《走进世博 体验人工智能的魅力》教学设计

一、教学内容分析

本课内容是教育科学出版社《信息技术基础》(必修)中的第三章第三节《信息的智能化加工》。信息的智能化加工是信息加工的一种类型，是本章内容重要组成部分。本节内容对应课程内容标准是通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值。本节主要内容有：揭开人工智能的神秘面纱，强调机器的的智能是人赋予的；利用人工智能技术（如手写输入、机器翻译等）加工信息，揭示人工智能技术是对人脑思维机理的模拟，以及人工智能技术的实际应用价值；客观地认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。

本节内容开阔学生的视野，激发学生对人工智能的兴趣，对增长学生的信息技术使用经验有重要的意义，也为选修模块的开设作有益的铺垫。

二、教学对象分析

本节教学对象为高一学生。通过前面内容的学习，学生具备一定的计算机操作能力和网络学习能力。学生在初中信息技术课程里没有接触过信息的智能化加工。可能少部分学生对人工智能已经有一些体验，学生间存在一些差异，但是大部分学生对信息的智能化加工有着浓厚的兴趣，对人工智能的认识与了解仅局限于科幻片中的智能机器人，而且对于生活与学习中所使用到的人工智能技术认识不深，没有意识到人工智能技术对社会的影响。

三、教学目标

1．知识与技能

（1）了解人工智能的基本概念；

（2）知道人工智能技术的典型应用（包括：模式识别、机器翻译等）；

（3）学会使用部分人工智能软件处理信息；

（4）了解人工智能的应用价值。

2．过程与方法

通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其工作过程，了解其实际应用价值。

3．情感态度与价值观

（1）通过体验人工智能技术给人类带来的便利，认识到人工智能对人类学习、生活和社会的影响，培养正确的科学技术应用观；

（2）通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活追求。

四、教学重点及难点

重点：理解人工智能的概念，体验智能信息处理工具的独特魅力。

难点：辩证看待人工智能技术对人类学习、生活和社会的影响。

五、教学策略

本节课坚持“以教师为主导，以学生为主体”的理念，依据建构主义学习理论和高中新课程基本理念，注重教学过程中三维目标的渗透。结合具体的教学内容，本节课以“情境导入à问题创设à问题探究à新课讲解à课堂总结à拓展总结”为主线，并在不同的教学环节采用任务驱动法、演示法等的教学策略。有效的学习，不能只是简单的模仿与记忆。在教学过程中，教师的角色由知识传授者转变为引导者。引导学生帮助美国人Bill解决问题，通过手写识别、图像识别、机器翻译、智能机器人等的学习体验，了解人工智能的含义及特征，体验感受人工智能的应用价值，从应用软件中理解信息的智能化加工，培养了实际动手能力与多角度分析问题的能力。最后，引导学生认识人工智能的现状和未来，辩证地看待人工智能技术对人类学习、生活和社会的影响。  

主要教学方法：情景教学法、任务驱动法、讲授法、探究式教学法。

六、教学媒体选择

多媒体网络课室、投影仪、教学课件、学案等。

七、教学过程

教学环节	教师活动	学生活动	设计意图
课堂导入	[情境导入] 播放2010上海世博会视频 [引出课题] 走进世博，体验人工智能的魅力。	学生观察，并思考 明确学习内容	通过视频导入世博主题，引起学生学习人工智能的兴趣。
新课讲解	揭开人工智能的神秘面纱 什么是人工智能？人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。 人工智能是人造的智能，主要是对人脑思维机理的模拟； 通过世博主题，导入接下来的活动 世博主题“城市，让生活更美好”，人工智能怎样使我们生活更美好？	思考人工智能的概念和应用。	让学生知道人工智能的概念，并通过世博主题引发学生进一步思考人工智能在现实生活中的应用价值。
活动情景创设 问题探究	活动一：体验手写识别技术   [情景创设]

美国人Bill独自在上海生活了5年，性格开朗的他已经能和周围的人进行日常对话，中文和拼音他也略懂一二。这次上海世博会，他有幸可以担任志愿者翻译。可是有一天，参展商递给他几张客户的名片，名字里面有几个字却是他不认识的，他也不会读，怎么办？

陈小燚

张 屾

 

 

 

 

 

 

 

[实践]

利用搜狗手写输入软件在百度上查找3个字的读音并登记在学案中；

 

[探究小结]

（1）模式识别技术的含义；

模式识别是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别。

 

 

 

（2）模式识别技术的一般过程；

 

 

 

 

 

（3）模式识别技术的应用价值。

世博中的应用：人脸识别安保系统

学生学习探究，在体验过程中思考并填写学案。

 

学习模式识别技术的含义与特征。

通过手写识别应用体验，让学生感受人工智能的魅力，更加深刻地体验人工智能的内涵与魅力，在体验过程让学生了解人工智能在日常生活中的应用价值。

活动二：谁是Peter？

[情景创设]

Bill在世博园区工作的时候不方便离开，但碰巧他的朋友Peter急于拿回借给他的平板电脑，于是他把公寓的钥匙交给了世博园的保安队长小张，并告诉他：下午他的朋友会过来拿这钥匙，请小张交给他。

下午小张在园区门口值班时，却来了两个都自称是Peter的人。小张马上给Bill打电话，却发现手机已经关机了......

为了证明自己认识Bill，这两个人都拿出了证据：手机上Bill发出的电子邮件和生活中的合影照片。

小张如何判断出了谁是真正的Peter？

[实践三]

1、  利用图片识别软件Jpegsnoop判断图片是否经过修改；

2、  利用在线翻译软件翻译电子邮件，判断谁是真正的Peter。

[探究小结]

1、  图像识别同样属于模式识别；

2、  机器翻译的定义及应用。

利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。

 

 

学生学习探究，在体验过程中思考并填写学案。

 

学习机器翻译的含义与特征。

通过在线翻译和图像识别的应用体验，让学生感受人工智能的魅力，更加深刻地体验人工智能的内涵与魅力，在体验过程让学生了解人工智能在日常生活中的应用价值。

活动三：智能机器人

[情景创设]

世博中海宝机器人的应用。

虚拟机器人：爱奇（AiQi）智能机器人

[实践三]

将智能赋予机器人：

在爱奇智能机器人中依次输入如下问题

1、人是什么

2、记住人是会笑的

3、蒙娜丽莎会笑吗

4、记住蒙娜丽莎是人

5、蒙娜丽莎会笑吗

拓展练习：赋予更多的智能给机器人

[探究小结]

    人工智能是人造的智能；

机器的智能是人赋予的。

学生学习探究，在体验过程中思考并填写学案。

 

学习人工智能的定义和实质。

通过智能机器人的应用体验，让学生理解人工智能的实质。

 

 

 

 

 

知识延伸

计算机博弈：“更深的蓝”战胜了什么？

[情景创设]

国际象棋棋王卡斯帕罗夫与深蓝II代计算机的对决。

[实践三]

思考：“更深的蓝”战胜了什么？

      人类会不会被取代？

[探究小结]

机器智能是依靠程序设计的搜索技术和计算机高速计算来实现的。

 

 

 

学生讨论学习如何辩证地看待人工智能。

 

 

通过人工智能应用的学习， 提升对人工智能的认识，感受人工智能的魅力，提升学生的思辨能力。让学生客观认识人工智能技术对社会的影响，培养学生正确的科学技术应用观。

课堂总结

1.         人工智能的定义；

2.         人工智能的应用；

3.         人工智能技术的两面性：

技术的创新大大方便了人们，我们要发展人工智能技术，让其更好地为我们服务，同时不能过多地依赖，思维保持创新。

 

回归世博的主题：城市，让生活更美好。鼓励同学踏实学习，勇于创新，利用自己的知识让我们的生活和社会更美好。

 

小结本节课的主要内容。

回顾本节课的知识点。

帮助学生梳理课堂学习内容，将知识点内化到自己的知识体系中。

教学反思：

1、  以2010上海世博会的视频作为情境导入，引入本节课的课题“走进世博 体验人工智能的魅力”。整节课以世博的主题“城市，让生活更美好”为主线，把人工智能的工具体验活动贯穿其中，并以朋友Bill遇到的问题为每一个活动创设情境，能够充分调动学生学习的兴趣，也能够为情感态度价值观的目标实现（辩证看待人工智能技术对人类学习、生活和社会的影响）做好铺垫；

2、  整个教学过程体现了“以学生为主体、教师为主导”的教学思想，鼓励学生自主探索，培养创新精神；利用三个活动和一个实例，激发学生竞争意识，鼓励学生探索各种实现方法；完整的学案给学生提供了自主学习的依据，有利于实现分层教学；

3、  通过活动三：“将智能赋予机器人”，对不文明行为的分析，引导学生负责、安全、健康地应用人工智能和信息技术，提高信息素养。

任务驱动环环相扣，紧紧联系人工智能工具的各种应用，让学生通过完成任务能体验人工智能的魅力；