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走近人工智能


广州市中小学信息技术学科第八届年会

广州市中小学信息技术学科第八届年会 参评材料

参评组别:□小学组 □初中组



高中组

参评项目:□教学论文 □教学设计 □课例 题 目: □教学资源

走近人工智能 黄小燕 广州市第七中学 13610006502

grasy@163.com

作者姓名: 作者单位: 联系电话: 电子邮件:

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广州市中小学信息技术学科第八届年会

《走近人工智能》教学设计
广州市第七中学 黄小燕 一、 教学内容分析
本课时的教学内容是教科版高中信息技术必修课本的第三章第三节《信息的智能化加 工》 ,这是“信息加工”部分的其中一个教学主题。学生学习完“信息获取”部分后, “信息 加工”部分主要讨论怎样对信息进行加工,有效地利用所获取的信息。本节课是在介绍完本 章的信息加工概述和信息的编程加工的基础上,对信息的智能化加工进行介绍的。 为了更好激发学生兴趣,联系生活实际,本课时在课本原教学的内容基础上进行了拓展。 本课时从智能识别技术引入,引导学生了解人工智能技术在解决生活实际问题中的应用,设 置多种情境让学生体验模式识别、机器翻译和智能机器人等人工智能技术,鼓励学生积极思 考,主动参与实践,在体验和实践中学习信息智能化加工的基本知识,从实例中体验智能化处 理工具软件的基本工作过程,了解其实际的应用。

二、 教学对象分析
大部分高一学生在日常生活、学习中都曾了解或接触过人工智能,但对此知之甚少,仍 未认识到信息的智能化加工的重要性和应用价值。本课时教学的关键是在学生的日常生活的 经验基础上,带领学生体验、理解智能化加工的基本工作过程,了解其实际应用价值。 在本课时中需要通过身边的人工智能应用实例去了解智能化加工的一般过程及在此过程 中体现的智能化加工思想和应用价值,培养学生对信息智能化加工的价值观。

三、 教学目标
【知识与技能】 1.了解人工智能的概念及其在各领域的应用; 2.知道“机器翻译”“模式识别”“机器人”“计算机博弈”等概念; 、 、 、 【过程与方法】 1.通过对空间识别技术、在线翻译、智能机器人等人工智能技术的体验,客观地认识人 工智能技术,了解其实际应用价值; 2.通过自主探究和协作学习,进行知识建构,提高交流表达能力和问题分析能力; 【情感态度价值观】 感受信息智能处理的魅力,能客观评价信息智能处理给学习和生活带来的变化,发展辨 证思维,树立正确的科学技术应用观。

四、 教学重点及难点
【教学重点】 使用在线翻译、与机器人在线对话功能,体验人工智能活动,思考人工智能的应用价值。 【教学难点】 使用智能信息处理工具后,如何提升学生对人工智能的认识,并发展其辨证思维。

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五、 教学策略
本课时主要运用情境学习策略和协作知识建构 (CKB) 教学策略。 通过合理创设教学情境, 促进学生对知识的理解和掌握,学生通过在学习情境中主动参与体验,进行自主探究和协作 学习,对人工智能技术的相关知识进行协作知识建构。以下是关于学习环境的设计: 学习环境的设计 1、课前计算机室的体验环境设计 、 在教师机安装好摄像头以及“联想人脸识别软件”和“联想监控大王软件” ,提早 设置好教师人脸为登陆系统的人脸“密码” ;准备好视频:中国首位虚拟主持人.flv. 2.探究情境的设计 情境 【情境 1】 利用“人脸识 别软件”登录 系统 体验情境简述 所用资源

先邀请一位学生上台,摄像头对准该生,屏幕无变 化;再将摄像头对准教师,通过人脸识别,顺利登 录 windows 系统。预先拍摄“老师的脸” ,将该人 脸图像设为系统登录“密码” 。 师生共同体验空间监控系统。 老师启动预先安装在 教师机的“联想监控大王软件” ,将摄像头对着台 【情境 2】 下的学生,大屏幕中出现摄像头实时拍摄的情景。 体验联想监控 老师按下监控启动按钮,学生受到摄像头监控,一 大王软件 但摄像画面有变化(即有学生动了) ,马上响起报 警声。 【情境 3】 播放视频“中 播放视频“中国首位虚拟主持人” ,了解中国人工 国首位虚拟主 智能发展现状。 持人” 【情境 4】 在教师的引导下,小组协作,体验 Google 在线翻 Google 在线翻 译功能,初步测试其翻译结果的智能性。 译 登录可与机器人对话的网站, 用自然语言与机械人 【情境 5】 通过网络与机 对话,通过寻找其“谈话”的破绽,讨论当前使用 器人对话 计算机理解自然语言的局限性。 3. 学习资源的设计 资源类型 资源内容简要描述

摄像头; 联想人脸识别软 件; 联想监控大王软 件;

虚拟主持人.flv Flv 视频播放软件 http://translat e.google.cn/tra nslate_t?hi=zhcn# http://www.alic ebot.org

资源来源

1、安装人工智能软件,让师生共同参与人工智能体验活 动; 人工智能软件 网络课件 (教学网站) 2、教学博客中的日志“信息的智能化加工”作为本课的在 线课堂, 包含了学习目标、 学习内容等, 呈现知识结构, 教师提供 帮助学生梳理好所学知识; 博客中的讨论区提供了一个 师生交流的平台, 学生可在讨论区对学习内容和过程进 行评论,体现学习的效果,帮助老师了解学生们的学习 效果。 教学博客地址: http://gzqzit.blogbus.com/logs/31523469.html
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六、 教学媒体选择
多媒体教学系统、投影仪,演示文稿,教学博客、Google 在线翻译等
“人脸识别软件” 、联想监控大王软件、视频“中国首位虚拟主持人” 相关软件:

教学博客地址:http://gzqzit.blogbus.com/logs/31523469.html

七、 教学过程
教学 环节 教师活动 【情境 1: 体验不一般的 Windows 登录方 式】 先邀请一位学生上台,摄像头对准该生, 屏幕无变化;再将摄像头对准教师,通 过人脸识别,顺利登录 windows 系统。 【提问】没有动鼠标键盘,为何屏幕中 出现老师的脸就能登录?而其他同学的 脸就不行呢? 【原理揭秘】使用人脸识别技术,已预 先将“老师的脸”图像设为“密码” ,系 统识别出该“密码”才能正常登录。 【引入课题】人脸识别技术属于人工智 能技术,今天我们就来共同走近人工智 能,发现和体验人工智能技术的应用。 【动脑筋,找办法】 1. 键盘输入有困难的人要在计算机输 入文字,有哪些好办法? 2. 希望无需通过键盘输入将书上的若 干页文字转换成可编辑的电子文档, 修改后使用,有什么好办法吗? 3. 如何将一段文字进行中英文互译? 若想将汉语译成德语呢? 指 出 可 利 用 人 工 智 能技 术 解 决 以 上 问 题。 演示学习网站上的相关资源,提示学生 可利用提供的资源进行自主学习。 【概念学习:什么是人工智能】 简单介绍人工智能技术在日常生活中的 主要应用的几个方面(附图片展示) : 1. 模式识别:包括语言输入、光学字符 识别(OCR) 、手写识别、空间识别等; 2. 机器翻译: 中文翻译软件; 在线翻译; 3. 智能机器人 学生活动 相应教学 资源 设计意图

创设 情境 引入 课题

通过让学 生现场感 受邀上台, 进行 受如何通 人脸识别, 无法 联想人脸 过 人 脸 识 登录系统。 识别软件 别 登 录 系 学生台下观察, 统, 激发学 小组讨论思考 生学习兴 趣。

创设 问题 情景 小组 抢答

教师 讲授

突出人工 智能在日 常生活中 教学网站 的 广 泛 应 小组思考,讨 多 媒 体 广 用, 并了解 论,然后抢答 播系统 学生利用 信息技术 解决问题 的能力。 通过博客 日志帮助 学生树立 认真听, 打开学 习网站, 观看相 知识, 提供 关资源。 相关学习 图文 教学博客 资料; 展示人工 初步了解日常 智能的应 生活中的智能 处理。 用使学生 印象更深 刻。

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提出 问题

情境 体验 协作 探究

在以下的体验活动中,请围绕以下问题 进行思考, : 1. 应用人工智能技术的利与弊?其应 用价值?应用时需注意什么? 2. 初步认识人工智能后,请举例说明你 体验过的一种人工智能技术,谈谈你 自主思考, 小组 的感受。 3. 不断发展的人工智能会使 50 年后的 讨论 人类生活发生什么变化呢? 4. 你认为应该怎样判断机器是具有类 似人类思维的? 课后请围绕其中一个问题在教学网站的 讨论区中发表看法。 (四人小组每人回答 的问题要不同) 【情境 2:师生共同体验空间监控】 老师启动预先安装在教师机的“联想监 控大王软件” ,将摄像头对着台下的学 学生参与体验 生,大屏幕中出现摄像头实时拍摄的情 空间监控。 景。老师按下监控启动按钮,学生受到 摄像头监控,一但摄像画面有变化(即 有学生动了) ,马上响起报警声。 学生观看视频, 【情境 3:播放视频“中国首位虚拟主持 小组讨论, 思考 人”(1 分 30 秒) 】 问题。 体验在线翻译, 【情境 4:体验在线翻译】 协作探究, 并运 教 师 提 供 一 些 翻 译 实例 , 请 学 生 利 用 用 已 有 知 识 都 Google 在线翻译系统,完成中英互译, 其 翻 译 准 确 度 并讨论其准确性。 进行判断。 感兴 翻译实例包含:词、短语(成语) 、文段 趣 的 同 学 尝 试 等。 将中文翻译成 其他各国语言

教学博客

提出问题, 移到学生 在即将参 与的一些 人工智能 体验活动 中更好地 思考。

通过有趣 的体验活 动, 集中学 生的注意 力。 监控大王 软件 视频 多媒体广 播系统 教学博客 了解现状, 边看边思 考。

通过在线 翻译的实 践, 加深对 机器翻译 的认识。

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【情境 5:与机器人对话】 利用教学博客提供的链接,通过网络选 择一个机器人并与其使用英语对话,仅 限于键盘输入对话内容。 请一位同学到教师机上演示与机器人对 话的过程,大屏幕投影。 提示阅读教学博客中的【在线课堂】的 有关人工智能的相关资料。如:人机博 弈,著名的图灵测试,人工智能之父— —图灵等。

按要求登录与 机器人在线对 话的相关网站, 键盘输入英语 进行对话。 小组 讨论,协作探 究, 找出与机器 人聊天的破绽, 讨论当前使用 计算机理解自 然语言的局限 性。 阅读教学博客 的相关资料。

恰逢圣诞 节, 王张退 出最新的 Santa 机器 人, 可爱的 圣诞老实 人机器人 引起学生 更大的聊 天兴趣。

归纳 总结 与 提升

1. 简要分析人工智能的特点,编程加工 与智能化加工的异同。 2. 简单归纳智能化加工软件的一般工 作过程; 3. 说明智能化加工的实用价值。 4. 鼓励学生从体验人工智能技术发展 到参与人工智能技术的发展。

认真听,阅 读其他同学 发表的评论 与看法

多媒体课 件,广播 系统

归纳总结

学生 学习 评价

了解学生 在线填写《学习表现自我评价表》 ;通过情境体验活动将老师之前提出 的学习表 的问题选其一在教学网站讨论区中发表自己的看法。 现。

八、 教学评价设计
该课时的教学评价主要在课堂上运用观察法对各小组、个人进行表现性评价,学生可于 课内外在教学博客上发表评论,谈谈人工智能体验活动后的感受和对人工智能的认识和看法 作为该课时表现评价的依据。同时,通过填写《学习表现自我评价表》后的数据分析可以为 教师提供及时的教学反馈。

九、 **教学反思 重要说明】 【重要说明】本教学设计是在用于上课的原版教学设计基础上修改所得,完整的教学
过程未经实施。实际教学中的教学资源与本教学设计中的教学资源有出入,未及本教学设计 中所提及的教学资源完整。与本教学设计一同提交的资源仅供参考,具体教学设计以本文为 准。

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以下是本教学过程的流程图,体现了协作知识建构的教学过程:

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