《初识人工智能》教学设计

《初识人工智能》教学设计教学目标知识与技能：了解人工智能的含义、原理及人工智能在生活中的一些应用实例过程与方法：在教师的指导下体验几种人工智能的应用情感态度与价值观：通过感受人工智能的魅力，拓展到让机器为我们解决实际问题，成为人类的得力助手，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。教学重点体验人工智能在一些领域的独特魅力及其应用价值教学难点如何提升学生对人工智能的认识，客观认识人工智能技术对社会的影响。教学方法讲解、演示、讨论交流教学准备多媒体网络教室、教学课件、辅助资料教学过程一、导入新课（一）人工智能面面观1.来自虚拟世界的思考你一定看过过很多的科幻故事，请你分享一个和机器人相关的故事情节分享内容你的回答1故事的具体情节是什么？2这个情节最吸引你的内容是什么？3机器人在这个情节中有怎样的行为？4这个行为的具体执行过程是什么？5人类能否产生这样的行为？6面对同样的情节，人类会怎样做？7这个情节中你有什么疑惑的地方？在完成分享后，请你思考：你心目中的人工智能是什么样子的呢？用简单的语言或图形描述，并填入下框中。（培养学生在学习过程中自我总结的学习能力）2.了解智能手机智能手机已经成为我们生活的一部分。不知道大家是否思考过：智能手机的“智能”两个字是从哪里来的呢？（1）认识智能手机类别功能你熟悉的应用程序1图像理解与美化快速识别图像中的人、事、物等，对图像内容进行自动处理和画面美化2新闻智能推送根据用户喜好推送新闻，并实时更新相关信息3智能搜索引擎可以通过人机直接对话的方式给予答案和处理方案4智慧出行规划在人工智能算法的支持下选择合适的出行路线，躲避拥堵，节约出行时间5智能购物与物流推荐适合个人的商品，仓储机器人、物流机器人保证货物的安全分发6智能翻译帮助我们翻译与交流7智能会话助理通过与手机助理对话，管理智能手机等（2）和智能助理对话智能助理是一个虚拟的人工智能机器人，改善了用户使用手机的方式，能够更加贴心地为用户服务。智能助理可以理解人类语言，并能够做出相关的反应与操作。提问或命令预设的回答或操作现实的回答或操作是否达到预期3.人工智能的典型应用（1）家用机器人越来越多的实体机器人作为人类的好帮手，为人类的日常生活和工作服务。它们的形态多样，有的类似人形，有的只是以智能音箱的形式存在。它们可以提供信息推送、语音交流、清洁家居、控制家电等多种功能，使生活更加方便、智能。（2）智能家居智能家居系统是指通过物联网技术，将家庭中的各种硬件设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、网络家电）进行联通。家庭成员可以通过各种终端进行操作。不仅能够通过遥控装置进行“打开电灯、拉开窗帘”等简单的机械控制，还能接收分析外界信息和用户的使用行为，从而自动调整自身的运转状态，为用户提供丰富且个性化的服务，如人脸识别、指纹开锁等。（3）智能交通“智能交通”通过网络将交通设备进行互联，通过交通信息系统对各类信息进行收集、分析，并相互协调，形成相关的决策，保证交通系统更好地为大众和管理部门服务。例如：导航通过反馈的交管信息自动规避交通管制和拥堵路线;摄像头自动记录违章车辆并通过管理系统查找违章车辆的相关信息；信号灯根据所在地区拥堵情况，自动调整管控限流时间等都属于智能交通的应用。（4）自动驾驶自动驾驶汽车依靠人工智能、传感器、雷达、定位系统相互协调，可以在没有任何人类主动操作下，自动安全地操作机动车辆。2022年12月，全球首批智能公交从深圳福田开出并试运行，引起人们的广泛关注。该车装有“阿尔法巴智能驾驶公交系统”，能够在不用人工操作的情况下实现减速避让、紧急刹车、躲避障碍物以及智能泊车功能。（5）智能穿戴智能穿戴设备是指利用智能技术和物联网技术开发的可以穿戴的设备，包括手表、手环、眼镜和服装等。借助智能穿戴设备，可以帮助用户更好地感知自身状况和外部信息，集成的计算机芯片通过网络可以采集客观数据、进行精准的数据分析，在此基础上提供个性化的服务。二、探索人工智能技术1.机器学习与大数据机器学习是指计算机借助复杂数学模型和计算机算法，来模拟人类的学习行为，借助大数据不断提升自身性能，扩充自己知识结构的过程。大数据在整个人工智能的学习过程中提供了大量的“信息”与“知识”，使人工智能的能力不断提升。2.机器视觉计算机视觉是指计算机从图像中识别出物体、场景和活动的能力。计算机视觉有着广泛的应用，如医疗成像分析、工业质量控制、战场感知等，还包括一些与生活有密切关系的应用，如人脸解锁手机、物体（动、植物）的识别与检索等。3.自然语言处理自然语言处理是指使人工智能应用能够利用日常使用的语言和人类通信,能够看懂文本信息的具体含义，能够听懂人们对话中包含的信息，做到与人的无障碍交流。自然语言强调的是语义的理解，广泛应用于机器翻译，这也是语音识别中的一个重要环节。4.语音识别与合成语音识别与合成使我们可以和计算机进行口语化的沟通，包含两方面的内容：语音识别是和自然语言处理相结合的一门技术，强调计算机读懂我们话语的内容；语音合成技术则使计算机能够将输出的信息用语音形式进行表达。如下图所示，女士用中文表达的问候语经过电脑语音识别与合成以后，转换为英文的问候语传输给对方。5.机器人将上述的相关技术与传感器、控制器及其他硬件巧妙结合，形成了新一代的机器人。它们不仅仅局限于移动、检测信号，还可以和人类相互协作，一起探求未知的领域，成为人类真正意义上的好帮手。三、理解人工智能的概念人工智能的概念众说纷纭，对于大众而言，易于接受的观点是：“人工智能是根据对环境的感知，做出合理的行动，并获得收益的计算机程序。”这里强调人工智能可以感知，同时可以主动反应，反应的结果存在着多样性和不确定性。通常来讲，一个完整的人工智能应用包含的内容如图所示。人工智能的主要应用包括机器翻译、智能搜索引擎、智能助理、机器视觉、自动驾驶,智能机器人等。三、总结、归纳人工智能是人类创造的，能够代替人类的一部分智力劳动，其工作程序最终由人类控制。人类思维包含逻辑、形象、直觉、顿悟等方式。人类的创造性主要体现在后三种思维方式中，而人工智能迄今只会模仿人类的逻辑思维而已，尽管在运算速度、数据处理能力等局部功能上超过了人类智能，但要赶上甚至超过人