人工智能在教育中的应用42页PPT课件

1、人的差异在于业余时间人工智能在教育中的应用人工智能在教育中的应用人的差异在于业余时间人工智能在教育中的应用广西师范大学教育技术学系李红波人工智能概述人工智能在教育中应用的类型3人工智能在教育中的具体应用人工智能知识普及机器人教育教学设计自动化技术智能教学系统及其发展 很多学生认为数学单调、枯燥，那么，如何才能激发学生学习数学的兴趣呢？教师在教学中应该善于设疑，巧于设疑，通过设疑创设情境，让学生感到新奇有趣，进而随着老师设置的疑点，不断地探索下去，并自己找出答案。 在教学中，创设问题情境可以使学生对客观情境获得具体的感受，激起积极的情绪，促进学生潜能的发展，从而使学生更好地利用自己已有的认识结构

2、和生活经验，对学生所学的知识进行意义建构，促进学生的主动参与。 数学课程标准明确指出：“数学教学，要紧密联系学生的生活实际，从学生的生活经验和已有知识出发，创设生动有趣的情境。”在数学课堂教学过程中，创设生动有趣的情境，是数学教学活动产生和维持的基本依托、是学生自主探究数学知识的起点和原动力、是提高学生学习数学能力的一种有效手段。 1创设实际生活情境，激发学生学习兴趣 数学来源于生活，生活中又充满数学。著名数学家华罗庚说过：“人们对数学早就产生了枯燥乏味、神秘、难懂的印象，原因之一便是脱离了实际。”因此，教师要善于从学生熟悉的实际生活中创设教学情境，让数学走进生活，让学生在生活中看到数学、接触

3、数学，激发学生学习数学的兴趣。将知识与实际生活密切联系起来，巧妙地创设教学情境，激发了学生的学习兴趣和求知欲望，放飞了学生的思维；学生把自己好玩、好看、好吃的东西通过动手实践、自主探索、合作交流、亲身体验，参与知识的形成过程和发展过程，理解掌握了分类的思想方法，获取了学习数学的经验，成为数学学习活动中的探索者、发现者、创造者，同时也提高了学生的观察能力，判断能力和语言表达能力。 2创设质疑情境，引发自主探究 创设质疑情境，就是在教师讲授内容和学生求知心理之间搭建一座“桥梁”，将学生引入一种与问题有关的情境中。问题是数学的心脏，问题是思维的起点，是思维的动力。“学起于思，思源于疑”。学生在上课时

4、，对老师提出的质疑情境有好奇心和求知欲，根据这一特点，鼓励学生自主质疑去发现问题、探究问题、解决问题，激发学生的学习兴趣和探索欲望，启发学生创新思维，起到了很好的教学效果。数学课程标准指出：“学生的数学学习内容应当是现实的，有意义的，富有挑战性，这些内容应该有利于学生主动观察、实验、猜测、验证、推理与交流。”“数学知识，思想方法，必须由学生在实践中理解、感悟、发展，而不是单纯依靠教师的讲解去获得。”知识只有经过学生自主探究、验证、总结，才能深刻理解，牢固掌握；才能灵活的、创造性的运用于实际，体现数学的价值。从表面上看，这个质疑情境是教师向学生提出问题，实际上是由学生提出问题并自己去解决问题，这

5、样创设更好地调动了学生探究问题的积极性和主动性，有利于发展学生的创造性。 3创设游戏情境，让学生“玩中学”、“学中玩” “玩”是孩子的天性。苏霍姆林斯基曾指出：“如果老师不想办法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态，就急于传授知识，不动情感的脑力劳动就会带来疲倦。没有欢欣鼓舞的心情，没有学习兴趣，学习也就成了负担。”小学生都喜欢做游戏，创设一个与学生知识背景密切相关，又使学生感兴趣的游戏情境，唤起学生的主体意识，让学生自主调动已有的知识、经验、策略去体验和理解知识，激活学生的思维，引发学生探索，使学习活动生动有效、事半功倍。创设以游戏情境为主线，让学生在玩中体验和理解“某一事情发生的可能性”

6、，认识“预测某一事情发生的可能性大小”的应用价值，初步掌握“预测某一事情发生的可能性大小”的基本方法。于学生而言，他们没有等待知识的传递，主动建构了知识，真正成为了学习的主人；于老师而言，没有去填“鸭子”，只是为学生主动学习创设多种学习条件，营造了一个人性化的课堂氛围，是学生学习活动的组织者、指导者、参与者、促进者。教学过程中老师带领学生玩得巧妙、玩得高明，不是为玩而玩，而是让学生在玩中生疑，让学生在玩中质疑。 4创设悬念情境，激发学生求知欲 古人云：“学起于思，思源于疑。”也就是说，学生只有发现问题，才能产生求知欲，唤起浓厚的学习兴趣。例如，在教学“能被2整除的数的特征”时，笔者是这样创设情

7、境的：首先让学生说一个数，老师很快说出它能不能被2整除，并让学生检验，然后又让学生说了几个，由老师判断后都让学生进行检验，学生发现老师说的都是正确的，学生急切地想知道老师的方法。这时老师便引入新课。 5创设认知冲突的情境 教材知识是静态的，如何在静态的教材知识信息中创设矛盾，巧妙设疑，创设良好的思维情境，使学生达到“心欲求而不得，口欲言而不能”的境界，生在玩中释疑，获取知识，提高了学习数学的能力。 现代社会，知识不是单一通过教师传授得到的，而是学生在一定的情境下，借助教师和同学的帮助，利用必要的学习资源，通过意义建构的方式获得的，因此，情境是教学过程中的重要因素。教学情境，是学生参与学习的具体

8、的现实环境。知识具体情境性，是在情境中通过活动而产生的。生动有趣的教学情境，是激励学生主动参与学习的重要保证，是教学过程中的一个重要环节。一个好的教学情境可以沟通教师与学生的心灵，充分调动学生的既有经验，使之在兴趣的驱动下，主动参与到学习活动中去。那么在数学课堂教学中，创设一个优质的情境是上好一堂课的重要前提。 如果每一位数学老师都能够创设情境，引情激趣，我们的数学课堂就能充满生机和活力。著名数学家华罗庚先生说：“宇宙之大，粒子之微，火箭之速，化工之巧，地球之变，生物之谜，日用之繁，数学无处不在，无处不用。”众所周知，数学正深入、广泛地应用于科学技术的各个领域。但是在学生的实际生活中，数学的理

9、论知识很少能被直接应用于实践，真正起作用的是学生在数学学习过程中所培养出来的数学思维意识，这才是解决问题的关键。在教学中教师应充分向外扩展重要的数学概念、数学思想、数学方法等，提炼数学思维，使学生切身体会到数学对人类社会和经济发展的巨大作用。 哈雷彗星，最著名的彗星。由英国天文学家哈雷在1704年最先算出它的轨道而得名。哈雷对彗星似乎情有独钟，1695年，已是皇家学会书记官的哈雷从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗，用一年时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，在通过大量的观测、研究和计算后他大胆地预言，1682年出现的那颗彗

10、星，将于1758年底或1759年初再次回归。哈雷提出这个预言时他已近50岁了，而他的预言是否正确，还需等待50年的时间。他意识到自己无法亲眼看见这颗彗星的再次回归，于是，他以一种幽默而又带点遗憾的口吻说：“如果彗星根据我的预言确实在1758年回来了，公平的后人大概不会拒绝承认这是由一位英国人首先发现的。”在哈雷去世10多年后，1758年底，这颗第一个被预报回归的彗星被一位业余天文学家观测到了，它准时地回到了太阳附近。哈雷在18世纪初的预言，经过半个多世纪的时间终于得到了证实。后人为了纪念他，把这颗彗星命名为“哈雷彗星”。哈雷彗星的预言并被证实是举世瞩目的。无独有偶，海王星、电磁波等的发现，都是

11、数学计算、数学推理的胜利。到了20世纪，生物科学应用数学的情况相当多见，首先是20世纪40年代，Volterra-Votka偏微分方程模型，是对逻辑斯蒂模型的拓展，奠定了种间竞争关系的理论基础，他们提出的种间竞争方程对现代生态学理论的发展有着重大影响。 到了20世纪中叶DNA的发现，人们希望通过研究DNA长链的缠绕而了解它的活性，运用了代数拓扑学中的纽结理论，并且在计算双螺旋的“环绕数”方面取得了突破性进展。近年来，对DNA中的碱基对的排序以及基因图谱的读出，同样是运用了统计学、组合数学等方面的成果。新世纪，数学的丰硕成果正广泛地应用于生命科学的研究领域。 数学与经济学的交叉更是令人振奋的是2

12、0世纪经济学研究的数学化对经济学产生了巨大的影响。如，J.vonNeumann和O.Morgenstern在1944年的著作博奕论与经济行为中提出竞争的数学模型并应用于经济问题，成为现代数理经济学的开端。线性规划是应生产调度组织管理的需要而产生的，现在已经普遍用于经济活动分析的各个方面，在数学学科上形成规划理论的重要组成部分线性规划。20世纪70年代以后，由于衍生经济的发展，F.Black和M.S.Scholes应用随机分析的理论，得到了著名的期权定价公式，它是数学在金融方面应用的一个突破。其他如保险业务、证券经营等方面，数学都有着广泛的应用。此外，还形成了一门新兴的与经济相关的数学学科精算。

13、实际上，从20世纪50年代以来，数学方法在西方经济学中占据了重要地位，大部分诺贝尔经济学奖都授予了与数理经济学有关的工作者。诺贝尔经济学奖从1969年开始颁发，至今已经34届，获奖者达51人。一半以上获奖者都是具有深厚数学功底的经济学家，还有少数获奖者本身就是资深数学家。据统计，仅1969年首届诺贝尔经济学奖颁发至1981年间的13个获奖成果中，就有8个是成功地将数学方法运用于经济学领域的。可以说，诺贝尔经济学奖从1969年首次授予计量经济学的奠基人R?Frish（挪威人，18951979）和J?Jinbergen（荷兰人，19031994）以来，就与数学结下了不解之缘。正如人们所说：数学为自

14、然科学“王冠上的明珠”，经济学为社会科学的“皇后”。1997年3月，1996年的诺贝尔经济学奖获得者JamesMirrcless在波兰给数学家作了一次学术报告，主持人幽默的介绍说：“诺贝尔奖没有数学家的份，不过，数学家已找到了摘取诺贝尔桂冠的途径那就是把自己变成经济学家！”这些话是相当客观而深刻的。马克思在150多年前就说过：“一门科学只有在成功地应用数学时，才算达到了真正完善的地步”。 中国是四大文明古国之一，数学成就显著。我国南北朝时的数学家祖冲之利用割圆术，推算到圆内接正24576边形，从而算出3.1415926广西师范大学教育技术学系李红波人工智能概述人工智能在教育中应用的类型3人工智

15、能在教育中的具体应用人工智能知识普及机器人教育教学设计自动化技术智能教学系统及其发展人工智能概念智能一般认为,智能是指个体对客观事物进行合理分析、判断及有目的地行动和有效地处理周围环境事宜的综合能力。其包括感知能力、思维能力、行为能力。一点通:当我们的感觉器官感受到外界的信息刺激之后,能够通过大脑进行记忆、联想、分析、判断等一系列思维活动,其结果就是做出一种决策,最后再通过我们的具体行动把这一决策体现出来。因此人类智能的基本原理可以表示为感觉分析判断决策行动人工智能(AI)是一门硏究如何使人工装置(如计算机、智能机器人等)去模仿、延伸、拓展人类智能的学科。它是在电子学、计算机、自动控制论、信息

16、论、系统论、生理学、心理学、仿生学、语言学、哲学等多种学科的发展基础上诞生的人工智能的基本原理可以简要地概括如下:外界信息感系统主控系统运动动力系统人工智能研究的范围专家系统这类系统能向用户提供指定学科领域中专家们的结论,其发展关键在于如何表示和运用这些学科的人类专家们所拥有的知识。专家系统是人工智能领城的一个重要分支,它的研究能对人工智能的应用产生巨大的影响自然语言处理研究用电子计算机模拟人的语言交际过程,使计算机能理解和运用人类社会的自然语言如汉语、英语等,实现人机之间的自然语言通信,以代替人的部分脑力劳动,包括查询资料、解答问题、摘录文献、汇编资料以及一切有关自然语言信息的加工处理定理证

17、明定理证明的问题在理论上已解决,但由于计算机空间和时间的限制,一般的证明方法效率太低,往往达不到预期的效果。这就需要根据人的知识和人所具有的灵活性来提高效率,这在某种程度上已经实现。机器人学机器人的硏制是人工智能的一个重要领域,主要解决规划动作序列。目前已有许多机器人投入应用,主要用于深海、高温、有毒等恶劣的工作环境自动程序设计自动程序设计就是要解决由计算机来编写程序,人们只需告诉计算机想要做什么,并最终由计算机设计产生此外人工智能的研究领域还有还有感知问题、组合调度问题、从数据库中进行智能检索的问题、对策论问题等等。学习人工智能(An把AI作为学习对象,内容包括A的基础知识、基本技能及其对社

18、会的影响等用人工智能(A学习学生把A技术与工具作为学习工具,主要包括用A来处理信息从人工智能(A学习教师把AI作为一种辅助的教学工具来辅助教学、辅助测试、辅助备课、管理教学等工作。心人工智能基本知识普及2003年,教育部颁布的高中信息技术课程标准中,将人工智能列为选修课程开设“人工智能模块初步”设置的意义首先高中课程改革强调要适应时代发展需要,人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一,将其纳入课程体系能体现时代性特征其次现实世界的问题可以按照结构化程度划分成三个层次结构化问题,是能用形式化(或称公式化)方法描述和求解的一类问题;非结构化问题难以用确定的形式来描述,主要根据经验来求解;半结构化问题则介于上述两者之间。将人工智能课程引入到我国现行的教育中可以让学生在了解人工智能基本语言特征、理解智能化问题求解的基本策略过程中,体验、认识人工智能技术的同时获得对非结构化、半结构化问题解决过程的了解从而使学生了解计算机解决问题方法的多样性培养学生的多种思维方式更好的解决现实问题总体目标定位了解信息技术发展的前沿体验若干典型人工智能技术的应用感受人工智能对学习和生活的影响激发对信息技术未来的追求内容标准基本概念能描