人工智能初步信息技術(shù)選修教學(xué)建議(67張)課件

1、人工智能初步信息技術(shù)選修第1頁，共68頁。課程簡介課程的意義教材的特點(diǎn)不同欄目的介紹任務(wù)提示板學(xué)習(xí)指引體驗(yàn)活動后續(xù)活動評價(jià)參考資料第2頁，共68頁。內(nèi)容簡介（1）第1章 初識人工智能：讓學(xué)生通過實(shí)際操作，體驗(yàn)具有一定智能的軟件，通過與計(jì)算機(jī)聊天、下棋等活動感受人工智能與人類智能之間的關(guān)系和區(qū)別，了解人工智能的概念和基本特點(diǎn)，了解人工智能的基本領(lǐng)域，幫助學(xué)生建立起對人工智能這門學(xué)科的初步認(rèn)識。第2章 知識的表示：讓學(xué)生通過活動充分感受到知識表示是人工智能首先要解決的問題，即如何讓知識以適合機(jī)器系統(tǒng)的方式進(jìn)行表示，學(xué)生將學(xué)習(xí)框架表示法、產(chǎn)生式表示法、狀態(tài)空間表示法、與/或圖表示法、謂詞邏輯表示法等

2、人工智能中知識表示的方法第3頁，共68頁。內(nèi)容簡介（2）第3章 人工智能語言：讓學(xué)生通過實(shí)踐，學(xué)習(xí)一種人工智能語言-Prolog,并能夠使用該語言設(shè)計(jì)簡單的智能程序。第4章 推理與專家系統(tǒng)：讓學(xué)生通過使用簡單的產(chǎn)生式專家系統(tǒng)軟件，了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，掌握專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理，認(rèn)識常用的不精確推理的基本過程，學(xué)會利用一個(gè)簡易的專家系統(tǒng)外殼開發(fā) 簡單的專家系統(tǒng)。第4頁，共68頁。內(nèi)容簡介（3）第5章 通過搜索求解問題：讓學(xué)生從迷宮入手，了解狀態(tài)空間的概念與方法以及用盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程，掌握基于狀態(tài)空間問題的求解過程和進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本思想，知道博弈問題的基本

3、知識以及搜索技術(shù)在博弈中的應(yīng)用。課時(shí)安排第5頁，共68頁。第1章 初識人工智能課標(biāo)要求：1能描述人工智能的概念與基本特點(diǎn)；知道人工智能技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)硬、軟技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用需求而發(fā)展的事實(shí)和客觀規(guī)律。2列舉人工智能的重要應(yīng)用領(lǐng)域；通過演示或?qū)嶋H操作，體驗(yàn)人工智能的若干典型應(yīng)用，知道其發(fā)展現(xiàn)狀。建議：通過體驗(yàn)智能軟件，感受人工智能與人類智能的區(qū)別，對人工智能有初步認(rèn)識第6頁，共68頁。主要內(nèi)容什么是人工智能人工智能常見的研究與應(yīng)用領(lǐng)域第7頁，共68頁。什么是人工智能（1）活動意圖：建立起對人工智能的感性認(rèn)識，比較人類智能與人工智能的差異。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：人工智能的概念與基本特點(diǎn)難點(diǎn)：讓學(xué)生在實(shí)際操

4、作中體會，建立起對人工智能的初步認(rèn)識課學(xué)準(zhǔn)備：可以讓學(xué)生預(yù)先收集一些資料，教師也可預(yù)先收集一些關(guān)于智能、人類智能、人工智能定義的資料。對聊天網(wǎng)站，一定要預(yù)先檢查是否能正常鏈接。第8頁，共68頁。什么是人工智能（2）建議教學(xué)過程：導(dǎo)入新課開始活動教師介紹學(xué)習(xí)指引中的內(nèi)容體驗(yàn)活動第9頁，共68頁。人工智能常見的研究與應(yīng)用領(lǐng)域（1）活動意圖：通過人工智能的典型成果，即計(jì)算機(jī)棋手，文字識別，機(jī)器翻譯和機(jī)器人，對人工智能的研究與應(yīng)用領(lǐng)域有感性認(rèn)識。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：讓學(xué)生通過體驗(yàn)，了解人工智能的研究與應(yīng)用領(lǐng)域。難點(diǎn)：讓學(xué)生在實(shí)際操作中對軟件的智能程度進(jìn)行分析、比較和總結(jié)。課學(xué)準(zhǔn)備：教師一定要預(yù)先收集相關(guān)軟

5、件（可以自己準(zhǔn)備，也可讓學(xué)生準(zhǔn)備）并安裝在機(jī)房的電腦上面。掃描的材料可由教師預(yù)先準(zhǔn)備好。收集資料要提醒學(xué)生不要僅限于網(wǎng)絡(luò)。有些操作教師甚至考慮要自己預(yù)先演示。第10頁，共68頁。人工智能常見的研究與應(yīng)用領(lǐng)域（2）建議教學(xué)過程：與計(jì)算機(jī)下棋，完成活動1，了解人工智能學(xué)科中的問題求解識別英語短文，完成文章翻譯，完成活動2,了解模式識別和自然語言理解了解各種各樣機(jī)器人，了解機(jī)器人學(xué)的發(fā)展介紹“學(xué)習(xí)指引”中的自動定理證明、智能代理、專家系統(tǒng)、自動程序設(shè)計(jì)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，總結(jié)體驗(yàn)活動第11頁，共68頁。人工智能常見的研究與應(yīng)用領(lǐng)域（3）下棋（跳棋，五子棋，相同棋類的同學(xué)分成一組）文字識別和機(jī)器翻譯。識別

6、的材料教師先準(zhǔn)備好，可以準(zhǔn)備一些“好”的材料和“不好”的材料。翻譯可單獨(dú)進(jìn)行，用翻譯軟件，或用google翻譯對于各類機(jī)器人的討論，可結(jié)合一些影視作品學(xué)習(xí)指引中的內(nèi)容要給合前面的活動第12頁，共68頁。后續(xù)活動與評價(jià)活動目標(biāo)：通過調(diào)查和資料收集，讓學(xué)生感性地了解人工智能對人類生活的影響、全面地了解人工智能學(xué)科的發(fā)展過程。后續(xù)活動可在課余時(shí)間完成，如有時(shí)間也可一部分在課外，一部分在課內(nèi)完成。評價(jià)舉例：認(rèn)識人類智能的特征：*在教師的提示下能夠辯別人類智能的特征；*能夠知道人類智能的特點(diǎn)，并在日常生活中找到其表現(xiàn)的實(shí)例*能夠主動地分析人類日常的活動，并歸納總結(jié)出人類智能的特征。第13頁，共68頁。第

7、2章 知識的表示課標(biāo)要求：1掌握知識的概念2學(xué)會知識表達(dá)的基本方法建議本章是后面幾章的基礎(chǔ)，知識表示是把人的知識轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以接受的形式，知識表示有多種形式，各有特點(diǎn)。第14頁，共68頁。主要內(nèi)容知識及知識的表示框架表示法產(chǎn)生式表示法狀態(tài)空間表示法與/或圖表示法謂詞邏輯表示法第15頁，共68頁。知識及知識的表示（1）活動意圖：通過描述計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)造的知識，從使用三種不同的方法-“自然語言”，“圖”，“框架結(jié)構(gòu)”描述計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)造開始，讓學(xué)生體會同一個(gè)知識可以用不同的方法來描述，不同的描述方法各有特點(diǎn)。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：讓學(xué)生使用不同的方法描述同一種知識，通過學(xué)生自己參與描述的過程體驗(yàn)知識與知識

8、表示的概念。難點(diǎn)：抽象概念較多，尤其是讓學(xué)生區(qū)分知識、信息與數(shù)據(jù)三者的概念。課學(xué)準(zhǔn)備：教師一定要預(yù)先準(zhǔn)備一個(gè)計(jì)算機(jī)主機(jī)的實(shí)物，并貼好相應(yīng)的標(biāo)簽，如果實(shí)物有困難，可采用預(yù)先介紹一下計(jì)算機(jī)主機(jī)的知識（帶一些圖片），然后讓學(xué)生進(jìn)行活動。第16頁，共68頁。知識及知識的表示（2）建議教學(xué)過程：導(dǎo)入新課：交流什么是知識，我們是如何進(jìn)行知識的表示與交流的執(zhí)行活動中的第一個(gè)任務(wù)：用三種不同的方法描述計(jì)算機(jī)執(zhí)行第二個(gè)任務(wù)：分析以上三種方法的特點(diǎn)執(zhí)行第三個(gè)任務(wù)：比較不同的知識描述方法各有什么特點(diǎn)教師講解“學(xué)習(xí)指引”中的內(nèi)容小結(jié)體驗(yàn)活動（可在課堂上做）強(qiáng)化上述內(nèi)容第17頁，共68頁?？蚣鼙硎痉ǎǎ┗顒右鈭D：以名片

9、為描述對象，通過收集名片上的信息，并加以歸納整理，逐漸引入框架表示法表示知識通過活動，學(xué)生可以體會到框架的四個(gè)組成部分是如何從現(xiàn)實(shí)事物中被提取出來的重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：讓學(xué)生通過觀察、搜集信息，歸納整理信息和描述知識等過程，學(xué)會使用框架描述知識。難點(diǎn)：如何通過歸納整理獲得框架的四個(gè)組成部分。教學(xué)準(zhǔn)備：教師要讓學(xué)生預(yù)先收集一些名片，鼓勵(lì)學(xué)生互相進(jìn)行名片交流。另外需要一些表示的知識（文本），要求這些知識應(yīng)該內(nèi)容相對復(fù)雜一些，幫助學(xué)生更好地理解框架。第18頁，共68頁?？蚣鼙硎痉ǎǎ┙虒W(xué)過程安排：導(dǎo)入新課：復(fù)習(xí)第一節(jié)中用框架結(jié)構(gòu)表示計(jì)算機(jī)構(gòu)造的知識執(zhí)行活動的步驟：從收集到的名片中提取關(guān)鍵性項(xiàng)目執(zhí)行活動的

10、步驟：對收集到的信息進(jìn)行歸納整理執(zhí)行活動的步驟：完成框架的表述用學(xué)習(xí)指引中的內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)應(yīng)用：利用框架表示法表示一些其它的知識體驗(yàn)活動（可在課堂上做）強(qiáng)化上述內(nèi)容第19頁，共68頁。框架表示法（）一個(gè)框架可以由框架名、槽、側(cè)和值四部分組成?？蚣芤话憧杀硎境扇缦赂袷剑嚎蚣苊蚣茈m然由四部分組成，但是有的時(shí)候可以缺損其中的一些結(jié)構(gòu)，比如地震的框架第20頁，共68頁。產(chǎn)生式表示法（）活動意圖：活動要求學(xué)生從一個(gè)產(chǎn)生式表示法表示的知識中找到規(guī)則和事實(shí)的對應(yīng)關(guān)系。學(xué)生通過尋找規(guī)則和答案的對應(yīng)關(guān)系，可以體驗(yàn)到產(chǎn)生式表示法是如何推導(dǎo)出答案來的。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：掌握產(chǎn)生式的基本結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：正確地描述規(guī)則和事實(shí)之

11、間的因果關(guān)系教學(xué)準(zhǔn)備：有可能的話，教師制作一個(gè)小課件，模擬一個(gè)小小動物園里進(jìn)行動物識別的場景，對每個(gè)小動物都做一個(gè)介紹。第21頁，共68頁。產(chǎn)生式表示法（）建議教學(xué)過程：導(dǎo)入新課：通過模擬一個(gè)小小動物園，介紹七種動物，引入本課以其中一個(gè)動物為例，介紹如何通過產(chǎn)生式表示法中描述的規(guī)則找出事實(shí)完成27頁上的表格閱讀學(xué)習(xí)指引小結(jié)體驗(yàn)活動（可在課堂上做）強(qiáng)化上述內(nèi)容第22頁，共68頁。產(chǎn)生式表示法（）在本節(jié)活動前，應(yīng)對學(xué)生說明活動中設(shè)置的場景和條件，即并不是對全體動物進(jìn)行識別，而是對預(yù)先設(shè)定的有限的幾個(gè)動物進(jìn)行識別，也不是嚴(yán)格地遵照動物學(xué)分類進(jìn)行識別，所以這些識別在科學(xué)上存在一定的缺陷，要求學(xué)生把注意

12、力放在尋找規(guī)則和事實(shí)的關(guān)聯(lián)上。第23頁，共68頁。狀態(tài)空間表示法（）活動意圖：狀態(tài)空間表示法是用來表示問題及其搜索過程的一種知識表示方法，而迷宮問題就是典型的沒有固定解題步驟，但是狀態(tài)空間會隨著解題過程發(fā)生變化的實(shí)例通過該活動引出了兩個(gè)問題：如何描述問題中可能存在的各種狀態(tài)？如何用狀態(tài)空間圖描述搜索過程。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：用狀態(tài)空間表示法的術(shù)語描述機(jī)器人走迷宮的過程難點(diǎn)：如何找到所有的移動可能，并準(zhǔn)確地在狀態(tài)空間圖上描述出來。教學(xué)準(zhǔn)備：教師既可讓學(xué)生在紙上畫迷宮，也可找相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件代替。第24頁，共68頁。狀態(tài)空間表示法（）建議教學(xué)過程：導(dǎo)入新課：從迷宮游戲引入新課執(zhí)行活動的步驟：描述問題中

13、所有可能的狀態(tài)執(zhí)行活動的步驟：定義算符執(zhí)行活動的步驟：完成狀態(tài)空間圖執(zhí)行活動的步驟：尋找最短通路閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的內(nèi)容拓展思考：生活中還有哪些問題可以使用狀態(tài)空間表示法表示體驗(yàn)活動（可在課堂上做）強(qiáng)化上述內(nèi)容第25頁，共68頁。狀態(tài)空間表示法（）任何問題的求解本質(zhì)都是一個(gè)搜索過程為了讓計(jì)算機(jī)能夠有效的搜索，需要對所求解的問題用適當(dāng)?shù)男问奖憩F(xiàn)出來狀態(tài)空間的一些術(shù)語狀態(tài)空間表示法表示問題的步驟第26頁，共68頁。與或圖表示法（）活動意圖：通過解三層漢諾塔問題讓學(xué)生體會到與或圖表示法求解問題的過程，學(xué)會把比較復(fù)雜的原始問題轉(zhuǎn)換成等價(jià)的比較容易解決的幾個(gè)問題的方法。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：使用與或圖把復(fù)雜問

14、題分解轉(zhuǎn)換成若干個(gè)問題并加以解答，從而實(shí)現(xiàn)最終問題的解決。難點(diǎn)：如何理解與圖與或圖。教學(xué)準(zhǔn)備：教師既可讓學(xué)生在紙上，也可找相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件代替。第27頁，共68頁。與或圖表示法（）建議教學(xué)過程創(chuàng)設(shè)情境：講述漢諾塔的傳說，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)解題環(huán)境解漢諾塔問題，記錄解題過程，即每個(gè)盤的搬運(yùn)過程交流討論，如何正確解答三層漢諾塔問題利用學(xué)習(xí)引導(dǎo)深入學(xué)習(xí)與或圖拓展與圖的應(yīng)用體驗(yàn)活動，強(qiáng)化學(xué)習(xí)第28頁，共68頁。與或圖表示法（）雖然與圖和或圖存在差異，但是在解決實(shí)際問題時(shí)不能只用一種方法簡單地描述問題，需要兼用分解和轉(zhuǎn)換的方法，才能成功地解決問題在總結(jié)與或圖表示法解題的關(guān)鍵時(shí)候，學(xué)生討論可能有許多種，此時(shí)教師有

15、必有適時(shí)引導(dǎo)。第29頁，共68頁。謂詞邏輯表示法（）活動意圖：通過活動比較謂詞邏輯表示語句與自然語言之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)謂詞邏輯表示法的優(yōu)越性與人類的自然語言接近，且可方便地存儲到計(jì)算機(jī)內(nèi)，讓計(jì)算機(jī)作精確處理?；顒油ㄟ^對比謂邏輯表示法語句和人類自然語言，尋找出謂詞邏輯表示法中關(guān)鍵的組成部分謂詞。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：了解謂詞邏輯表示法的基本概念、術(shù)語，教師要指導(dǎo)學(xué)生充分理解和掌握謂詞、符號、量詞等術(shù)語及其使用。難點(diǎn)：尋找知識中的謂詞，謂詞不一定指動詞，能夠表現(xiàn)知識中的對象之間的關(guān)系的詞語都可以作為謂詞。第30頁，共68頁。謂詞邏輯表示法（）建議教學(xué)過程通過活動引出自然語言的表示和謂詞邏輯的表示，比較兩者

16、差異講授學(xué)習(xí)指引中的謂詞邏輯表示法的組成講授學(xué)習(xí)指引的用謂詞表示知識的步驟對本章內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)體驗(yàn)活動，強(qiáng)化上述內(nèi)容第31頁，共68頁。謂詞邏輯表示法（）挑選各種各樣的知識，包含不同種類的對象之間的關(guān)系，讓學(xué)生充分認(rèn)識到謂詞所能表示的范圍第32頁，共68頁。后續(xù)活動與評價(jià)后續(xù)活動讓學(xué)生從整體上對知識表示法有更深入的認(rèn)識，不僅能夠?qū)W會使用不同的表示法表示知識，還需用根據(jù)不同的表示法的特點(diǎn)選擇合適的使用場合。第33頁，共68頁。第3章 人工智能語言課標(biāo)要求：1了解一種人工智能語言的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)，掌握相關(guān)概念2知道人工智能語言的主要特征3初步學(xué)會使用人工智能語言求解簡單問題4能夠上機(jī)調(diào)試，執(zhí)

17、行相應(yīng)的程序建議：從“讀”程序開始，引導(dǎo)學(xué)生逐步適應(yīng)人工智能語言的開發(fā)環(huán)境，并提供實(shí)例幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)中的障礙，在理解prolog語言的基本概念之后，通過調(diào)試，改寫，填充程序等活動，學(xué)會開發(fā)簡單的程序第34頁，共68頁。主要內(nèi)容認(rèn)識rolog語言rolog程序的編寫第35頁，共68頁。認(rèn)識rolog語言（）活動意圖：以運(yùn)行一個(gè)范例程序并觀察運(yùn)行結(jié)果的方式，讓學(xué)生直接接觸rolog程序語言及相關(guān)程序，用直觀的形式讓學(xué)生建立起感性認(rèn)識，然后通過對照范例程序源文件中的語句和運(yùn)行結(jié)果，讓學(xué)生了解rolog語言的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)，知道人工智能語言的主要特征重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：讓學(xué)生通過觀察，調(diào)試，比較

18、和分析，了解rolog語言的程序結(jié)構(gòu)和基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：理解事實(shí)，規(guī)則，目標(biāo)之間的關(guān)系，這些內(nèi)容分散在程序的各個(gè)地方，教師應(yīng)該在幫助學(xué)生正確劃分程序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過對比程序和運(yùn)行結(jié)果，找到它們之間的關(guān)系課學(xué)準(zhǔn)備：教師一定要預(yù)先在計(jì)算機(jī)上安裝isual Prolog軟件，并將范例程序存放在指定的位置（注意rolog版本差異大）第36頁，共68頁。認(rèn)識rolog語言（）建議教學(xué)過程導(dǎo)入新課，復(fù)習(xí)謂詞邏輯表示法啟動isual Prolog,認(rèn)識開發(fā)環(huán)境運(yùn)行范例程序，了解程序的結(jié)構(gòu)閱讀程序語句，了解rolog的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)小結(jié)體驗(yàn)活動第37頁，共68頁。認(rèn)識rolog語言（）rolog是一種以邏輯推理為

19、基礎(chǔ)的邏輯型程序設(shè)計(jì)語言，計(jì)算被看作是對邏輯式的證明rolog語言解決問題時(shí)只要求描述給定問題中的對象和反映它們之間關(guān)系的已知事實(shí)，強(qiáng)調(diào)各對象之間的關(guān)系，而且不需要告訴計(jì)算機(jī)運(yùn)算執(zhí)行的先后次序rolog語言的三種基本語句：事實(shí)，規(guī)則和目標(biāo)rolog程序的基本結(jié)構(gòu)：論域段，謂詞段，子句段和目標(biāo)段rolog提供一個(gè)一致的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)項(xiàng)，所有的數(shù)據(jù)和 rolog程序都是由項(xiàng)構(gòu)造而成，rolog通過對項(xiàng)進(jìn)行模式匹配來求解項(xiàng)包括簡單項(xiàng)（常量，變量），復(fù)合項(xiàng)（結(jié)構(gòu)），表等第38頁，共68頁。rolog程序的編寫（）活動意圖：由于獨(dú)立進(jìn)行rolog編程工作比較困難，所以活動中從一個(gè)范例程序入手，通過輸入程序，調(diào)

20、試，運(yùn)行程序，讓學(xué)生逐漸進(jìn)入角色，通過添加目標(biāo)語句，修改原有語句等活動，通過實(shí)踐加深對語法和程序運(yùn)行機(jī)制的理解重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：指導(dǎo)學(xué)生掌握rolog程序解決簡單問題的方法難點(diǎn)：讓學(xué)生理解rolog程序的運(yùn)行機(jī)制課學(xué)準(zhǔn)備：需要通過回答，小練習(xí)等方式對學(xué)生上一節(jié)的學(xué)習(xí)情況作一個(gè)了解，教師一定要預(yù)先準(zhǔn)備一些范例程序，以便于是在教學(xué)中舉一反三第39頁，共68頁。rolog程序的編寫（）建議教學(xué)過程調(diào)試，運(yùn)行范例程序按照活動要求修改程序中的語句，記錄運(yùn)行結(jié)果通過以上一系列的嘗試，結(jié)合學(xué)習(xí)指引，尋找rolog的執(zhí)行機(jī)制根據(jù)學(xué)習(xí)指引第61頁的程序，輔導(dǎo)學(xué)生理解回溯機(jī)制學(xué)習(xí)“學(xué)習(xí)指引”中“用rolog解決遞歸

21、問題”的內(nèi)容總結(jié)通過體驗(yàn)活動獨(dú)立編寫一段程序第40頁，共68頁。rolog程序的編寫（）rolog的運(yùn)行機(jī)制匹配合一回溯用rolog解決遞歸問題什么是遞歸rolog中的遞歸第41頁，共68頁。后續(xù)活動和評價(jià)活動分小組進(jìn)行，通過輸入程序，調(diào)試獲得運(yùn)行結(jié)果，然后可以根據(jù)運(yùn)行結(jié)果試著搬運(yùn)漢諾塔，體驗(yàn)解題過程最后分析程序源代碼，思考活動中的問題后續(xù)活動一方面可以強(qiáng)化對于遞歸的認(rèn)識，另一方面則通過分析程序中的語句，鞏固對rolog語言的認(rèn)識教學(xué)評價(jià)舉例評價(jià)內(nèi)容：信息技術(shù)能力：能夠編制簡單的人工智能程序能夠在教師的指導(dǎo)下模仿教師的步驟和方法完成程序的編制能夠獨(dú)立完成大部分的程序編制，存在一些錯(cuò)誤能夠完全獨(dú)

22、立地完成程序的編制，有創(chuàng)意第42頁，共68頁。第章推理與專家系統(tǒng)課標(biāo)要求：1演示或使用簡單的產(chǎn)生式專家系統(tǒng)軟件，感受用專家系統(tǒng)解決問題的基本過程2了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)3知道專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理4會描述一種常用的不精確推理的基本過程5了解專家系統(tǒng)解釋機(jī)制的基本概念及其在專家系統(tǒng)中的重要作用6了解專家系統(tǒng)外殼的概念7學(xué)會使用一個(gè)簡易的專家系統(tǒng)外殼，并能用它開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)建議：這部分內(nèi)容可操作性強(qiáng)，趣味性也較強(qiáng)，很容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師應(yīng)充分利用這個(gè)優(yōu)勢，讓學(xué)生充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的能力，在實(shí)踐中不斷地去獲取新知識。第43頁，共68頁。主要內(nèi)容了解專家系統(tǒng)專家系統(tǒng)中的推理簡單專家

23、系統(tǒng)的開發(fā)第44頁，共68頁。了解專家系統(tǒng)（1）活動意圖：從請教人類專家的活動著手，讓學(xué)生了解專家是如何幫助人們解決疑難問題的，然后讓學(xué)生使用一個(gè)能夠判別筆類文具種類的專家系統(tǒng)，從專家系統(tǒng)軟件的構(gòu)造、運(yùn)行結(jié)果等方面了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和解釋機(jī)制。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和解釋機(jī)制難點(diǎn)：學(xué)生會發(fā)現(xiàn)通過專家系統(tǒng)獲得知識和事實(shí)會存在一定的出入，教師應(yīng)提示學(xué)生發(fā)生這種現(xiàn)象的原因和解決的方法。課前準(zhǔn)備：教師需了解一下學(xué)生對專家系統(tǒng)的了解程度，以便于在教學(xué)中糾正；預(yù)先下載好intermodeller軟件，供學(xué)生課上使用；提供筆規(guī)則文具種類的專家系統(tǒng)的規(guī)則，存儲在學(xué)生計(jì)算機(jī)內(nèi)。第45頁，共6

24、8頁。了解專家系統(tǒng)（2）建議教學(xué)過程以活動導(dǎo)入新課模仿人類專家的解題過程指導(dǎo)學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“什么是專家系統(tǒng)”執(zhí)行活動2中的步驟1-6，使用識別筆類文具種類的專家系統(tǒng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的專家系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)執(zhí)行活動2中的步驟7，了解專家系統(tǒng)的識別結(jié)論的由來指導(dǎo)學(xué)生完成閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)程序的區(qū)別，專家系統(tǒng)的解釋，知識的獲取小結(jié)并完成體驗(yàn)活動第46頁，共68頁。了解專家系統(tǒng)（3）專家系統(tǒng)一般都是總結(jié)某個(gè)領(lǐng)域某些專家的經(jīng)驗(yàn)，而這些專家的經(jīng)驗(yàn)并不一定足夠識別某個(gè)領(lǐng)域中的所有知識，所以就會造成專家系統(tǒng)在識別上的偏差，教師要提示學(xué)生充分認(rèn)識到這一點(diǎn)，這也說明了知識庫的重要性。

25、第47頁，共68頁。專家系統(tǒng)中的推理（1）活動意圖：本節(jié)設(shè)計(jì)的活動是“動物識別的正向推理”，通過把己知的動物體貌特征與專家系統(tǒng)中的規(guī)則集合進(jìn)行比較、匹配，最終完成推理，識別符合該特征的動物的種類或名稱，讓學(xué)生初步了解推理的過程。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：了解專家系統(tǒng)中推理機(jī)的控制策略難點(diǎn)：兩種控制策略實(shí)施過程中事實(shí)庫，規(guī)則庫的變化課前準(zhǔn)備：提供識別動物的專家系統(tǒng)的規(guī)則，并以文本文件的形式存儲在學(xué)生的計(jì)算機(jī)內(nèi)；準(zhǔn)備一個(gè)用演示“動物識別的正向推理”的大表格，便于教師和學(xué)生一起完成推導(dǎo)過程。第48頁，共68頁。專家系統(tǒng)中的推理（2）建議教學(xué)過程用活動導(dǎo)入新課指導(dǎo)學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“正向推理”指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用

26、正向推理方法，完成活動中“討論”部分指向?qū)W生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“逆向推理”討論正向推理與逆向推理的差異與適用場合指導(dǎo)學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“不確定推理”小結(jié)通過體驗(yàn)活動強(qiáng)化學(xué)到的知識第49頁，共68頁。專家系統(tǒng)中的推理（3）正向推理的流程逆向推理的流程不確定推理學(xué)生在學(xué)習(xí)可信度方法時(shí)，對可信度因子這一概念的理解可能存在困難，教師可以結(jié)合生活中的實(shí)例進(jìn)行講解，同時(shí)需要強(qiáng)調(diào)，可信度推理方法只是不確定推理方法中的一種課程介紹的是一種非常簡化的方法，只能起說明作用第50頁，共68頁。簡單專家系統(tǒng)的開發(fā)（1）活動意圖：通過創(chuàng)建動物識別系統(tǒng)這個(gè)范例，讓學(xué)生學(xué)習(xí)專家系統(tǒng)外殼的概念，掌握利用專家系統(tǒng)外殼開

27、發(fā)專家系統(tǒng)的一般步驟，學(xué)會使用一個(gè)簡易的專家系統(tǒng)外殼，并能用它獨(dú)立開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)。重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：讓學(xué)生了解使用外家系統(tǒng)外殼-intermodeller軟件創(chuàng)建一個(gè)簡單的專家系統(tǒng)的步驟，并讓學(xué)生親身體驗(yàn)這個(gè)開發(fā)過程。難點(diǎn)：理解使用專家系統(tǒng)外殼開發(fā)專家系統(tǒng)的過程中的策略課前準(zhǔn)備：提供識別動物的專家系統(tǒng)的規(guī)則，并以文本文件的形式存儲在學(xué)生的計(jì)算機(jī)內(nèi)；預(yù)先了解一下學(xué)生對于專家系統(tǒng)的構(gòu)造、解釋機(jī)制等方面的了解程度，針對實(shí)際情況在新課中進(jìn)行適當(dāng)復(fù)習(xí)和補(bǔ)充。第51頁，共68頁。簡單專家系統(tǒng)的開發(fā)（2）建議教學(xué)過程導(dǎo)入新課（以第二節(jié)動物識別規(guī)則集為依據(jù)）使用intermodeller軟件創(chuàng)建動物識別專家

28、系統(tǒng)指導(dǎo)學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“專家系統(tǒng)的開發(fā)工具”，了解專家系統(tǒng)外殼的概念要求學(xué)生學(xué)習(xí)“學(xué)習(xí)指引”中的“用專家系統(tǒng)外殼開發(fā)專家系統(tǒng)的步驟”指導(dǎo)學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“適于專家系統(tǒng)的求解問題”，結(jié)合動物識別專家系統(tǒng)和選擇運(yùn)輸工具專家系統(tǒng)了解專家系統(tǒng)的適用情況教師小結(jié)后續(xù)活動第52頁，共68頁。簡單專家系統(tǒng)的開發(fā)（3）“學(xué)習(xí)指引”中的“用專家系統(tǒng)外殼開發(fā)專家系統(tǒng)步驟”，只適合于小型、簡單的專家系統(tǒng)的開發(fā)，它的核心思想是軟件工程。第53頁，共68頁。后續(xù)活動和評價(jià)賓館選擇專家系統(tǒng)（通過觀察一個(gè)現(xiàn)成的知識庫，建立一個(gè)自己的知識庫）植物分類顧問專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生回顧利用專家系統(tǒng)外殼開發(fā)專家系

29、統(tǒng)的具體步驟，以小組合作形式完成專家系統(tǒng)的開發(fā)。評價(jià)：信息技術(shù)能力-能夠開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)在教師的指導(dǎo)下參與簡單的專家系統(tǒng)的開發(fā)，體驗(yàn)開發(fā)的過程 能夠獨(dú)立完成專家系統(tǒng)的開發(fā)，但存在比較多的錯(cuò)誤和缺陷 能夠獨(dú)立完成專家系統(tǒng)的開發(fā)，基本不存在錯(cuò)誤和缺陷。第54頁，共68頁。第5章 通過搜索求解問題課標(biāo)要求：1了解狀態(tài)空間的概念與方法2學(xué)會用狀態(tài)空間法描述待求解的問題3了解用盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程4知道啟發(fā)式搜索的基本思想及優(yōu)點(diǎn)建議：本章雖然介紹的是最基本的搜索知識，但學(xué)生在理解上仍會存在一定的困難，具體教學(xué)可以在活動中穿插知識，讓學(xué)生從第2章學(xué)習(xí)過的迷宮問題入手，初步體驗(yàn)搜索的策略

30、，指導(dǎo)學(xué)生由易至難，最后分析簡單的博弈問題，了解搜索技術(shù)在博弈中的應(yīng)用。第55頁，共68頁。主要內(nèi)容狀態(tài)空間搜索求解博弈問題第56頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（1）活動意圖：從第2章迷宮問題的入手，通過迷宮問題的求解過程，了解用盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程，通過實(shí)驗(yàn)體會各種搜索策略，比較各種方法的差異重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：了解用盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程難點(diǎn)：搜索過程中closed 表和open表的應(yīng)用課前準(zhǔn)備：需要準(zhǔn)備相應(yīng)的課件，特別是對于搜索的演示過程，便于學(xué)生更加形象地觀察搜索的過程，理解其中的含義第57頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（2）建議教學(xué)過程通過復(fù)習(xí)第二章的狀態(tài)空間的

31、概念，導(dǎo)入新課執(zhí)行活動中的任務(wù)一執(zhí)行活動中的任務(wù)二執(zhí)行活動中的任務(wù)三執(zhí)行活動中的任務(wù)四、五教師小結(jié)兩種搜索策略，引出盲目搜索的概念要求學(xué)生閱讀“學(xué)習(xí)指引”中的“搜索種類”與“啟發(fā)式搜索策略”教師小結(jié)體驗(yàn)活動第58頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（3）空間狀態(tài)搜索中所涉及的術(shù)語應(yīng)該結(jié)合空間狀態(tài)圖進(jìn)行介紹，避免理論知識與學(xué)習(xí)的實(shí)踐操作脫節(jié)。使用盲目搜索方法可以找到解決問題的方法，而啟發(fā)式算法的引入則可以幫助人們更快地找到更優(yōu)的解題方法隨機(jī)搜索，深度優(yōu)先搜索，寬度優(yōu)先搜索的過程需要詳細(xì)講解，尤其是CLOSED表，OPEN表的引入及其應(yīng)用第59頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（）第60頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（

32、）第61頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（）第62頁，共68頁。狀態(tài)空間搜索（）第63頁，共68頁。求解博弈問題（1）活動意圖：通過井字棋游戲，體驗(yàn)簡單的博弈問題，了解博弈的基本知識，博弈在生活中的應(yīng)用重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析簡單的博弈問題，并以各種狀態(tài)評估值為基礎(chǔ)，選擇最佳的走法難點(diǎn)：如何利用極大極小值法判斷最佳路徑課前準(zhǔn)備：教師在黑板上繪出井字棋的棋盤或制作井字棋盤的多媒體演示文檔，也可以下載井字棋游戲，或者要求學(xué)生在自備的紙張上畫出井字棋棋盤以備使用。第64頁，共68頁。求解博弈問題（2）建議教學(xué)過程導(dǎo)入新課，玩“井字棋游戲”，記錄下棋的步驟指導(dǎo)學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)指引中的“博弈問題實(shí)例分析”

33、指導(dǎo)學(xué)生閱讀學(xué)習(xí)指引中的極大極小值法。利用所學(xué)知識，重新考慮井字棋的下法指導(dǎo)學(xué)生閱讀計(jì)算機(jī)博弈程序總結(jié)體驗(yàn)活動第65頁，共68頁。求解博弈問題（3）井字棋博弈程序主要分為兩步：產(chǎn)生博弈樹，狀態(tài)評估，對于較為復(fù)雜的國際象棋等其它棋類游戲，還需要考慮棋局在計(jì)算機(jī)中的表示方法，在計(jì)算機(jī)中產(chǎn)生合法的下法規(guī)則等問題，教師需要從這些問題入手幫助學(xué)生認(rèn)識計(jì)算機(jī)博弈程序第66頁，共68頁。后續(xù)活動和評價(jià)通過分錢幣游戲，加深理解本章的知識，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力評價(jià)：信息技術(shù)能力-能夠在游戲中運(yùn)用盲目搜索法。在教師的指導(dǎo)下在游戲中運(yùn)用盲目搜索法 在實(shí)驗(yàn)活動中，嘗試運(yùn)用盲目搜索法，一旦遇到困難則以向他人求助為主 能夠獨(dú)立在游戲中運(yùn)用盲目搜索法，遇困難能獨(dú)立解決第67頁，共68頁。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而是你努力的不夠多。2、孤單一人的時(shí)間使自己變得優(yōu)秀，給來的人一個(gè)驚喜，也給自己一個(gè)好的交代。3、命運(yùn)給你一個(gè)比別人低的起點(diǎn)是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個(gè)絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!4、心中沒有過分的貪求，自然苦就少?？诶锊徽f多余的話，自然