的教學(xué)案例《信息的智能化加工》

1、 .wd.信息的智能化加工一、 教學(xué)內(nèi)容分析教材選用?信息技術(shù)必修?教育科學(xué)出版社第三章?信息的編程加工和智能化加工?的第三節(jié)?信息的智能化加工?。課文引言說(shuō)明了人工智能技術(shù)的應(yīng)用其實(shí)離我們并不遙遠(yuǎn)，就在我們身邊，本節(jié)內(nèi)容分為兩局部，首先引用“人機(jī)大戰(zhàn)的材料是對(duì)第二節(jié)思想的一個(gè)繼承，提醒出機(jī)器的智能其實(shí)是由人通過(guò)編程賦予的；接著介紹幾種典型的人工智能技術(shù)的應(yīng)用，讓學(xué)生了解其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，提升學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)，并且開(kāi)展他們的辯證思維。二、 教學(xué)對(duì)象分析在前幾節(jié)課中，學(xué)生從總體上了解信息加工的根本知識(shí)，體驗(yàn)了自動(dòng)化編程實(shí)現(xiàn)信息加工的完整過(guò)程，知道利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的步驟。學(xué)生也在第一章的?信息

2、技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)?一節(jié)中已初步了解人工智能技術(shù)中的智能代理技術(shù)，從教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該局部的知識(shí)是很感興趣的。大局部學(xué)生在日常生活、學(xué)習(xí)中或許接觸過(guò)人工智能，但缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，并且還未意識(shí)到信息的智能化加工的重要性和應(yīng)用價(jià)值。三、 教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1. 能說(shuō)出人工智能的概念。2. 能使用常見(jiàn)的人工智能技術(shù)軟件對(duì)信息進(jìn)展加工。過(guò)程與方法：1. 通過(guò)“訓(xùn)練機(jī)器人，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，了解人工智能的本質(zhì)。2. 能根據(jù)應(yīng)用的需求，選擇適宜的人工智能技術(shù)對(duì)信息進(jìn)展加工。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1. 能體驗(yàn)人工智能技術(shù)在加工信息中的優(yōu)勢(shì)與局限；2. 能對(duì)人工智能技術(shù)進(jìn)展客觀的分析和評(píng)價(jià)，了解實(shí)用價(jià)值，樹(shù)立正確

3、的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀。四、 教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：體驗(yàn)人工智能技術(shù)，思考其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。難點(diǎn)：客觀地認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)，培養(yǎng)正確的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀。五、 教學(xué)方法和教學(xué)策略教學(xué)方法：任務(wù)驅(qū)動(dòng)、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、自主學(xué)習(xí)教學(xué)策略：利用計(jì)算機(jī)進(jìn)展信息加工有三種主要形態(tài)：自動(dòng)化、智能化、人性化。學(xué)生在了解了基于程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)化信息加工后，再進(jìn)一步學(xué)習(xí)基于人工智能技術(shù)的智能化信息加工，其所解決的問(wèn)題是如何讓計(jì)算機(jī)更加自主地加工信息，減少人的參與，進(jìn)一步提高信息加工的效率和人性化程度。鑒于智能化加工信息的地位，在結(jié)合課本內(nèi)容以體驗(yàn)和思辨的原那么下，貼近學(xué)生實(shí)際，筆者采取多種教學(xué)手段力求學(xué)生對(duì)知識(shí)有深刻的認(rèn)識(shí)。第一，對(duì)人工

4、智能概念的認(rèn)識(shí)和“人機(jī)大戰(zhàn)材料的處理。人工智能的概念只有簡(jiǎn)單的一句話，如何很好的理解并體會(huì)人工智能是如何工作的，是難點(diǎn)。課本“人機(jī)大戰(zhàn)的材料很經(jīng)典，但筆者認(rèn)為所提供的數(shù)據(jù)對(duì)于學(xué)生還是抽象，不好理解。因此，筆者采用一個(gè)名叫“愛(ài)奇機(jī)器人的小程序來(lái)取代。學(xué)生在體驗(yàn)“訓(xùn)練機(jī)器人的同時(shí)，也容易到達(dá)教學(xué)目標(biāo)。第二，對(duì)講授智能軟件的處理。首先，在數(shù)量上不能太多，課堂時(shí)間有限，應(yīng)有選擇地重點(diǎn)講解其中一兩個(gè)。其次，與學(xué)生學(xué)習(xí)生活有聯(lián)系的，具有代表性。最后，在智能化加工過(guò)程中對(duì)信息作前后比照，表達(dá)其變化。所以，筆者采用了手寫(xiě)識(shí)別和機(jī)器翻譯兩款智能化加工軟件，學(xué)生在完成一系列任務(wù)后，通過(guò)問(wèn)題的討論，從而認(rèn)識(shí)人工智能

5、技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限性。第三，如何引導(dǎo)學(xué)生客觀認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，筆者通過(guò)Google數(shù)字圖書(shū)侵權(quán)事例的介紹，讓學(xué)生在討論中得到答案，從中開(kāi)展他們的思辨能力，使學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀。第四，視頻的運(yùn)用。本節(jié)課播放了兩段視頻：智能機(jī)器人倒水和高速高清晰度的圖書(shū)掃描儀。一方面利用影像傳達(dá)一些課堂上無(wú)法展示的技術(shù)，另一方面表達(dá)教學(xué)素材的多樣化，并有效提高課堂學(xué)習(xí)氣氛。六、 教學(xué)媒體選擇多媒體播送網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、投影儀、麥克風(fēng)、演示文稿、視頻、互聯(lián)網(wǎng)七、 教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課引入教師播放一段伴奏音樂(lè)【提問(wèn)】大家知道這首歌的名字嗎？假設(shè)你聽(tīng)到一首旋律很優(yōu)美

6、的歌曲，但是不知道是誰(shuí)唱的，又不知道歌名和歌詞，你有什么方法可以找到呢？今天教師向大家介紹一種新的搜索音樂(lè)的方法。【如何進(jìn)展歌曲識(shí)別】翻開(kāi)網(wǎng)站： :/ midomi /，教師對(duì)著麥克風(fēng)哼唱一首歌的旋律10秒左右，片刻，該網(wǎng)站就搜索到這首歌的名字。注：如網(wǎng)站出現(xiàn)問(wèn)題，那么播放準(zhǔn)備好的視頻代替?！咎釂?wèn)】通常是輸入歌的名字、歌詞或歌手名去搜索歌曲，為什么這個(gè)網(wǎng)站可以利用聲音搜索呢？ 【原理】該網(wǎng)站使用聲音識(shí)別技術(shù)，提取錄制聲音中的特征，再與網(wǎng)站中的歌曲進(jìn)展匹配。(配合聲音波形圖講解)【引入課題】聲音識(shí)別技術(shù)屬于人工智能技術(shù)，今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)和體驗(yàn)人工智能技術(shù)的應(yīng)用。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)，并根據(jù)平時(shí)的經(jīng)歷答復(fù)

7、可能的做法。學(xué)生觀察教師的操作。學(xué)生思考，答復(fù)通過(guò)介紹一個(gè)新的搜索音樂(lè)方法，讓學(xué)生走進(jìn)人工智能的世界，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新課學(xué)習(xí)：人工智能概念及實(shí)質(zhì)【說(shuō)一說(shuō)】你平時(shí)接觸過(guò)人工智能嗎？有什么例子？【人工智能概念】人造的智能，主要是對(duì)人腦思維機(jī)理的模擬。教師舉例說(shuō)明人如何將智能賦予給機(jī)器人如以下圖。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)，思考，答復(fù)以下問(wèn)題。通過(guò)對(duì) “愛(ài)奇虛擬機(jī)器人的介紹，并逐步引導(dǎo)學(xué)生觀察如何將智能賦予給機(jī)器人，讓學(xué)生理解人工智能的概念和實(shí)質(zhì)。注：AiQi愛(ài)奇人工智能程序感謝網(wǎng)友“智靈設(shè)計(jì)師提供程序任務(wù)一：將智能賦予機(jī)器人提示學(xué)生通過(guò)教師給出的例子完成任務(wù)一。【小結(jié)】剛剛大家“訓(xùn)練的是一個(gè)簡(jiǎn)單的虛擬的

8、智能機(jī)器人，而平時(shí)我們所說(shuō)的智能機(jī)器人實(shí)體比它復(fù)雜上萬(wàn)倍，但它們的原理根本是類(lèi)似的。機(jī)器人是根據(jù)感覺(jué)到的信息，進(jìn)展獨(dú)立識(shí)別、推理，并作出判斷和決策。【播放一段機(jī)器人倒水的視頻】提問(wèn)學(xué)生，視頻中機(jī)器人的哪個(gè)動(dòng)作與我們平時(shí)做的有所不同如以下圖？是誰(shuí)造成的？學(xué)生上機(jī)完成任務(wù)一題目附在后面學(xué)生仔細(xì)觀看在觀看的過(guò)程中，有局部學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題。學(xué)生答復(fù)，是人在設(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)忽略而造成的。學(xué)生體驗(yàn)將智能賦予給機(jī)器人任務(wù)，并通過(guò)觀看一段視頻，加深對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)。新課學(xué)習(xí)：幾種典型的人工智能技術(shù)的應(yīng)用【想一想，找方法】1、鍵盤(pán)輸入有困難的人，要在計(jì)算機(jī)輸入文字，有哪些方法？2、如何將一段文字進(jìn)展中英文互譯？

9、假設(shè)想將中文譯成德語(yǔ)、日語(yǔ)呢？簡(jiǎn)單介紹人工智能技術(shù)在日常生活中的重要應(yīng)用：1、模式識(shí)別：包括手寫(xiě)識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、指紋識(shí)別、人臉識(shí)別等；請(qǐng)一位學(xué)生上臺(tái)示范語(yǔ)音識(shí)別2、機(jī)器翻譯：兩種不同語(yǔ)言的相互翻譯。中文翻譯軟件，在線翻譯；認(rèn)真聽(tīng)，答復(fù)以下問(wèn)題一位學(xué)生上臺(tái)示范語(yǔ)音識(shí)別，其他學(xué)生觀察對(duì)典型的人工智能技術(shù)的應(yīng)用作簡(jiǎn)單介紹，讓學(xué)生對(duì)該技術(shù)有全面的了解。任務(wù)二：體驗(yàn)利用人工智能技術(shù)加工信息教師布置任務(wù)二，并思考以下問(wèn)題?！締?wèn)題】1、在使用手寫(xiě)輸入法輸入生僻字時(shí)，智能技術(shù)加工前的信息是什么？加工后的信息又是什么？2、你認(rèn)為機(jī)器翻譯的優(yōu)點(diǎn)在哪里？局限性在什么地方？例如，“氹你開(kāi)心的“氹字，在信息加工前是筆畫(huà)

10、和筆畫(huà)對(duì)應(yīng)的位置，經(jīng)過(guò)智能化加工后，就變成我們需要的文字。如以下圖如果只有筆畫(huà)而沒(méi)有筆畫(huà)對(duì)應(yīng)的位置，就不能識(shí)別出這個(gè)文字。如以下圖學(xué)生上機(jī)完成任務(wù)二題目附在后面對(duì)提出問(wèn)題進(jìn)展討論、答復(fù)。學(xué)生通過(guò)利用人工智能技術(shù)對(duì)信息進(jìn)展加工的體驗(yàn)活動(dòng)，進(jìn)一步體會(huì)其加工信息的機(jī)理，了解其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。討論：人工智能技術(shù)帶來(lái)的問(wèn)題【播放視頻-高速和高清晰度的圖書(shū)掃描儀】問(wèn)學(xué)生，視頻中的技術(shù)好還是不好？為什么？并結(jié)合下面提供的新聞材料，答復(fù)以下問(wèn)題?！拘侣勬溄樱篏oogle數(shù)字圖書(shū)館】 2009年10月13日，央視?朝聞天下?欄目報(bào)道稱(chēng)，谷歌數(shù)字圖書(shū)館涉嫌大范圍侵權(quán)中文圖書(shū)，從中國(guó)文字著作權(quán)協(xié)會(huì)得悉，570位權(quán)利人

11、17922部作品在未經(jīng)授權(quán)已被谷歌掃描上網(wǎng)。谷歌公司將面臨中國(guó)權(quán)利人的侵權(quán)指控。【說(shuō)一說(shuō)】1、Google的行為合法嗎？2、從事件中看出，是技術(shù)本身出了問(wèn)題嗎？ 是誰(shuí)的錯(cuò)？學(xué)生思考，討論，答復(fù)以下問(wèn)題通過(guò)具體事例，客觀地認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)。歸納總結(jié)1、人工智能的概念。2、人工智能技術(shù)的兩面性。3、簡(jiǎn)要介紹人工智能技術(shù)其它應(yīng)用領(lǐng)域，鼓勵(lì)學(xué)生參與人工智能技術(shù)的開(kāi)展。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)，答復(fù)穩(wěn)固知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生作進(jìn)一步探索。八、 教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)過(guò)程性評(píng)價(jià)：對(duì)課堂上學(xué)生參與討論和發(fā)言進(jìn)展及時(shí)評(píng)價(jià)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)展引導(dǎo)和幫助。九、 教學(xué)反思整節(jié)課進(jìn)展得很順利，在各個(gè)環(huán)節(jié)中學(xué)生都到達(dá)教學(xué)目標(biāo)。課堂上選取的資源對(duì)學(xué)生來(lái)

12、說(shuō)很有吸引力，滿足了他們的好奇心。所以，課堂學(xué)習(xí)氣氛十分輕松、活潑?，F(xiàn)對(duì)課堂作簡(jiǎn)單總結(jié)如下：1. 學(xué)生的積極性得到充分表達(dá)，能參與各環(huán)節(jié)的討論，并表達(dá)自己的見(jiàn)解。在教學(xué)的過(guò)程中，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)展的過(guò)程性評(píng)價(jià)及時(shí)恰當(dāng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的閃光點(diǎn)，例如，有一位學(xué)生將中文翻譯成英文的結(jié)果用來(lái)“訓(xùn)練愛(ài)奇機(jī)器人，使之變成一個(gè)能翻譯的機(jī)器人。這個(gè)要求教師是沒(méi)有作要求的，而這位學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)融合在一起，將技術(shù)運(yùn)用在解決問(wèn)題上，這不正是素質(zhì)教育所提倡的嗎？所以，在課堂上筆者立刻表?yè)P(yáng)這位學(xué)生，及時(shí)給予肯定，并鼓勵(lì)其他學(xué)生進(jìn)展這方面的探究。2. 本節(jié)課的亮點(diǎn)之一是“訓(xùn)練愛(ài)奇機(jī)器人，本環(huán)節(jié)防止了教師直白地介紹有關(guān)知識(shí)，

13、而是讓學(xué)生參與到機(jī)器人的“訓(xùn)練中。在此過(guò)程中，更能讓學(xué)生懂得機(jī)器人的好壞取決于“訓(xùn)練的意圖好壞這樣一個(gè)道理，從而明白人在其中起決定性的作用。3. 本節(jié)課的亮點(diǎn)之二是在結(jié)尾局部對(duì)人工智能技術(shù)作辯證的討論。學(xué)生在體驗(yàn)了人工智能技術(shù)的方便和驚喜后，通過(guò)對(duì)Google數(shù)字圖書(shū)侵權(quán)的例子展開(kāi)討論，學(xué)生都積極發(fā)表自己的意見(jiàn)，對(duì)人工智能技術(shù)有客觀的認(rèn)識(shí)。附錄：學(xué)生任務(wù)任務(wù)一：將智能賦予機(jī)器人翻開(kāi)“AiQi愛(ài)奇人工智能程序文件夾，運(yùn)行程序，按下面要求完成。要求：按下面格式輸入，看機(jī)器人如何答復(fù)你的問(wèn)題。例1 ：1、記住圓圓是熊貓 2、記住熊貓吃竹子 3、圓圓吃竹子嗎 4、圓圓不吃竹子嗎 5、圓圓吃什么 6、圓

14、圓吃肉嗎問(wèn)：機(jī)器人會(huì)答復(fù)這個(gè)問(wèn)題嗎？例2：1、如果我今天不努力學(xué)習(xí)那么明天就努力找工作 2、不努力學(xué)習(xí)任務(wù)二：體驗(yàn)手寫(xiě)識(shí)別和機(jī)器翻譯手寫(xiě)識(shí)別1、 下面表格的生僻字你會(huì)讀嗎？看如何輸入這些文字？2、 嘗試使用搜狗手寫(xiě)輸入法，輸入下面的生僻字。生僻字輸入生僻字生僻字的拼音機(jī)器翻譯要求：1、 進(jìn)入Google在線翻譯： :/2、 將要翻譯的文本輸入在左邊的文本框，并選擇文本的語(yǔ)言類(lèi)別，在右邊的文本框選擇你要翻譯成哪種語(yǔ)言。3、 利用機(jī)器翻譯，對(duì)以下文本進(jìn)展中、英文互譯，將翻譯后的文本粘貼在對(duì)應(yīng)的方格上，并與專(zhuān)業(yè)的翻譯比擬，看看翻譯效果如何。需翻譯的文本機(jī)器翻譯人工專(zhuān)業(yè)翻譯人工智能Artificial Intelligence計(jì)算機(jī)博弈Computer Gamehow old are you你幾歲了how are you你好計(jì)算機(jī)博弈也是人工智能技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，可以說(shuō)它很早就進(jìn)入了我們的學(xué)習(xí)和生活中。Computer game is an application