《計算機應(yīng)用基礎(chǔ)Windows 10+WPS Office》 模塊一 任務(wù)三 了解計算機前沿技術(shù)

PAGE10PAGE10PAGE9PAGE9課題任務(wù)三了解計算機前沿技術(shù)課時2課時（90min）教學(xué)目標知識與技能：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展（2）了解大數(shù)據(jù)的發(fā)展（3）了解云計算的發(fā)展（4）了解人工智能的發(fā)展（5）了解VR和AR的發(fā)展（6）掌握物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)（7）掌握云計算的服務(wù)類型（8）掌握人工智能的關(guān)鍵技術(shù)思政育人目標：拓展學(xué)生的視野，帶領(lǐng)學(xué)生了解現(xiàn)下最為先進的計算機前沿技術(shù)，并以此激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，幫助學(xué)生規(guī)劃自身未來的發(fā)展方向，通過讓學(xué)生感受到科技對生活的帶來的改變，進而鼓勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)，為了未來的美好生活而奮斗。教學(xué)重難點教學(xué)重點：（1）物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)（2）云計算的服務(wù)類型教學(xué)難點：（1）人工智能的關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)方法講授法、問答法、討論法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計第1節(jié)課：學(xué)習(xí)新知（30min）第2節(jié)課：情景學(xué)習(xí)新知（30min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計意圖第一節(jié)課考勤（3min）【教師】清點上課人數(shù)，記錄好考勤【學(xué)生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學(xué)生的組織紀律性，掌握學(xué)生的出勤情況情景導(dǎo)入（3min）【教師】教師展示智能家居產(chǎn)品工作場景【學(xué)生】聆聽、觀看、思考【教師】引入知識如此智能的技術(shù)正是在物聯(lián)網(wǎng)的支持下才得以實現(xiàn)。讓我們一起學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識通過案例激發(fā)學(xué)生的動機，告知學(xué)習(xí)的目標，激發(fā)主觀能動性學(xué)習(xí)新知（30min）任務(wù)3-1了解物聯(lián)網(wǎng)【教師】結(jié)合教材25頁視頻，講解物聯(lián)網(wǎng)【多媒體】播放教材25頁視頻物聯(lián)網(wǎng)（internetofthings，IoT）又稱傳感網(wǎng)，是利用射頻識別（RFID）、傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感技術(shù)和設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò)二是其用戶終端延伸和擴展到了任何物體之間，使任何物體之間都可以進行信息交換和通信。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的信息技術(shù)，其應(yīng)用正在迅速向各個領(lǐng)域蔓延，從家居、醫(yī)療、物流、交通、零售、金融、工業(yè)到農(nóng)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用無處不在。例如，時下流行的共享單車，只要拿出手機掃一掃即可打開智能鎖騎行，這些智能鎖使用的就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)【教師】組織課堂互動列舉幾個你所接觸過的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景【學(xué)生】思考、討論、回答問題【教師】通過發(fā)言，引入新的知識點，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)【多媒體】展示教材物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)模型（詳見教材）（1）感知層。物聯(lián)網(wǎng)的感知層利用RFID、傳感器、攝像頭、全球定位系統(tǒng)等傳感技術(shù)和設(shè)備，隨時隨地獲取物體的屬性信息并傳輸給網(wǎng)絡(luò)層。物體屬性包括靜態(tài)和動態(tài)兩種：靜態(tài)屬性：可以存儲在電子標簽中，使用閱讀器讀取動態(tài)屬性：（如溫度、濕度、速度、位置等）則需要使用傳感器、攝像頭或全球定位系統(tǒng)等實時探測。一般情況下，在數(shù)字的后面用特定的字母（下標）表示該數(shù)的進制：B表示二進制；D表示十進制（D可省略）；O表示八進制；H表示十六進制。例如，二進制數(shù)101100應(yīng)表示為(101100)B【教師】舉例講解感知層比如，工業(yè)過程的控制、汽車應(yīng)用方面的傳感器。汽車方面，汽車能夠顯示汽油還有多少，這就需要能夠檢測到汽油液面高度的傳感器，還有就是汽車停止的時候，如果有誰震動到它就會發(fā)出警報，這就需要能夠感應(yīng)振動的傳感器。醫(yī)療衛(wèi)生，以及食品監(jiān)測這方面的傳感器，要檢測某種食品含有的危害物質(zhì)濃度有多大？是否超標？也需要濃度傳感器來檢測。還有就是智能電子產(chǎn)品以及家電產(chǎn)品這方面的應(yīng)用。我們用的能夠檢測姿態(tài)的手柄游戲手柄，這些一般里面有一個小型的電子陀螺儀【學(xué)生】聆聽、思考、記憶（2）網(wǎng)絡(luò)層。通過各種網(wǎng)絡(luò)，將物體的信息實時、準確地傳遞給應(yīng)用層（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層有一個信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實現(xiàn)物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實際應(yīng)用【教師】舉例講解應(yīng)用層應(yīng)用層主要解決信息處理和人機界面的問題，也即輸入輸出控制終端。例如，手機、智能家居的控制器等等，主要通過數(shù)據(jù)處理及解決方案來提供人們所需的信息服務(wù)。應(yīng)用層針對的是直接用戶，為用戶提供豐富的服務(wù)及功能，用戶也可以通過終端在應(yīng)用層定制自己需要的服務(wù)：比如查詢信息、監(jiān)視信息、控制信息等等【學(xué)生】聆聽、思考、記憶物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，即全面感知、可靠傳遞和智能處理【學(xué)生】聆聽、記憶【教師】講解大數(shù)據(jù)部分內(nèi)容物聯(lián)網(wǎng)正在支撐起社會活動和人們生活方式的變革，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后沖擊現(xiàn)代社會的第三次信息化發(fā)展浪潮。物聯(lián)網(wǎng)在將物品和互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的過程中，產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)也在影響著電力、醫(yī)療、交通、安防、物流、環(huán)保等領(lǐng)域商業(yè)模式的重新形成。物聯(lián)網(wǎng)握手大數(shù)據(jù)，正在逐步顯示出巨大的商業(yè)價值大數(shù)據(jù)（bigdata）也稱海量數(shù)據(jù)或巨量數(shù)據(jù)，是指數(shù)據(jù)量大到無法利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)在合理的時間內(nèi)獲取、存儲、管理和分析的數(shù)據(jù)集合?！按髷?shù)據(jù)”一詞除用來描述信息時代產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)外，也被用來命名與之相關(guān)的技術(shù)、創(chuàng)新與應(yīng)用大數(shù)據(jù)具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（volume）、快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（velocity）、多樣的數(shù)據(jù)類型（variety）和價值密度低（value）四大特征，簡稱4V（1）海量的數(shù)據(jù)規(guī)模（volume）。2004年，全球數(shù)據(jù)總量為30EB，2005年達到50EB，2015年達到7900EB，2019年達到41ZB。根據(jù)國際數(shù)據(jù)資訊（IDC）公司監(jiān)測，全球數(shù)據(jù)量大約每兩年翻一番，預(yù)計到2025年，全球?qū)碛?63ZB的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)存儲單位之間的換算關(guān)系：1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB；1PB=1024TB；1EB=1024PB；1ZB=1024EB）（2）快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)（velocity）。指數(shù)據(jù)產(chǎn)生、流轉(zhuǎn)速度快，而且越新的數(shù)據(jù)價值越大。這就要求對數(shù)據(jù)的處理速度也要快，以便能夠及時從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、提取有價值的信息（3）多樣的數(shù)據(jù)類型（variety）。數(shù)據(jù)的來源及類型多樣。大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型除傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)外，還包括大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（4）數(shù)據(jù)價值密度低（value）。指數(shù)據(jù)量大但價值密度相對較低，挖掘數(shù)據(jù)中蘊藏的價值猶如沙里淘金【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】組織課堂互動思考大數(shù)據(jù)可以應(yīng)用的領(lǐng)域【學(xué)生】思考、討論、回答問題【教師】總結(jié)大數(shù)據(jù)正在眾多領(lǐng)域掀起變革的巨浪，但是，我們要看到，大數(shù)據(jù)的核心在于挖掘數(shù)據(jù)中蘊藏的價值。例如，通過對大量數(shù)據(jù)的分析和挖掘來預(yù)測行業(yè)發(fā)展趨勢、做精準營銷、優(yōu)化生產(chǎn)流程等。如今，大數(shù)據(jù)在各行各業(yè)的應(yīng)用無處不在，包括電商、金融、通信、物流、醫(yī)療、教育、農(nóng)業(yè)、工業(yè)制造、城市管理等。例如，大數(shù)據(jù)在電商行業(yè)的典型應(yīng)用場景有：①電商企業(yè)收集大量用戶在電商網(wǎng)站或網(wǎng)絡(luò)媒體上的注冊信息、行為數(shù)據(jù)（用戶在網(wǎng)站和App中的瀏覽/點擊/發(fā)帖等行為）、交易數(shù)據(jù)等；②對收集的數(shù)據(jù)進行分析和挖掘，得出不同用戶的購買能力、行為特征、心理特征、興趣愛好、家庭情況、喜歡的社交網(wǎng)絡(luò)等數(shù)據(jù)；③根據(jù)分析結(jié)果做精準營銷、精準推薦等【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】舉例引出VR（1）蘭蔻VR花園實驗室（2）移動VR直播技術(shù)這些案例都是用到了VR技術(shù)，那我們來共同了解虛擬現(xiàn)實（virtualreality，VR）是指利用計算機技術(shù)模擬出一個逼真的三維空間虛擬世界，使用戶完全沉浸其中，并能與其進行自然交互，就像在真實世界中一樣。例如，VR游戲可以讓用戶完全沉浸在游戲中，猶如身臨其境目前，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)主要應(yīng)用于仿真演示、仿真實驗、模擬訓(xùn)練、模擬演練、仿真設(shè)計、可視化管理、藝術(shù)與娛樂等方向，如教學(xué)仿真演示與實驗、軍事模擬訓(xùn)練與演習(xí)、消防模擬訓(xùn)練與演練、飛機和汽車等駕駛模擬訓(xùn)練、航天模擬訓(xùn)練、外科手術(shù)模擬訓(xùn)練、建筑仿真設(shè)計與演示、產(chǎn)品仿真設(shè)計與演示、交通路況與環(huán)境仿真演示、VR影視與游戲、科學(xué)研究和工程管理可視化等【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】列舉VR使用案例例如，在汽車專業(yè)教學(xué)領(lǐng)域，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)動機的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理時，傳統(tǒng)教學(xué)方法是利用圖示或放錄像的方式向?qū)W生展示相關(guān)知識，無法使學(xué)生直觀地理解和運用；而利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，不僅可以用三維方式直觀地向?qū)W生展示發(fā)動機的復(fù)雜結(jié)構(gòu)、工作原理及工作時各個零件的運行狀態(tài)，而且可以讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進行拆裝和維修發(fā)動機等實驗，從而使教學(xué)和實驗效果事半功倍。目前，許多學(xué)校都建立了虛擬仿真實驗室【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】組織課堂互動你用過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的設(shè)備嗎？如果用過，是用來做什么？【學(xué)生】聆聽、思考、回答問題【教師】舉例引出AR（1）新年支付寶“掃?！保?）淘寶在線試裝這里所使用的是和VR不同的技術(shù)，也就是接下來我們要講到的AR技術(shù)強現(xiàn)實（AR）是把真實環(huán)境和虛擬環(huán)境結(jié)合起來的一種技術(shù)。與VR不同的是，AR是在現(xiàn)實的環(huán)境中疊加虛擬內(nèi)容，實現(xiàn)了虛實結(jié)合。此外，AR在用戶端無須頭戴式3D顯示器、3D鼠標、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備，只需要一個智能手機、平板計算機或AR眼鏡即可（利用AR眼鏡可同時看到現(xiàn)實環(huán)境和虛擬內(nèi)容）【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】列舉AR使用案例目前，AR主要應(yīng)用于零售、教育、醫(yī)療、娛樂和游戲、廣告、軍事等領(lǐng)域。例如，在零售領(lǐng)域，可以利用AR進行試裝、試妝，讓消費者得到更好的購物體驗；在教育和培訓(xùn)領(lǐng)域，可以利用AR生動地演示相關(guān)知識和應(yīng)用；在醫(yī)療領(lǐng)域，做微創(chuàng)手術(shù)時可以利用AR實時觀察手術(shù)部位，相當(dāng)于增強了外科醫(yī)生的視力【學(xué)生】聆聽、思考、記憶通過講解，讓學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、VR和AR等相關(guān)知識課堂互動（7min）【教師】提出問題（1）物聯(lián)網(wǎng)3層結(jié)構(gòu)的作用分別是什么？（2）大數(shù)據(jù)有哪些應(yīng)用？（3）虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）的區(qū)別是什么？【學(xué)生】思考、回答問題【教師】隨機選擇學(xué)生，讓他們回答問題【學(xué)生】回答問題【教師】講解問題【學(xué)生】聆聽、思考通過師生的交流、討論、反饋、矯正、總結(jié)，加深對知識點的理解，提高學(xué)生思維、分析和總結(jié)能力評價修正（2min）【教師】點評學(xué)生的回答，并總結(jié)、鞏固知識點【學(xué)生】聆聽、思考、記憶通過形成性檢測進行強化矯正第二節(jié)課情景導(dǎo)入（3min）【教師】導(dǎo)入新課在學(xué)習(xí)過程中我們常常會有很多的材料、資源需要存儲，而我們一般采用的方法是U盤或者移動硬盤，但這兩種都屬于計算機的外部配件，并不方便我們隨時隨地的使用，那么在計算機技術(shù)發(fā)展如此迅速的今天，我們應(yīng)當(dāng)如何的是解決這個問題呢【學(xué)生】聆聽、思考通過情景，吸引學(xué)生關(guān)注，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣學(xué)習(xí)新知（30min）【教師】提出知識點任務(wù)3-3了解云計算云計算既是一種計算機創(chuàng)新技術(shù)，也是一種IT服務(wù)模式。它將計算任務(wù)分布在互聯(lián)網(wǎng)上由大量計算機（通常是一些大型服務(wù)器集群）構(gòu)成的資源池中，并將資源池中的資源（計算力、存儲空間、帶寬、軟件等）虛擬成一個個可任意組合、可大可小的資源集合，然后以服務(wù)的形式提供給用戶使用國內(nèi)外知名的云計算服務(wù)商有阿里云、騰訊云、百度云、亞馬遜AWS、微軟Azure、谷歌Cloud等【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】結(jié)合案例講解云計算的典型應(yīng)用（1）企業(yè)云：是專門設(shè)計客戶關(guān)系管理軟件、人力資源管理軟件、數(shù)據(jù)庫軟件等企業(yè)內(nèi)部系統(tǒng)給商業(yè)公司使用的云系統(tǒng)（2）云存儲系統(tǒng)：適合于那些需要管理和存儲海量數(shù)據(jù)的企業(yè)（3）大規(guī)模數(shù)據(jù)處理云：利用云計算的計算能力和存儲能力對海量的數(shù)據(jù)進行大規(guī)模的處理（4）云殺毒：通過云中龐大的特征庫和強大的處理能力來分析這個數(shù)據(jù)是否含有病毒（5）開發(fā)測試云：較適合那些需要開發(fā)和測試多種應(yīng)用的企業(yè)和機構(gòu)（6）游戲云：將游戲部署至云中。目前主要有兩種應(yīng)用模式，一種是基于Web游戲模式，另一種是為大容量和高畫質(zhì)的專業(yè)游戲設(shè)計的【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】結(jié)合典型應(yīng)用提出問題同學(xué)們思考剛才講到的云計算的典型應(yīng)用的服務(wù)對象分別是那些呢【學(xué)生】聆聽、思考、回答問題【教師】結(jié)合學(xué)生發(fā)言，講解云計算的服務(wù)類型云計算按照服務(wù)類型分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）3種。（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）。IaaS主要是出售計算能力、存儲和帶寬等基礎(chǔ)資源（2）平臺即服務(wù)（PaaS）。PaaS主要面向軟件開發(fā)人員，它提供了完整的云端開發(fā)環(huán)境（3）軟件即服務(wù)（SaaS）。SaaS主要面向企業(yè)或個人用戶，讓用戶可以通過瀏覽器或App隨時隨地使用這些服務(wù)。例如，微軟公司提供的Office365辦公套件就屬于SaaS【學(xué)生】聆聽、思考、記憶【教師】提出問題讓學(xué)生思考隨機提問播放機器人Atlas相關(guān)視頻后提出問題：你理解的人工智能是什么？【學(xué)生】聆聽、觀看、思考、回答問題【教師】通過歸納總結(jié)大家的發(fā)言，引入新的知識點，帶領(lǐng)學(xué)生了解人工智能人工智能（AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門學(xué)科，其目標是生產(chǎn)出能以人類智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機器。具體來說，人工智能就是讓機器像人類一樣具有感知能力、學(xué)習(xí)能力、思考能力、溝通能力、判斷能力等，從而更好地為人類服務(wù)【學(xué)生】聆聽、思考【教師】列舉人工智能應(yīng)用案例（1）虛擬個人助理Siri，GoogleNow和Cortana都是各種渠道（iOS，Android和WindowsMobile）上的智能數(shù)字個人助理（2）而在有人工智能的介入之后，這一問題就有了解決辦法。也許你自己不知道到底喜歡包含哪些元素的歌曲，但是人工智能通過分析你喜歡的音樂可以找到其中的共性，并且可以從龐大的歌曲庫中篩選出來你所喜歡的部分，這比最資深的音樂人都要強大電影推薦也是相同的原理，對你過去喜歡的影片了解越多，就越了解你的偏好，從而推薦出你真正喜歡的電影【學(xué)生】聆聽、思考【教師】人工智能能夠提高我們的質(zhì)量，