人工智能612剖析領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人（教學(xué)設(shè)計(jì)）高一信息技術(shù)教材配套教案課件練習(xí)（粵教版2019必修1）

第六章人工智能及其應(yīng)用課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)第1課時(shí)6.1.1人工智能&6.1.2剖析領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介1、單元項(xiàng)目主題剖析人工智能技術(shù)2、單元項(xiàng)目情境人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，將對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生重大影響。此外，人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用也將深刻的影響人民的日常生活。3、課時(shí)項(xiàng)目主題子項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)與理解人工智能二、課時(shí)內(nèi)容分析1、主要內(nèi)容1）人工智能的概念2）理解人工智能的工作過(guò)程--剖析領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人3）探究人工智能研究領(lǐng)域2、地位和作用本節(jié)是第六章的第一節(jié)，將引導(dǎo)學(xué)生初步認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)，并通過(guò)“剖析領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人”來(lái)理解人工智能的工作過(guò)程，從而進(jìn)一步理解人工智能的研究領(lǐng)域，奠定后續(xù)人工智能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。三、課時(shí)目標(biāo)分析1、核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)在日常生活中，根據(jù)實(shí)際需要，恰當(dāng)選擇智能化工具，具備信息安全意識(shí)，主動(dòng)關(guān)注信息技術(shù)工具發(fā)展中的新動(dòng)向和新趨勢(shì)，有意識(shí)地使用新技術(shù)處理信息。知識(shí)目標(biāo)計(jì)算思維剖析與理解領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人，理清其工作思路，并將思路遷移到其他人工智能技術(shù)處理問(wèn)題的理解中。能力目標(biāo)數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新在學(xué)習(xí)過(guò)程中能夠評(píng)估常用的數(shù)字化工具資源，根據(jù)需要合理選擇。信息社會(huì)責(zé)任在使用與發(fā)展人工智能的過(guò)程中，具有信息安全意識(shí)，能夠正確認(rèn)識(shí)人工智能對(duì)日常生活和社會(huì)發(fā)展的影響。情感目標(biāo)2、項(xiàng)目目標(biāo)本課時(shí)圍繞“剖析人工智能技術(shù)”的單元項(xiàng)目，進(jìn)入“子項(xiàng)目一：認(rèn)識(shí)與理解人工智能”，圍繞項(xiàng)目問(wèn)題組織學(xué)生自主協(xié)作與探究的學(xué)習(xí)，從而掌握知識(shí)、提升技能和素養(yǎng)。3、學(xué)業(yè)目標(biāo)了解人工智能技術(shù)四、課時(shí)教學(xué)重難點(diǎn)分析1、教學(xué)重點(diǎn)（1）理解人工智能技術(shù)的內(nèi)涵；（2）理解領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人的工作過(guò)程：（3）認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)的研究領(lǐng)域2、教學(xué)難點(diǎn)理解人工智能的內(nèi)涵與原理。五、學(xué)情分析1、知識(shí)積累經(jīng)過(guò)前幾章的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識(shí)與理解了數(shù)據(jù)及程序，奠定了本章對(duì)人工智能本質(zhì)的理解。學(xué)生在日常生活中接觸過(guò)部分人工智能工具，積累了一定的生活閱歷。2、學(xué)習(xí)能力1、高中生有一定的判斷與思考能力；2、自主、探究與協(xié)作能力也在前期的實(shí)踐中有所提高。3、學(xué)習(xí)興趣高中生好奇心強(qiáng)，對(duì)新技術(shù)興趣濃厚，因此對(duì)人工智能學(xué)習(xí)比較感興趣。不足人工智能技術(shù)當(dāng)前社會(huì)最前沿的技術(shù)，學(xué)生對(duì)其認(rèn)識(shí)只停留在應(yīng)用表層，對(duì)其技術(shù)實(shí)質(zhì)理解非常淺。六、教學(xué)方法與策略1、教學(xué)方法在項(xiàng)目的引導(dǎo)下綜合利用講授演示法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、協(xié)作討論等教學(xué)方法。2、基本策略圍繞單元項(xiàng)目下的子項(xiàng)目，針對(duì)性的開(kāi)展自主、協(xié)作和探究的學(xué)習(xí)，層層深入的對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。推進(jìn)七、資源準(zhǔn)備類(lèi)型項(xiàng)目來(lái)源課件6.1.1人工智能&6.1.2剖析領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人教師制作活動(dòng)文檔課時(shí)活動(dòng)記錄表課時(shí)知識(shí)問(wèn)卷課時(shí)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表微課世界上最先進(jìn)的機(jī)器人下載與加工人工智能是什么八、教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖目標(biāo)達(dá)成環(huán)節(jié)一：?jiǎn)卧榫撑c單元內(nèi)容安排教師：1、結(jié)合微課導(dǎo)入本單元情境：人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，將對(duì)各行各業(yè)產(chǎn)生重大影響。此外，人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用也將深刻的影響人民的日常生活。2、分析單元主題與學(xué)習(xí)內(nèi)容：學(xué)生：緊隨教師的引導(dǎo)積極思考。利用微課視頻引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入主題情境，并規(guī)劃單元學(xué)習(xí)信息意識(shí)環(huán)節(jié)二：項(xiàng)目選題教師：引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展單元項(xiàng)目選題：學(xué)生：小組協(xié)作進(jìn)行單元項(xiàng)目選題，并填寫(xiě)活動(dòng)記錄表，做好選題探究規(guī)劃。確定選題，為后期學(xué)習(xí)與活動(dòng)確定方向環(huán)節(jié)三：初步認(rèn)識(shí)人工智能教師：導(dǎo)入本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容：提出問(wèn)題：什么是人工智能？指出：你可能會(huì)首先想到機(jī)器人！，引導(dǎo)學(xué)生觀看微課：世界上最先進(jìn)的機(jī)器人--Ameca2）進(jìn)而提出問(wèn)題：人工智能=機(jī)器人嗎？引導(dǎo)學(xué)生思考后指出：人工智能并不只是機(jī)器人，并舉例說(shuō)明：3)進(jìn)而給出人工智能的定義：人工智能：ArtificialIntelligence，簡(jiǎn)稱(chēng)AI，是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)分支，是研究計(jì)算機(jī)模擬人的某些感知能力、思維過(guò)程和智能行為（如學(xué)習(xí)、推理、思考、規(guī)劃等）的學(xué)科。并引導(dǎo)學(xué)生觀看視頻《人工智能是什么》4)結(jié)合視頻分析人工智能的本質(zhì)：學(xué)生：1、觀看視頻，思考問(wèn)題，完成活動(dòng)記錄表。信息意識(shí)、信息社會(huì)責(zé)任環(huán)節(jié)四：感受理解人工智能教師：提出問(wèn)題：人工智能的是怎樣工作的？以領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人為例來(lái)分析人工智能的工作過(guò)程簡(jiǎn)單說(shuō)明領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人的內(nèi)涵：領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人在某一領(lǐng)域知識(shí)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)人機(jī)自動(dòng)問(wèn)答的智能信息系統(tǒng)，是一種新穎的信息檢索系統(tǒng)。引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人：學(xué)生：體驗(yàn)領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人，結(jié)合活動(dòng)記錄表描述體驗(yàn)結(jié)果。教師：引導(dǎo)學(xué)生剖析領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人：1、簡(jiǎn)單解析領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人工作實(shí)質(zhì):領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人可以準(zhǔn)確理解人們的信息檢索意圖，并通過(guò)語(yǔ)料庫(kù)檢索出相關(guān)文檔和答案，最后從相關(guān)的候選答案中提取最接近問(wèn)題的結(jié)果。使用智能問(wèn)答機(jī)器人時(shí)，人們可以不采用輸入關(guān)鍵字的方式提問(wèn)，而是直接使用自然語(yǔ)言組成的問(wèn)句進(jìn)行提問(wèn)。2、剖析領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成與工作過(guò)程：1）總體構(gòu)成：典型的智能問(wèn)答系統(tǒng)主要包括常見(jiàn)問(wèn)題解答(FAQ)、問(wèn)題理解、信息檢索、文檔庫(kù)、答案抽取五大模塊.2）具體分析①常見(jiàn)問(wèn)題解答模塊用戶(hù)發(fā)起提問(wèn)后，智能問(wèn)答系統(tǒng)首先從FAQ庫(kù)中尋找是否包括用戶(hù)的問(wèn)題（問(wèn)句），如果包含問(wèn)句，則直接返回問(wèn)句對(duì)應(yīng)的答案給用戶(hù)，從而省去后面一系列步驟；否則，就進(jìn)入問(wèn)題理解模塊。FAQ庫(kù)主要用于提高智能問(wèn)答系統(tǒng)的效率，其主要技術(shù)就是問(wèn)句相似度計(jì)算和候選問(wèn)句的選擇。問(wèn)句相似度計(jì)算太倉(cāng)采用Jaccard相似度系數(shù)算法：子探究一：用Python語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)Jaccard相似度系數(shù)算法，并填寫(xiě)活動(dòng)記錄表單。②問(wèn)題理解模塊該模塊主要實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)理解用戶(hù)的問(wèn)題，確定問(wèn)題的關(guān)鍵詞和問(wèn)題的類(lèi)型，為后面的信息檢索和答案提供服務(wù)。問(wèn)題理解模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程一般包括問(wèn)題預(yù)處理、問(wèn)題分類(lèi)、關(guān)鍵詞提取和關(guān)鍵詞擴(kuò)展等。其中，問(wèn)題分類(lèi)主要確定問(wèn)題的類(lèi)別，以方便信息檢索和答案抽取。問(wèn)題理解模塊主要運(yùn)用的技術(shù)有分詞、同義詞詞典、分類(lèi)方法等。子探究二：感受問(wèn)題理解模塊功能。當(dāng)詢(xún)問(wèn)空調(diào)企業(yè)智能客服機(jī)器人“有沒(méi)有便宜一點(diǎn)的空調(diào)？”你覺(jué)得它會(huì)怎么理解這句話(huà)？③信息檢索模塊該模塊主要從互聯(lián)網(wǎng)或者知識(shí)庫(kù)中找到與問(wèn)題相關(guān)的文檔作為答案提取的原材料。信息檢索的方法一般有兩種，一種是直接利用搜索引擎檢索信息；另一種是建立特定的知識(shí)庫(kù)，然后根據(jù)知識(shí)庫(kù)建立索引模塊，從而可以方便、快速地找到相關(guān)文檔，并根據(jù)特點(diǎn)的排序算法對(duì)文檔進(jìn)行排序。信息檢索模塊運(yùn)用的技術(shù)主要包括查詢(xún)擴(kuò)展、語(yǔ)料庫(kù)的構(gòu)建技術(shù)、詞匯索引、文檔排序等。子探究三：模擬理解計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息檢索的思維過(guò)程。④文檔庫(kù)模塊文檔庫(kù)用于存放專(zhuān)家提供的知識(shí)，其內(nèi)部含有大量某個(gè)領(lǐng)域的常識(shí)性知識(shí)和專(zhuān)家水平的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，且能夠利用專(zhuān)家的知識(shí)和解決問(wèn)題的方法來(lái)處理該領(lǐng)域問(wèn)題。知識(shí)的表示形式有產(chǎn)生式、框架、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)等，運(yùn)用得較為普遍的知識(shí)是產(chǎn)生式規(guī)則。產(chǎn)生式規(guī)則以“if...then...”的形式出現(xiàn)，即如果前提條件得到滿(mǎn)足，就產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作或結(jié)論。⑤答案抽取模塊該模塊主要利用問(wèn)題的類(lèi)型構(gòu)建相應(yīng)的答案抽取策略，從信息檢索后的文檔中對(duì)排序靠前的文檔進(jìn)行答案的定位和輸出，所用技術(shù)主要有答案抽取模板的制定、模式匹配、聚類(lèi)等。學(xué)生：緊隨教師講解與引導(dǎo)開(kāi)展活動(dòng)探究，完成活動(dòng)記錄表相關(guān)內(nèi)容。通過(guò)層層遞進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)與活動(dòng)探究促進(jìn)知識(shí)掌握與應(yīng)用計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新環(huán)節(jié)五：進(jìn)一步認(rèn)識(shí)人工智能教師：提出問(wèn)題：人工智能包括哪些哪些研究領(lǐng)域呢？分析人工智能的常見(jiàn)理論分析人工智能研究領(lǐng)域：學(xué)生：認(rèn)真思考問(wèn)題，完成活動(dòng)探究。在體驗(yàn)與理解的基礎(chǔ)上拓展對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)信息社會(huì)責(zé)任、信息意識(shí)環(huán)節(jié)六：總結(jié)與檢測(cè)教師：與學(xué)生共同總結(jié)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容，并引導(dǎo)學(xué)生完成知識(shí)檢測(cè)學(xué)生：總結(jié)與檢測(cè)形成知識(shí)系統(tǒng)，檢測(cè)與鞏固環(huán)節(jié)七：課后思考與探究人工智能是引領(lǐng)未來(lái)的戰(zhàn)略性技術(shù)，將深刻改變?nèi)祟?lèi)的生產(chǎn)與生活方式。但同時(shí)人工智能失控的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)人類(lèi)社會(huì)未來(lái)發(fā)展?jié)撛诘耐{也讓我們憂(yōu)心忡忡。請(qǐng)課后調(diào)查與小組討論，人工智能的未來(lái)發(fā)展將何去何從？辯證認(rèn)識(shí)人工智能信息社會(huì)責(zé)任九、教學(xué)板書(shū)規(guī)劃板書(shū)基本知識(shí)主題+疑難點(diǎn)知識(shí)分析教學(xué)反思略十一、附件單：編號(hào)項(xiàng)目作用附件一課時(shí)活動(dòng)記錄表追蹤與評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，積累過(guò)程資料附件二階段學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)量規(guī)評(píng)價(jià)過(guò)程學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)與教學(xué)改進(jìn)附件一：課時(shí)活動(dòng)記錄表第六章第一課時(shí)6.1.1人工智能&6.1.2剖析領(lǐng)域知識(shí)問(wèn)答機(jī)器人項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)記錄表班級(jí)組長(zhǎng)你的姓名學(xué)習(xí)目標(biāo)理解人工智能的概念理解人工智能的工作過(guò)程3、認(rèn)識(shí)人工智能的研究領(lǐng)域探究活動(dòng)探究活動(dòng)一：項(xiàng)目選題各個(gè)小組協(xié)作討論小組單元項(xiàng)目選題你的小組選題：探究活動(dòng)二：體驗(yàn)領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人選擇下列網(wǎng)址中的其中一個(gè)，體驗(yàn)與機(jī)器人對(duì)話(huà)的過(guò)程，并結(jié)合活動(dòng)記錄表描述感受探究過(guò)程記錄向客服機(jī)器人提出的問(wèn)題客服機(jī)器人的反饋康復(fù)機(jī)器人能否準(zhǔn)確理解你的問(wèn)題1能不能不太準(zhǔn)23成果/結(jié)論智能客服機(jī)器人使用感受：探究活動(dòng)三：剖析領(lǐng)域知識(shí)智能問(wèn)答機(jī)器人子探究一：用Python語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)Jaccard相似度系數(shù)算法，并填寫(xiě)活動(dòng)記錄表單。運(yùn)行結(jié)果截圖：第一步：運(yùn)行教材程序并進(jìn)行簡(jiǎn)單分析運(yùn)行結(jié)果截圖：#-*-coding:utf-8-*-#計(jì)算jaccard系數(shù)defjaccard(p,q):c=[valforvalinpifvalinq]#求p和q的交集returnfloat(len(c)/（len(p)+len(q)-len(c))）#注意：在使用之前必須對(duì)兩個(gè)數(shù)據(jù)集去重a=["空調(diào)機(jī)","有","什么","功能","?"]b=["空調(diào)機(jī)","的","功能","有","哪些","?"]print(jaccard(a,b))運(yùn)行結(jié)果截圖：運(yùn)行結(jié)果截圖：第二步：利用Python語(yǔ)言編程求出Jaccard相似度系數(shù)。A:哪個(gè)品牌的空調(diào)比較好？B:什么品牌的空調(diào)性能比較好？子探究二：感受問(wèn)題理解模塊功能。當(dāng)詢(xún)問(wèn)空調(diào)企業(yè)智能客服機(jī)器人“有沒(méi)有便宜一點(diǎn)的空調(diào)？”你覺(jué)得它會(huì)怎么理解這句話(huà)？理解過(guò)程選擇你認(rèn)為智能問(wèn)答系統(tǒng)可能對(duì)問(wèn)題做出的理解問(wèn)題分裂物流價(jià)格空調(diào)庫(kù)存質(zhì)量型號(hào)售后服務(wù)關(guān)鍵詞提取有沒(méi)有便宜一點(diǎn)的空調(diào)價(jià)格庫(kù)存子探究三：模擬理解計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息檢索的思維過(guò)程。用戶(hù)咨詢(xún)問(wèn)題選擇你認(rèn)為智能問(wèn)答系統(tǒng)對(duì)該問(wèn)題做出的檢索并分析原因會(huì)員積分1.會(huì)員卡計(jì)分里程有什么用？2.明珠會(huì)員是否有等級(jí)之分？3.非航累積積分4.會(huì)員不需要自動(dòng)識(shí)別服務(wù)累積里程如何處理5.補(bǔ)寄會(huì)員卡探究活動(dòng)四：探究人工智能的研究領(lǐng)域各個(gè)小組網(wǎng)絡(luò)查閱資料，了解人工智能的幾大研究領(lǐng)