人工智能教学设计

人工智能教学设计（信息技术基础必修）一、教学设计（一）教学目标知识与技能：了解智能、人工智能的含义与概念范围。过程与方法：体验并掌握智能工具的使用。理解常见的智能工具的基本工作原理。理解使用计算机模拟人类智能的过程，包括知识的导入、机器推理的实现。情感态度与价值观：提升对事物形状的分析能力，提高对自身周边科技发展动态的敏感性，增强对高新技术的兴趣培养。（二）内容分析教学重点：智能与人工智能的异同；普通智能工具的基本原理；使用计算机实现数理逻辑的原理；教学难点：Prolog语言的介绍；人工智能常用计算机搜索方法的揭示；

（三）学情分析这个阶段的学生，身边存在着众多的智能工具，如翻译软件、手写软件等软件，智能手机、掌上游戏机等设备，他们在生活中也离不开这些智能设备与软件。不过，学生很少对这些工具的原理进行深入的探究，因此，本节课就是希望通过这样的一节课，帮助他们树立对身边科学产品和科学现象的兴趣，也提升他们对信息的认识。

（四）教学策略设计1．教学方法设计教师引导+任务驱动2．学生上机操作安排和教师应用信息技术的情况（1）

本课无使用计算机操作的具体任务，教师通过教学广播系统展示范例，组织活动，学生参与。（2）

教师使用网络机房、配合极域电子教室软件和PPT演示，学生使用网络机房学生机。二、教与学的实际过程描述1．教与学的过程描述教学阶段及所用时间教师活动学生活动设计思路和预计效果描述信息技术的应用

情境导入

展示两段视频：1.日本本田公司著名机器人“阿西莫”概念广告——博物馆篇。2.央视新闻频道关于“阿西莫”机器人诞生10周年的报道。

观赏两段视频，体会自身对两段视频的情感理解。

视频1概念广告“阿西莫”参观博物馆过程中不经意表露的人类的情感和意识给当前的机器人技术发展程度树立一个参照。视频2报道则说明该机器人10年来逐步发展的历史。

PPTFLV视频

问题引入

介绍机器人技术在智能学科中的意义（简）；说明广义的“智能的含义”；说明广义的“人工智能”的含义

听讲

使用机器人作为引入“智能”定义的契机。提出问题“何为智能与人工智能”，而后由教师说明其标准定义。

PPT

体验活动

安装“小i聊天机器人”桌面版，与该机器人聊天，找出其语言中“出现的逻辑错误”。访问与聊天机器人讨论不同话题，观察它的反应。

通过两个任务，体会自然语言理解技术给我们带来的惊叹感受，过程中思考这类工具可能的实现原理是什么？

任务1中的机器人对普通的汉语表达有较强的接受能力。任务2中的机器人对英语和汉语的拼音有较强的接受能力，两者皆为语言类机器人的佼佼者。

聊天机器人软件；聊天机器人网站。小结与衔接生活中常见的智能工具体现的是人工智能中“自然语言理解”与“模式识别两种技术”。共通点都是机器利用既有的知识结局问题的过程。提出问题，这些工具在使用前，“既有知识”是如何传输给机器的呢？提出问题：拥有足够的知识后，机器是如何利用他们实现推理运算的呢理解简单人工智能工具的工作原理。既体会他们给我们带来的遍历，也尝试感受他们因设计原理造成的局限。思考局限的缘由与可能的解决方向。这里没用按照课本的安排将体验活动分为“自然语言理解”与“模式识别”，而是统一整合为“使用既有知识”形成的初步人工智能效果，方便下一步对“知识格式化导入”的介绍。PPT原理说明1如何将知识导入机器中？知识需进行“自然语言——格式化语言——机器语言”的整理；知识的输入过程也能实现简单的逻辑功能。听讲，体会将普通的“主谓宾”结构的描述语句逐步整合为Prolog语言的过程。从知识入手介绍Prolog语言的事实定义部分（篇幅不长，虽然使用若干Prolog语句，但是不会对无程序经验的学生造成理解的困扰）PPT操作与体验对给出的含简单Prolog描述的条件语句作分析，尝试给出可能的结果。直接使用公式输入计算（如=B2+C2+D2）及优缺点分析使用函数：插入菜单中的函数、直接输入函数(如=sum(A1:D1))优缺点分析问题思考并给出自己理解的答案。增强对Prolog事实定义语句条件代码作用的认识，也促使学生通过思考，自己找出前面问题“知识如何传授给计算机”的答案。PPTPPT原理说明2如何根据既有知识更进一步地实现机器推理和完成解释机制？例子“重拍九宫格”，模拟计算机运行。使用“深度优先搜索”、“广度优先搜索”分别解决该问题。听讲分析例题体会两种搜索的异同。本课重点、难点；使用简单直观的数学问题完成对计算机推理机理的解说。同时也向学生灌输了“深搜”与“广搜”的基本原理。PPT演示文稿小结2体验活动2小结机器智能的实现；教师演示google翻译对下面词句的翻译效果：学生中学生高中学生我是福州八中2010级高一学生。观察翻译软件在识别词语与句子方面的异同。结合上面对机器简单智能原理的描述，理解人工智能的本质。将第二个体验任务放在这里由教师演示，出发点是利用这个任务给出前面Prolog语言入门和专家系统中常用算法搜索的做出小结。没有安排学生自主活动是考虑到会影响前后内容的衔接。PPT总结与展望有趣的人工智能技术与有趣的时间旅行探索。1．“村田顽童”介绍，元件介绍；2．时间旅行理论及因果论介绍3．展望人工智能未来。听讲。理解机器人技术在人工智能学科中的重要作用。体会各种传感器对机器人的辅助作用。培养对科学的兴趣。回应开始对机器人的解读并安排一个编外环节，对时间旅行理论的认识，让学生关注生活、关注理想、关注科学的发展。PPT三、教学反思

本节最大的特点就是脱离了课本对智能技术的介绍框架，整合进一部分选修课《人工智能基础》的内容，将原有教学范围进行了拓展。引入与最后的总结都提到机器人技术，从表象到元件组成到科学原理，侧面也介绍了机器人技术这个人工智能中大家最熟悉的分支。对于Prolog语言和搜索算法，也通过简单的