教学案例信息的智能化加工.docx

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教学案例信息的智能化加工

信息的智能化加工

一、教学内容分析

教材选用《信息技术（必修》（教育科学出版社）第三章《信息的编程加工和智能化加工》的第三节《信息的智能化加工》。

课文引言说明了人工智能技术的应用其实离我们并不遥远，就在我们身边，本节内容分为两部分，首先引用“人机大战”的材料是对第二节思想的一个继承，揭示出机器的智能其实是由人通过编程赋予的；接着介绍几种典型的人工智能技术的应用，让学生了解其实际应用价值，提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维。

二、教学对象分析

在前几节课中，学生从总体上了解信息加工的基本知识，体验了自动化（编程实现）信息加工的完整

过程，知道利用计算机解决问题的步骤。

学生也在第一章的《信息技术的发展趋势》一节中已初步了解人工智能技术中的智能代理技术，从教学过程中发现学生对该部分的知识是很感兴趣的。

大部分学生在日常生活、学习中或许接触过人工智能，但缺乏系统认识，并且还未意识到信息的智能化加工的重要性和应用价值。

三、教学目标

知识与技能：

1.能说出人工智能的概念。

2.能使用常见的人工智能技术软件对信息进行加工。

过程与方法：

1.通过“训练”机器人，吸引学生的学习兴趣，了解人工智能的本质。

2.能根据应用的需求，选择合适的人工智能技术对信息进行加工。

情感态度与价值观：

1.能体验人工智能技术在加工信息中的优势与局限；

2.能对人工智能技术进行客观的分析和评价，了解实用价值，树立正确的科学技术应用观。

四、教学重点及难点

重点：

体验人工智能技术，思考其实际应用价值。

难点：

客观地认识人工智能技术，培养正确的科学技术应用观。

五、教学方法和教学策略

教学方法：

任务驱动、问题驱动、自主学习

教学策略：

利用计算机进行信息加工有三种主要形态：

自动化、智能化、人性化。

学生在了解了基于程序设计的自动化信息加工后，再进一步学习基于人工智能技术的智能化信息加工，其所解决的问题是如何让计算机更加自主地加工信息，减少人的参与，进一步提高信息加工的效率和人性化程度。

鉴于智能化加工信息的地位，在结合课本内容以体验和思辨的原则下，贴近学生实际，笔者采取多种教学手段力求学生对知识有深刻的认识。

第一，对人工智能概念的认识和“人机大战”材料的处理。

人工智能的概念只有简单的一句话，如何很好的理解并体会人工智能是如何工作的，是难点。

课本“人机大战”的材料很经典，但笔者认为所提供的数据对于学生还是抽象，不好理解。

因此，笔者采用一个名叫“爱奇”机器人的小程序来取代。

学生在体验“训练”机器人的同时，也容易达到教学目标。

第二，对讲授智能软件的处理。

首先，在数量上不能太多，课堂时间有限，应有选择地重点讲解其中一两个。

其次，与学生学习生活有联系的，具有代表性。

最后，在智能化加工过程中对信息作前后对比，体现其变化。

所以，笔者采用了手写识别和机器翻译两款智能化加工软件，学生在完成一系列任务后，通过问题的讨论，从而认识人工智能技术的优势与局限性。

第三，如何引导学生客观认识人工智能技术对社会的影响。

对于这个问题，笔者通过数字图书侵权事例的介绍，让学生在讨论中得到答案，从中发展他们的思辨能力，使学生树立正确的科学技术应用观。

第四，视频的运用。

本节课播放了两段视频：

智能机器人倒水和高速高清晰度的图书扫描仪。

一方面利用影像传达一些课堂上无法展示的技术，另一方面体现教学素材的多样化，并有效提高课堂学习气氛。

六、教学媒体选择

多媒体广播网络教学系统、投影仪、麦克风、演示文稿、视频、互联网

七、教学过程

教学

环节

教师活动

学生活动

设计意图

新课引入

老师播放一段伴奏音乐

【提问】

大家知道这首歌的名字吗？

假如你听到一首旋律很优美的歌曲，但是不知道是谁唱的，又不知道歌名和歌词，你有什么方法可以找到呢？

今天老师向大家介绍一种新的搜索音乐的方法。

【如何进行歌曲识别】

打开网站：

，老师对着麦克风哼唱一首歌的旋律（10秒左右），片刻，该网站就搜索到这首歌的名字。

（注：

如网站出现问题，则播放准备好的视频代替。

）

【提问】通常是输入歌的名字、歌词或歌手名去搜索歌曲，为什么这个网站可以利用声音搜索呢？

【原理】该网站使用声音识别技术，提取录制声音中的特征，再与网站中的歌曲进行匹配。

（配合声音波形图讲解）

【引入课题】声音识别技术属于人工智能技术，今天我们一起来学习和体验人工智能技术的应用。

学生认真听，并根据平时的经验回答可能的做法。

学生观察老师的操作。

学生思考，回答

通过介绍一个新的搜索音乐方法，让学生走进人工智能的世界，从而激发学生的学习兴趣。

新课学习：

人工智能概念及实质

【说一说】

你平时接触过人工智能吗？

有什么例子？

【人工智能概念】

人造的智能，主要是对人脑思维机理的模拟。

教师举例说明人如何将智能赋予给机器人（如下图）。

学生认真听，思考，回答问题。

通过对“爱奇”虚拟机器人的介绍，并逐步引导学生观察如何将智能赋予给机器人，让学生理解人工智能的概念和实质。

（注：

爱奇人工智能程序（感谢网友“智灵设计师”提供程序））

任务一：

将智能赋予机器人

提示学生通过老师给出的例子完成任务一。

【小结】刚才大家“训练”的是一个简单的虚拟的智能机器人，而平时我们所说的智能机器人（实体）比它复杂上万倍，但它们的原理基本是类似的。

机器人是根据感觉到的信息，进行独立识别、推理，并作出判断和决策。

【播放一段机器人倒水的视频】

提问学生，视频中机器人的哪个动作与我们平时做的有所不同（如下图）？

是谁造成的？

学生上机完成任务一（题目附在后面）

学生仔细观看

在观看的过程中，有部分学生已经发现这个问题。

学生回答，是人在设计机器人时忽略而造成的。

学生体验将智能赋予给机器人任务，并通过观看一段视频，加深对人工智能的认识。

新课学习：

几种典型的人工智能技术的应用

【想一想，找办法】

1、键盘输入有困难的人，要在计算机输入文字，有哪些方法？

2、如何将一段文字进行中英文互译？

若想将中文译成德语、日语呢？

简单介绍人工智能技术在日常生活中的重要应用：

1、模式识别：

包括手写识别、语音识别、指纹识别、人脸识别等；（请一位学生上台示范语音识别）

2、机器翻译：

两种不同语言的相互翻译。

中文翻译软件，在线翻译；

认真听，回答问题

一位学生上台示范语音识别，其他学生观察

对典型的人工智能技术的应用作简单介绍，让学生对该技术有全面的了解。

任务二：

体验利用人工智能技术加工信息

教师布置任务二，并思考以下问题。

【问题】

1、在使用手写输入法输入生僻字时，智能技术加工前的信息是什么？

加工后的信息又是什么？

2、你认为机器翻译的优点在哪里？

局限性在什么地方？

例如，“氹你开心”的“氹”字，在信息加工前是笔画和笔画对应的位置，经过智能化加工后，就变成我们需要的文字。

如下图

如果只有笔画而没有笔画对应的位置，就不能识别出这个文字。

如下图

学生上机完成任务二（题目附在后面）

对提出问题进行讨论、回答。

学生通过利用人工智能技术对信息进行加工的体验活动，进一步体会其加工信息的机理，了解其实际应用价值。

讨论：

人工智能技术带来的问题

【播放视频-高速和高清晰度的图书扫描仪】

问学生，视频中的技术好还是不好？

为什么？

并结合下面提供的新闻材料，回答问题。

【新闻链接：

数字图书馆】

2009年10月13日，央视《朝闻天下》栏目报道称，谷歌数字图书馆涉嫌大范围侵权中文图书，从中国文字著作权协会获悉，570位权利人17922部作品在XX已被谷歌扫描上网。

谷歌公司将面临中国权利人的侵权指控。

【说一说】

1、的行为合法吗？

2、从事件中看出，是技术本身出了问题吗？

是谁的错？

学生思考，讨论，回答问题

通过具体事例，客观地认识人工智能技术。

归纳总结

1、人工智能的概念。

2、人工智能技术的两面性。

3、简要介绍人工智能技术其它应用领域，鼓励学生参与人工智能技术的发展。

学生认真听，回答

巩固知识，鼓励学生作进一步探索。

八、教学评价设计

过程性评价：

对课堂上学生参与讨论和发言进行及时评价，并根据实际情况进行引导和帮助。

九、教学反思

整节课进展得很顺利，在各个环节中学生都达到教学目标。

课堂上选取的资源对学生来说很有吸引力，满足了他们的好奇心。

所以，课堂学习气氛十分轻松、活跃。

现对课堂作简单总结如下：

1.学生的积极性得到充分体现，能参与各环节的讨论，并表达自己的见解。

在教学的过程中，教师对学生进行的过程性评价及时恰当，及时发现学生的闪光点，例如，有一位学生将中文翻译成英文的结果用来“训练”爱奇机器人，使之变成一个能翻译的机器人。

这个要求教师是没有作要求的，而这位学生利用所学的知识融合在一起，将技术运用在解决问题上，这不正是素质教育所提倡的吗？

所以，在课堂上笔者立刻表扬这位学生，及时给予肯定，并鼓励其他学生进行这方面的探究。

2.本节课的亮点之一是“训练”爱奇机器人，本环节避免了教师直白地介绍有关知识，而是让学生参与到机器人的“训练”中。

在此过程中，更能让学生懂得机器人的好坏取决于“训练”的意图好坏这样一个道理，从而明白人在其中起决定性的作用。

3.本节课的亮点之二是在结尾部分对人工智能技术作辩证的讨论。

学生在体验了人工智能技术的方便和惊喜后，通过对数字图书侵权的例子展开讨论，学生都积极发表自己的意见，对人工智能技术有客观的认识。

附录：

学生任务

任务一：

将智能赋予机器人

打开“（爱奇）人工智能程序”文件夹，运行程序，按下面要求完成。

要求：

按下面格式输入，看机器人如何回答你的问题。

例1：

1、记住圆圆是熊猫

2、记住熊猫吃竹子

3、圆圆吃竹子吗

4、圆圆不吃竹子吗

5、圆圆吃什么

6、圆圆吃肉吗（问：

机器人会回答这个问题吗？

）

例2：

1、如果我今天不努力学习那么明天就努力找工作

2、不努力学习

任务二：

体验手写识别和机器翻译

手写识别

1、下面表格的生僻字你会读吗？

看如何输入这些文字？

2、尝试使用搜狗手写输入法，输入下面的生僻字。

生僻字

输入生僻字

生僻字的拼音

机器翻译

要求：

1、进入在线翻译：

2、将要翻译的文本输入在左边的文本框，并选择文本的语言类别，在右边的文本框选择你要翻译成哪种语言。

3、利用机器翻译，对下列文本进行中、英文互译，将翻译后的文本粘贴在对应的方格上，并与专业的翻译比较，看看翻译效果如何。

需翻译的文本

机器翻译

人工专业翻译

人工智能

计算机博弈

你几岁了

你好

计算机博弈也是人工智能技术的一个应用领域，可以说它很早就进入了我们的学习和生活中。

.

拓展：

尝试将下列中文翻译成其它国家语言。

中文

翻译成德语

翻译成日语

你好

再见

作者姓名

林健君

电子信箱

 7@163

作者单位

广东省广州市第十三中学

邮编

510030

教案名称

信息的智能化加工

手机

适用教材

教育科学出版社普通高中《信息技术基础》（必修）

课时

1课时