新一代信息技術(shù)教案 第2章 走進人工智能

教案首頁課題名稱第2章走進人工智能（3）——2.4~2.5課次5授課類型理論□實踐□理實一體□其他學(xué)時2授課日期授課班級授課地點教學(xué)目的與要求知識目標：1.了解人工智能在行業(yè)中的應(yīng)用；2.了解人工智能的發(fā)展趨勢。能力目標：能簡單描述人工智能具體應(yīng)用實例；能夠清晰認識人工智能技術(shù)的發(fā)展方向。素質(zhì)目標：1.了解倫理道德準則，規(guī)范日常信息行為；2.了解相關(guān)法律法規(guī)并自覺遵守；3.具備信息安全意識和相關(guān)防護能力。課程思政目標：增強民族自豪感，學(xué)習(xí)大國工匠精神，樹立科技報國思想。教學(xué)重點人工智能在行業(yè)中的應(yīng)用教學(xué)難點人工智能的發(fā)展趨勢教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：課件講解、舉例說明、對比分析、啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)法：預(yù)習(xí)—聽講---討論---復(fù)習(xí)—自學(xué)擴展設(shè)計意圖：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂學(xué)習(xí)效率教學(xué)資源：課件、視頻資料課程思政要素要點通過對人工智能技術(shù)的實際應(yīng)用的實例例舉，和我國人工智能技術(shù)的發(fā)展情況介紹，增強學(xué)生的民族自豪感，樹立學(xué)生科技報國志向。課外作業(yè)補充作業(yè)：1.簡述什么是人工智能。2.人工智能的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?請簡要描述各種技術(shù)。教學(xué)反思結(jié)合人工智能應(yīng)用的具體實例，加深學(xué)生對于人工智能技術(shù)的理解。教案紙第2章走進人工智能（3）——2.4-2.5一、整體設(shè)計1.復(fù)習(xí)引入（10分鐘）2.新知識講解（80分鐘）（1）人工智能在行業(yè)中的應(yīng)用（2）人工智能的發(fā)展趨勢3.總結(jié)與布置作業(yè)（10分鐘）二、復(fù)習(xí)引入1.上節(jié)課內(nèi)容回顧：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了人工智能的七個關(guān)鍵技術(shù)。2.新課引入：本節(jié)課我們重點學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用以及人工智能的發(fā)展趨勢。三、新知識講解2.4人工智能的應(yīng)用2.4.1智慧家居與個人助理智能家居通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的各種設(shè)備（如音視頻設(shè)備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、影音服務(wù)器、影柜系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)家電等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內(nèi)外遙控、防盜報警、環(huán)境檢測、暖通控制、紅外轉(zhuǎn)發(fā)以及可編程定時控制等多種功能和手段。2.4.2智慧安防“預(yù)防、預(yù)測、預(yù)警”誰來了，我知道誰走了，我清楚誰還在，我明白網(wǎng)格內(nèi)有多少我關(guān)注的人？2.4.3智慧醫(yī)療AI+輔助診療的產(chǎn)品有兩大類：醫(yī)療大數(shù)據(jù)輔助診療、醫(yī)療機器人（主要指針對診斷與治療環(huán)節(jié)的機器人）。醫(yī)療機器人主要包括手術(shù)機器人、腸胃檢查與診斷機器人、康復(fù)機器人等。將AI融入研發(fā)新藥物的過程中，不僅可以降低整體成本，還可以對新藥的安全性進行自動檢驗。在依靠AI研發(fā)新藥物方面，Atomwise是一個非常具有代表性的例子。通過超級計算機對自身已有數(shù)據(jù)庫進行深入分析，利用AI及復(fù)雜算法對新藥品的研發(fā)過程進行精確模擬，借助一些前言技術(shù)對新藥物的研發(fā)風(fēng)險進行早期評估，Atomwise不僅讓新藥物的研發(fā)進程有了極大的加快，還讓新藥物的研發(fā)成本有了大幅度降低，有時甚至只需要數(shù)千美元即可。2.4.4智能金融2.4.5智慧制造1.智慧制造的應(yīng)用：視覺檢測在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展起來之前，機器視覺已經(jīng)長期應(yīng)用在工業(yè)自動化系統(tǒng)中，如儀表板智能集成測試、金屬板表面自動控傷、汽車自身檢測、紙幣印刷質(zhì)量檢測、金相分析、流水線生成檢測等，大體分為拾取和放置、對象跟蹤、計量、缺陷檢測幾種，機器視覺自動化設(shè)備可以代替人工不知疲憊地進行重復(fù)性的工作，且在一些不適合于人工作業(yè)的危險工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場合，機器視覺可以代替人工視覺。2.智慧制造的應(yīng)用：視覺分揀工業(yè)上有許多需要分揀的作業(yè)，采用人工的話，速度緩慢且成本高，采用工業(yè)機器人可以大幅降低成本，提高速度。近年來，國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)了一些基于深度學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)解決機器人視覺分揀問題的企業(yè)，如埃爾森、梅爾曼德、庫柏特等，通過計算機視覺識別出物理及其三維空間位置，指導(dǎo)機械臂進行正確的抓取。3.智慧制造的應(yīng)用：故障預(yù)測基于人工智能技術(shù)，通過工廠各個設(shè)備的傳感器，對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立設(shè)備故障的模型，則可以在故障發(fā)生前，對故障提前進行預(yù)測，將可能發(fā)生故障的工件替換，從而保障設(shè)備的持續(xù)無故障運行。2.4.6自動駕駛自動駕駛汽車通過多種傳感器，包括視頻攝像頭、激光雷達、衛(wèi)星定位系統(tǒng)（北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)BDS、全球定位系統(tǒng)GPS）等，來對行駛環(huán)境進行實時感知。智能駕駛系統(tǒng)可以對多種感知信號進行綜合分析，通過結(jié)合地圖與指示標志，實時規(guī)劃駕駛路線，并發(fā)出指令，控制汽車的運行。2015年12月12日，百度無人駕駛汽車首次在北京五環(huán)進行測試，自動駕駛的最高時速達100公里/小時，完成了國內(nèi)無人駕駛汽車首次于城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動駕駛，自動完成了跟車減速、轉(zhuǎn)向、超車、上下高速公路匝道等一系列復(fù)雜動作。2.4.7智能客服為了應(yīng)對新的挑戰(zhàn)，很多企業(yè)開始引入人工智能技術(shù)打造智能客服系統(tǒng)，智能客服可以像人一樣和客服交流溝通。它可以聽懂客戶的問題，對問題的意義進行分析（比如客戶是詢問價格，還是咨詢產(chǎn)品的功能），進行準確得體并且個性化的響應(yīng)，從而提升客戶的體驗。未來，聊天機器人或許可以代替客服人員處理絕大部分與消費者的溝通工作。例如，一旦待配送的商品離開工廠或倉庫，或者經(jīng)過某個配送站點，通知就會觸發(fā)，告知消費者預(yù)計的交貨時間。2.4.8智慧教育1.智慧教育的應(yīng)用：學(xué)生行為分析通過學(xué)生歷史答題記錄，AI可以隨時評測某個知識點的掌握情況，輸出對知識點掌握情況的預(yù)估，進而根據(jù)預(yù)估明確下一步推送的具體路徑。傳統(tǒng)教室沒有辦法將教學(xué)過程清晰地展示出來，教師既不能對教學(xué)過程進行科學(xué)分析，又很難為學(xué)生提供個性化的教學(xué)體驗。通過AI技術(shù)，圖像、語言、文字等數(shù)據(jù)就可以被很好地識別出來，并形成一個數(shù)據(jù)匯集平臺。2．智慧教育的應(yīng)用：早教機器人隨著AI的不斷發(fā)展，各種各樣的早教智能機器人也應(yīng)運而生。“布丁豆豆”是由ROOBO旗下的布丁機器人團隊研發(fā)的，“布丁豆豆”依托于”AI+OS“機器人系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢，讓孩子真正體會到有形之愛。只要是孩子提出的問題，“布丁豆豆”都可以親切回答2.4.9人臉識別人臉識別的應(yīng)用：出入境在出入境業(yè)務(wù)辦理過程中，利用人臉識別技術(shù)查詢和比對出入境人員庫和常住人口庫的人像數(shù)據(jù)，確認是否有騙取出入境證件行為。將出入境人員相片于過往歷史人員相片進行比對，從而發(fā)現(xiàn)重復(fù)辦證情況。利用人臉識別技術(shù)取代傳統(tǒng)人工檢驗通關(guān)模式，簡化業(yè)務(wù)辦理流程，提高業(yè)務(wù)辦理效率，實現(xiàn)快速通關(guān)。2.5人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢2.5.1人工智能產(chǎn)業(yè)1.智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)2.智能信息及數(shù)據(jù)3.智能技術(shù)服務(wù)4．智能產(chǎn)品2.5.2人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢1.政策體系加速完善2.產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈加速形成3.行業(yè)應(yīng)用持續(xù)深入4.關(guān)鍵技術(shù)取得突破5.影響作用大幅加強技術(shù)發(fā)展方向：1.智能服務(wù)呈現(xiàn)線下和線上的無縫結(jié)合；2.智能化應(yīng)用場景從單一向多元發(fā)展；3.人工智能和實體經(jīng)濟深度融合進程將進一步加快。四、總結(jié)及布置作業(yè)1.總結(jié)人工智能技術(shù)目前在多個行業(yè)領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用，在國家政策的支持下將向更好的方向穩(wěn)步發(fā)展。2.布置作業(yè)：（1）簡述什么是人工智能。（2）人工智能的關(guān)鍵技術(shù)有哪些?請簡要描述各種技術(shù)。五、板書設(shè)計第2章走進人工智能四、人工智能技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用1.智慧家居2.智能安防3.智慧醫(yī)療4.智慧金融5.智慧制造6.自動駕駛7.智能客服8.智慧教育9.人臉識別五、人工