著預(yù)定路線到達(dá)目的地。-定位技術(shù)：主要使用衛(wèi)星定位技術(shù)，如中國北斗、GPS等。-導(dǎo)航技術(shù)：使用地圖系統(tǒng)，如百度、高德、騰訊地圖，并結(jié)合其他傳感器和地圖信息提高精度。3.決策決策模塊根據(jù)感知、預(yù)測、地圖等信息，指導(dǎo)無人車的行為，包括路徑規(guī)劃、行為決策等。-路徑規(guī)劃：規(guī)劃無碰撞、安全到達(dá)目標(biāo)的有效路徑，考慮障礙物、車道線、路徑曲率等。-行為決策：根據(jù)信息指導(dǎo)無人車在道路上的行為，如跟車、等待避讓等。4.控制控制模塊通過總線與決策系統(tǒng)連接，將決策的軌跡點(diǎn)轉(zhuǎn)化為車輛的實(shí)際動(dòng)作，包括縱向控制和橫向控制。-縱向控制：控制車輛的速度和與前車的距離，避免碰撞。-橫向控制：調(diào)整方向盤角度和輪胎力，實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤。5.倫理與安全規(guī)范解讀《道路交通安全法》第15條對智能駕駛的要求組織"電車難題"辯論，聚焦算法中的生命倫理6.小結(jié)與展望本章主要介紹了無人駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域、基本原理和主要組成結(jié)構(gòu)。無人駕駛系統(tǒng)主要包括信息終端和傳感系統(tǒng)、中央決策系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)，每一部分各司其職。簡單來說，信息終端和傳感系統(tǒng)就是收集路上的各種信息，中央決策系統(tǒng)就是思考要怎么做才能去目的地，執(zhí)行系統(tǒng)就是具體完成達(dá)到目的地的任務(wù)。無人駕駛以往只出現(xiàn)在科幻片里面，未來的應(yīng)用場景將更加地與我們的生活相接近。在不遠(yuǎn)的將來，自動(dòng)駕駛將會(huì)大幅普及，駕駛的勞累程度會(huì)大幅降低，交通安全指數(shù)也會(huì)大幅提高。人們會(huì)在更安全更加充滿樂趣的道路環(huán)境和情景下親自駕駛車輛，舟車勞頓，將會(huì)交給自動(dòng)駕駛所完成。當(dāng)無人駕駛汽車將傳統(tǒng)的汽車變成自動(dòng)駕駛后，汽車就不僅僅是一種出行方式，更是一個(gè)超大的移動(dòng)智能載人終端，就好比一個(gè)會(huì)載人會(huì)自動(dòng)行駛的智能手機(jī)上面將加載無限多種可能的應(yīng)用。甚至是一個(gè)會(huì)移動(dòng)的擁有物理空間的場所，實(shí)現(xiàn)居住、辦公、娛樂、社交等功能。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)無人駕駛系統(tǒng)的組成無人駕駛系統(tǒng)的核心技術(shù)（傳感器融合、高精度定位）處理方法通過動(dòng)畫來解釋傳感器的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)決策系統(tǒng)中的倫理困境（如"電車難題"的算法抉擇）。復(fù)雜環(huán)境下的技術(shù)優(yōu)化（如極端天氣的感知容錯(cuò)）。處理方法組織"倫理決策辯論賽"，探討算法設(shè)計(jì)中的社會(huì)主義核心價(jià)值觀融入二、教學(xué)策略設(shè)計(jì)理念以"技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)交通強(qiáng)國"為主線，將無人駕駛教學(xué)與國家戰(zhàn)略、倫理責(zé)任深度結(jié)合。通過"問題鏈"設(shè)計(jì)（如"無人駕駛?cè)绾沃餐辉?），引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)原理延伸至社會(huì)價(jià)值，構(gòu)建"技術(shù)認(rèn)知-國家需求-責(zé)任擔(dān)當(dāng)"的思政閉環(huán)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、啟發(fā)式、討論式教學(xué)法，以"鄉(xiāng)村振興無人配送系統(tǒng)"設(shè)計(jì)為任務(wù)，融入物流效率提升需求。通過CARLA仿真平臺(tái)模擬"城市道路無人駕駛"，體驗(yàn)技術(shù)應(yīng)用場景。通過分組實(shí)踐項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作完成工作任務(wù)的能力。教學(xué)手段：多媒體設(shè)備、視頻資料、網(wǎng)站平臺(tái)、其他教具等，采用電子教案、課堂演示程序的運(yùn)行效果等，以提高課堂信息量，增加教學(xué)的直觀性。教學(xué)資源1.積極開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源：課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃等教學(xué)文件，課件、習(xí)題、案例庫；2.課程推薦如下網(wǎng)絡(luò)資源：開設(shè)超星平臺(tái)信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)并進(jìn)行習(xí)題練習(xí)：

?/course/218954124.html3.思政案例庫：《中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展白皮書》、"抗疫無人配送"視頻教學(xué)評價(jià)采用多元化、過程化的評價(jià)方式。過程性評價(jià)應(yīng)注重任務(wù)實(shí)踐環(huán)節(jié)分析問題和解決問題的能力的考核，應(yīng)包含職業(yè)素養(yǎng)考核，結(jié)合學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)?？己藘?nèi)容包括微課視頻觀看、章節(jié)測驗(yàn)、平臺(tái)考勤。構(gòu)建"技術(shù)-倫理-國情"三維評價(jià)體系：過程性評價(jià)（60%）：包含"國產(chǎn)技術(shù)調(diào)研報(bào)告"、"倫理決策分析"作業(yè)成果性評價(jià)（40%）：以"無人駕駛+鄉(xiāng)村振興"方案設(shè)計(jì)為載體，考察技術(shù)應(yīng)用與國家戰(zhàn)略結(jié)合度三、教學(xué)活動(dòng)安排課前預(yù)學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖線上調(diào)研"國產(chǎn)無人駕駛十大應(yīng)用案例超星學(xué)習(xí)通發(fā)布任務(wù)：1.檢索2023年中國無人駕駛技術(shù)突破2.記錄3個(gè)服務(wù)國家戰(zhàn)略的應(yīng)用案例完成預(yù)學(xué)任務(wù)：1.標(biāo)注案例中的國家需求關(guān)聯(lián)2.繪制"技術(shù)突破-社會(huì)價(jià)值"關(guān)聯(lián)圖激活"技術(shù)服務(wù)國家"認(rèn)知，建立學(xué)習(xí)期待課中內(nèi)化教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容（標(biāo)注時(shí)長）教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入：無人駕駛與交通強(qiáng)國建設(shè)（5分鐘）展示"北京冬奧會(huì)無人車隊(duì)"案例，提問："無人駕駛?cè)绾翁嵘龂抑卮蠡顒?dòng)保障能力？"小組討論：分享預(yù)學(xué)中發(fā)現(xiàn)的無人駕駛國家應(yīng)用案例以國家重大場景切入，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣模塊一：技術(shù)原理與國產(chǎn)實(shí)踐（35分鐘）1.講解感知-決策-控制系統(tǒng)原理，對比中外技術(shù)路線2.演示百度Apollo的"車路協(xié)同"技術(shù)，強(qiáng)調(diào)北斗定位的核心作用繪制"技術(shù)系統(tǒng)圖"，標(biāo)注國產(chǎn)技術(shù)（如華為MDC芯片）位置加深學(xué)生對系統(tǒng)原理的理解，建立"技術(shù)自主-國家安全"認(rèn)知模塊二：倫理與安全規(guī)范（20分鐘）1.解讀《道路交通安全法》第15條對智能駕駛的要求2.組織"電車難題"辯論，聚焦算法中的生命倫理角色扮演：模擬"無人駕駛倫理委員會(huì)"決策過程培養(yǎng)信息安全法治意識實(shí)訓(xùn)：鄉(xiāng)村物流路徑規(guī)劃（20分鐘）指導(dǎo)使用仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)"農(nóng)產(chǎn)品無人配送路線"，考慮道路條件與效率實(shí)操記錄：生成路徑方案并分析對鄉(xiāng)村振興的支撐價(jià)值實(shí)現(xiàn)技術(shù)實(shí)踐與國家戰(zhàn)略結(jié)合模塊三：未來展望與青年擔(dān)當(dāng)（10分鐘）1.分析"一帶一路"跨境無人貨運(yùn)潛力2.播放"90后自動(dòng)駕駛工程師團(tuán)隊(duì)"紀(jì)錄片撰寫"技術(shù)報(bào)國"微感言，結(jié)合專業(yè)談?chuàng)?dāng)強(qiáng)化青年創(chuàng)新使命意識課后提升教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖實(shí)踐作業(yè)：無人駕駛+國家戰(zhàn)略方案布置任務(wù)：選取"交通強(qiáng)國""雙碳目標(biāo)"任一戰(zhàn)略，設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用方案完成方案設(shè)計(jì)：包含技術(shù)路線、安全規(guī)范、社會(huì)價(jià)值分析四、課后反思不足課程內(nèi)容偏重于理論和技術(shù)原理的介紹，未能充分展現(xiàn)無人駕駛技術(shù)的最新進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用場景，同時(shí)缺乏對學(xué)生跨學(xué)科思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。改進(jìn)設(shè)想加強(qiáng)對無人駕駛技術(shù)在交通出行、智慧城市等領(lǐng)域的最新應(yīng)用案例的介紹，讓學(xué)生深入了解其技術(shù)價(jià)值和社會(huì)影響。鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用跨學(xué)科知識，思考無人駕駛技術(shù)與其他領(lǐng)域的交叉融合，培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維和創(chuàng)新意識。引入有趣的實(shí)際案例和項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索無人駕駛技術(shù)的更多應(yīng)用和創(chuàng)新點(diǎn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)無人駕駛技術(shù)的魅力，激發(fā)他們的探索興趣和創(chuàng)新精神。

《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》教案21一、授課信息課程名稱信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)授課對象教學(xué)單元名稱AIGC生成式大模型應(yīng)用教學(xué)場所機(jī)房授課形式理實(shí)一體授課學(xué)時(shí)4教材信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)《信息技術(shù)與人工智能基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)單元及內(nèi)容分析AIGC（生成式人工智能）是人工智能的前沿領(lǐng)域，通過提示詞工程驅(qū)動(dòng)大模型生成文本、圖像、