第六章人工智能及其應(yīng)用6.2人工智能的應(yīng)用一、教材分析《用智能工具處理信息》是廣東教育出版社出版2019版高中信息技術(shù)必修模塊第六章第二節(jié)的內(nèi)容，本課的主要內(nèi)容是了解信息技術(shù)中的前沿技術(shù)——人工智能，要求學(xué)生體驗(yàn)其基本工作過(guò)程，了解其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，探討智能信息處理應(yīng)用的前景，從而形成初步的感性認(rèn)識(shí)。教材中設(shè)計(jì)了一系列活動(dòng)，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣和實(shí)際，有選擇地進(jìn)行體驗(yàn)式實(shí)踐。二、學(xué)情分析高中學(xué)生通過(guò)前面階段信息技術(shù)課的學(xué)習(xí)，他們已初步掌握了一定的操作技能，但接觸的多是文字處理、媒體表達(dá)等常用工具軟件及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等，對(duì)于信息智能處理工具軟件的使用，個(gè)別學(xué)生可能已經(jīng)具有一定的使用經(jīng)驗(yàn)，例如手寫板輸入、翻譯軟件等，大部分學(xué)生并無(wú)親身體驗(yàn)，但是他們大都對(duì)機(jī)器人等智能工具充滿了好奇和興趣。三、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能：①能從具體的操作過(guò)程中了解智能信息處理工具的基本工作過(guò)程。②能使用部分智能信息處理工具。2.過(guò)程與方法：①通過(guò)具體操作和體驗(yàn)，讓學(xué)生較全面地了解智能工具的應(yīng)用領(lǐng)域。②簡(jiǎn)單了解智能信息處理工具的工作流程。③理解智能工具處理信息與一般工具的區(qū)別。3．情感態(tài)度價(jià)值觀：①認(rèn)識(shí)智能信息處理這一前沿技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，形成對(duì)信息前沿技術(shù)探索的強(qiáng)烈要求。②了解世界其它國(guó)家在這一領(lǐng)域的實(shí)力，并知道我國(guó)現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生在這一領(lǐng)域?yàn)閲?guó)爭(zhēng)光的強(qiáng)烈愿望。四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1．教學(xué)重點(diǎn)①能體驗(yàn)智能信息處理工具的應(yīng)用。②讓學(xué)生在活動(dòng)中體驗(yàn)智能信息處理工具的工作過(guò)程、工作流程和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，感受智能信息處理技術(shù)對(duì)日常生活的深刻影響。2．教學(xué)難點(diǎn)簡(jiǎn)單了解智能信息處理工具的工作流程。五、教學(xué)環(huán)境接入因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室。教師可以根據(jù)教材中5項(xiàng)探究活動(dòng)的要求，為教師機(jī)準(zhǔn)備好麥克風(fēng)，并為教師機(jī)和學(xué)生機(jī)安裝好手寫輸入法和OCR文字識(shí)別軟件。六、教學(xué)策略及教學(xué)流程本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生探究活動(dòng)為主線，學(xué)生可以根據(jù)自身的情況安排學(xué)習(xí)活動(dòng)。在教學(xué)過(guò)程中，注意突出學(xué)生的主體地位，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，提高學(xué)生的興趣和積極性，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究的能力和創(chuàng)新精神。由于學(xué)生平時(shí)對(duì)生活中智能信息處理的工具和環(huán)境接觸較少，因此教學(xué)內(nèi)容不易過(guò)深，重在體驗(yàn)，感悟和興趣激發(fā)。鑒于此，本節(jié)采用“視頻創(chuàng)設(shè)情境引入→操作探究→了解原理→應(yīng)用展望”的線索組織，通過(guò)五個(gè)活動(dòng)的體驗(yàn)，教師的講述，閱讀教材和學(xué)生思考，學(xué)生的相互交流和幫助，彌補(bǔ)學(xué)生在知識(shí)技能上的欠缺，讓學(xué)生在合作中共同探究、共同體驗(yàn)、自主思考，從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)基本流程圖所下：視頻構(gòu)建情境視頻構(gòu)建情境活動(dòng)一：使用語(yǔ)音功能輸入文字演示手機(jī)語(yǔ)音的使用活動(dòng)三：OCR軟件使用學(xué)生、教師列舉OCR技術(shù)在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用歸納：手寫識(shí)別的工作過(guò)程活動(dòng)五：雙向翻譯功能體驗(yàn)介紹總結(jié)模式識(shí)別技術(shù)分享交流自然語(yǔ)言工作過(guò)程根據(jù)情境提出問(wèn)題引入課題活動(dòng)二：手寫輸入體驗(yàn)活動(dòng)四：與機(jī)器人聊天人工智能領(lǐng)域的分布引出：自然語(yǔ)言理解技術(shù)開始結(jié)束歸納提煉總結(jié)七、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖構(gòu)建情境引入主題播放關(guān)于霍金談人工智能的相關(guān)視頻信息（約1.5分鐘），創(chuàng)設(shè)情境，引入課題?；艚鹗亲罱艹龅奈锢韺W(xué)家之一，在這段視頻中，霍金主要在談?wù)撃姆矫娴膯?wèn)題？對(duì)，人工智能（AI）。這節(jié)課老師就帶著大家一起來(lái)領(lǐng)略智能工具的神奇魅力——用智能工具處理信息。在剛才這段視頻中，霍金的聲音是他自己發(fā)出的嗎，對(duì)，不是！由于疾病，霍金失去了說(shuō)話的能力，霍金與人交流只能通過(guò)量身打造的語(yǔ)音合成器來(lái)完成的。這是一種語(yǔ)音智能工具，同學(xué)們，你們?cè)谌粘Ｉ钪杏袥](méi)有親身體驗(yàn)過(guò)語(yǔ)音智能工具嗎？（引入探究活動(dòng)1）學(xué)生觀看學(xué)生集體回答通過(guò)霍金生動(dòng)有趣的人工智能談話視頻和霍金的語(yǔ)音合成器，引入新課。在情感上觸動(dòng)學(xué)生，激發(fā)學(xué)習(xí)信息智能處理相關(guān)知識(shí)的興趣。新課內(nèi)容任務(wù)探究探究活動(dòng)1：體驗(yàn)語(yǔ)音智能技術(shù)（語(yǔ)音撥號(hào)和語(yǔ)音文字輸入功能體驗(yàn)）請(qǐng)幾位同學(xué)上臺(tái)體驗(yàn)語(yǔ)音智能技術(shù)，其他同學(xué)一起觀看，并查看效果如何?教師根據(jù)情況總結(jié)：語(yǔ)音輸入速度快，但是準(zhǔn)確率因人而異。學(xué)生上臺(tái)進(jìn)行語(yǔ)音智能技術(shù)體驗(yàn)共同體驗(yàn)語(yǔ)音輸入功能，了解語(yǔ)音技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。問(wèn)題1：如果遇到不認(rèn)識(shí)的字，或者不能使用鍵盤輸入文字的特殊人群，如何輸入文字？問(wèn)題2：老師把教材84到88頁(yè)掃描下來(lái)保存成圖片文件，我想問(wèn)一下,你們能快速地把圖片上的教材文字識(shí)別出來(lái)，轉(zhuǎn)換成可編輯的電子文檔嗎？引入探究活動(dòng)2和3。探究活動(dòng)2：手寫輸入（用鼠標(biāo)代替手寫板）選擇“搜狗輸入法”，體驗(yàn)搜狗手寫輸入功能，就鼠標(biāo)輸入結(jié)果討論，分析其識(shí)別的簡(jiǎn)單原理及影響手寫識(shí)別率的因素。學(xué)生體驗(yàn)手寫輸入交流思考在實(shí)踐中感受智能手寫輸入的信息處理過(guò)程。探究活動(dòng)3：體驗(yàn)光學(xué)字符識(shí)別技術(shù)教師演示如何用OCR軟件配合掃描儀輸入文字,介紹操作步驟。學(xué)生選擇老師提供的教材圖片文字進(jìn)行OCR識(shí)別體驗(yàn)。請(qǐng)學(xué)生體驗(yàn)OCR技術(shù)，并思考該技術(shù)的缺點(diǎn)。通過(guò)體驗(yàn)活動(dòng)形成認(rèn)識(shí)，并在討論、比較中感知智能工具處理問(wèn)題所獲得結(jié)果的不確定性。教師小結(jié)：1、探究活動(dòng)1、2、3，涉及的智能工具都是都是人工智能領(lǐng)域的——模式識(shí)別技術(shù)。是利用計(jì)算機(jī)對(duì)物體、圖像、語(yǔ)音、字符等進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)，是人工智能的一個(gè)重要分支。2、技術(shù)應(yīng)用：已經(jīng)成功地應(yīng)用于各種字符的識(shí)別、指紋識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別、聲音信號(hào)和地震信號(hào)分析等方面，在現(xiàn)實(shí)生活中已具備了使用價(jià)值，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。3、閱讀教材P86頁(yè)，了解用手寫板輸入漢字的工作流程。閱讀教材了解模式識(shí)別技術(shù)及其技術(shù)應(yīng)用、工作流程。新課內(nèi)容任務(wù)探究探究活動(dòng)4：與機(jī)器人聊天小i機(jī)器人：http學(xué)習(xí)活動(dòng)要求：根據(jù)學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表，設(shè)計(jì)與機(jī)器人對(duì)話的內(nèi)容，問(wèn)題遵循簡(jiǎn)單到復(fù)雜的原則，并思考與交流機(jī)器人是否足夠聰明這個(gè)問(wèn)題。學(xué)生與機(jī)器人交流，提交對(duì)話內(nèi)容記錄。學(xué)生在親歷與機(jī)器人交流過(guò)程中感受人機(jī)對(duì)話的智能信息處理過(guò)程。探究活動(dòng)5：體驗(yàn)在線翻譯功能利用在線網(wǎng)站對(duì)一段英文翻譯成中文，將該中文內(nèi)容再次翻譯成英文，看看什么結(jié)果？比較“機(jī)譯”與“人譯”的異同參考網(wǎng)站：百度在線翻譯http谷歌在線翻譯http學(xué)習(xí)活動(dòng)要求：學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表，進(jìn)行探究與記錄，思考人譯與機(jī)譯的異同這個(gè)問(wèn)題，然后提交。提請(qǐng)學(xué)生就自己所選擇的活動(dòng)過(guò)程及結(jié)果發(fā)表意見，以交流分享操作探究的結(jié)果。學(xué)生利用教師提供的在線翻譯網(wǎng)站和練習(xí)資料進(jìn)行英漢翻譯和英文網(wǎng)站漢化。引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)智能信息處理技術(shù)，通過(guò)回答問(wèn)題，鍛煉學(xué)生交流與表達(dá)的能力。觀察學(xué)生進(jìn)行英漢翻譯時(shí)能否正確使用工具軟件，能不能順利完成任務(wù)。教師小結(jié)：探究任務(wù)4和5都是人工智能領(lǐng)域中的自然語(yǔ)言理解技術(shù)，（大屏幕）主要是研究如何使計(jì)算機(jī)能夠理解和生成自然語(yǔ)言的技術(shù)。了解機(jī)器人聊天和機(jī)器翻譯的工作流程：指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P8687閱讀教材了解自然語(yǔ)言理解技術(shù)及其工作流程。歸納小結(jié)討論、比較智能工具和一般工具的異同點(diǎn)。引導(dǎo)有興趣的同學(xué)進(jìn)行課外拓展學(xué)習(xí)。課外拓展1．上網(wǎng)了解目前人工智能領(lǐng)域的發(fā)展情況或典型案例。2．結(jié)合課前視頻霍金對(duì)人工智能的觀點(diǎn)，搜集相關(guān)資料，暢述未來(lái)人工智能機(jī)器與人類哪個(gè)更聰明？思考、討論、交流培養(yǎng)學(xué)生善于分析和勤于總結(jié)的能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能學(xué)習(xí)和探索的熱情。八、教學(xué)反思：在本節(jié)課的教學(xué)中，本人圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)了5個(gè)系列活動(dòng)。首先通過(guò)展示霍金談人工智能的幽默風(fēng)趣視頻，構(gòu)建情境，引入課題。再?gòu)耐ㄟ^(guò)為霍金量身打造的語(yǔ)音合成器，自然過(guò)渡到體驗(yàn)語(yǔ)音智能工具的探究活動(dòng)中。在每一個(gè)活動(dòng)體驗(yàn)完成后，都及時(shí)與新知識(shí)聯(lián)系，通過(guò)問(wèn)題、討論的形式對(duì)智能工具的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行認(rèn)識(shí)和提升。本節(jié)課課堂氣氛較為活躍，學(xué)生興趣濃厚，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中也非常積極主動(dòng)的探究新知，能夠較好的完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在本節(jié)課中的主要不足就是，學(xué)生之間交流不夠充分，部分學(xué)生自我學(xué)習(xí)探究能力不強(qiáng)。如在線翻譯和機(jī)器人聊天，有的學(xué)生只是幾句的簡(jiǎn)單語(yǔ)句就覺(jué)得沒(méi)什么事可做，甚至不知聊什么，因此在活動(dòng)中，教師應(yīng)鼓勵(lì)