《信息技术基础Win10+Office 2016》 教案 第19课 认识物联网、认识人工智能

PAGE2PAGE2PAGE1PAGE1

课题第19课认识物联网、认识人工智能课时2课时（90min）教学目标知识目标：（1）了解物联网的基本概念和体系结构（2）了解人工智能的基本概念和关键技术（3）熟悉物联网和人工智能的应用场景能力目标：能够清晰描述运用新一代信息技术解决实际问题的典型案例，正确分析其应用价值素质目标：理解新一代信息技术对人们的生产生活所产生的影响，认同并维护我国科教兴国战略教学重难点教学重点：物联网、人工智能的基本概念和应用场景教学难点：物联网的体系结构，人工智能的关键技术教学方法问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：传授新知（28min）课堂讨论（12min）第2节课：问题导入（3min）

传授新知（27min）

课堂实践（10min）

课堂小结（3min）

作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学预习本课知识，同时查阅相关资料，了解物联网和人工智能的相关知识【学生】按照要求完成课前任务通过课前的预热，让学生了解所学课程的大概内容，激发学生的学习欲望考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况任务导入（3min）【教师】讲述“任务工单”中的相关内容（详见教材），让学生了解本节课学习任务【学生】聆听、思考、记忆通过任务导入，让学生了解学习目标，调动学生的主观能动性传授新知

（28min）【教师】讲解新知，介绍物联网的基本概念、体系结构和应用场景等相关内容一、物联网是什么【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题物联网又称传感网，是利用RFID、传感器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。【小提示】RFID是射频识别（radiofrequencyidentification）的英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。RFID系统主要由3部分组成：电子标签（tag）、阅读器（reader）和天线（antenna）。其中，电子标签用于存储物体的标识信息；阅读器用于以射频信号方式读取电子标签中的信息（有的阅读器也具有写入信息功能）；天线用于发射和接收射频信号，往往内置在电子标签和阅读器中。……（详见教材）物联网的定义包含两层意思：一是物联网的基础仍然是互联网，它是在互联网的基础上延伸和扩展的网络；二是其用户终端延伸和扩展到了任何物体之间，使任何物体之间都可以进行信息交换和通信。简而言之，物联网就是“物物相联的互联网”。二、物联网的体系结构【多媒体】教师展示“物联网的3层结构模型”图（详见教材），并讲解，帮助学生了解物联网的体系结构（2）网络层。网络层通过各种网络，将物体的信息实时、准确地传递给应用层。（3）应用层。应用层有一个信息处理中心，用来处理从感知层得到的信息，以实现物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。物联网的3层结构体现了物联网的基本特征，即全面感知、可靠传递和智能处理。三、物联网的应用场景【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题1．智能家居智能家居是指以住宅为平台，集成与家居生活有关的设施构建的现代化的居住环境。【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题智能家居可通过互联网实现各设施的互联互通，形成一个小型的物联网系统，这些设施会收集并实时共享环境信息，并根据这些信息智能地调节自身状态。……（详见教材）2．智能医疗物联网在智能医疗中的应用包括病人监控、远程医疗、医疗管理、医院物资管理等。……（详见教材）3．智能物流【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题物联网在智能物流中的应用包括库存监控、物品识别、配送管理、运输管理、包装管理、装卸管理、安全追踪等。……（详见教材）4．智能交通物联网在智能交通中的应用包括车辆定位与调度、交通状况感知、交通智能化管控、停车管理等。……（详见教材）5．智能工业物联网在智能工业中的应用包括生产过程控制、供应链跟踪、生产环境监测、产品质量检测等。……（详见教材）6．智能农业物联网在智能农业中的应用包括自动灌溉、自动施肥、自动喷药、异地监控、环境监测等。……（详见教材）【学生】聆听、思考、理解、记录通过教师讲解、课堂问答等方式，让学生了解物联网的基本概念、体系结构和应用场景等相关内容课堂讨论（12min）【教师】对学生进行分组，3～5人一组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题问题1：为什么要大力发展物联网？问题2：物联网和互联网有什么区别？有什么联系？问题3：生活中物联网应用的实例有哪些？【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果【教师】总结学生的回答，并评价各组的表现通过课堂讨论，加深学生对物联网的认识第二节课问题导入

（3min）【教师】随机邀请学生回答以下问题什么是人工智能？【学生】思考、回答用问题导入让学生主动探究人工智能的相关内容，激发学生的求知欲传授新知

（27min）【教师】讲解新知，介绍人工智能的基本概念、关键技术和应用场景等相关知识一、人工智能是什么【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题当代生活中，无论是手机上的指纹识别、人脸识别、导航系统、美颜相机、新闻推荐、智能搜索、语音助手、翻译助手、垃圾邮件过滤等应用，还是智能监控、智能音箱、智能机器人、自动驾驶汽车、无人机，这些都与人工智能密切相关。人工智能（artificialintelligence,AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门学科，其目标是生产出能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。具体来说，人工智能就是让机器像人类一样具有感知能力、学习能力、思考能力、沟通能力、判断能力等，从而更好地为人类服务。二、人工智能的关键技术【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题1．机器学习机器学习是指使计算机能像人类一样学习，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断改善自身性能。机器学习是使计算机具有智能的根本途径，它让计算机不再只是通过特定的编程完成任务，而是可以通过不断学习来掌握本领。机器学习主要依赖大量数据训练和高效的算法模型，其背后需要具有高性能计算能力的软硬件和大量数据作为支撑。……（详见教材）2．计算机视觉计算机视觉是指使计算机具备像人类那样通过视觉系统提取、观察、理解和识别图像与视频的能力。计算机视觉相当于人工智能的大门。……（详见教材）3．生物特征识别生物特征识别是指根据人的生理或行为特征对人的身份进行识别、认证。从应用流程看，生物特征识别通常分为注册和识别两个阶段。注册阶段是指通过传感器（如摄像头、麦克风等）对人体的生物特征信息（如人脸、指纹、声纹等）进行采集并存储；识别阶段采用与注册阶段一样的采集方式对待识别人进行信息采集和特征提取，然后将提取的特征与存储的特征进行对比、分析，完成识别。……（详见教材）4．自然语言处理自然语言处理是指使计算机拥有理解、处理人类语言的能力，包括机器翻译、语义理解、问答系统等。。……（详见教材）【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题5．语音识别语音识别是指将人类语音中的词汇内容转换为计算机可以“读”的数据，即让机器能听懂“人话”。……（详见教材）6．机器人技术利用机器人技术可以将计算机视觉、语音识别、自动规划等感知和认知技术整合至极小却高性能的传感器、制动器及其他设计巧妙的硬件中，制造出能在各种环境中灵活处理不同任务的机器人。（1）工业机器人。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或其他形式的机器装置。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序自动运行。工业机器人可以降低劳动力成本、提高生产效率，已在制造行业得到广泛应用。（2）服务机器人。服务机器人的定位就是服务。从服务机器人的功能特点上来看，它与工业机器人的一个本质区别在于，工业机器人的工作环境都是已知的，而服务机器人所面临的工作环境绝大多数都是未知的，因此制造难度更大。三、人工智能的应用场景【课堂问答】【教师】随机邀请学生回答以下问题人工智能和物联网的应用往往彼此交叉。此外，两者还需要大数据、云计算等技术的支持。1．智能制造人工智能在智能制造方面的应用主要表现在以下两个方面：一是智能装备，包括自动识别设备、人机交互系统、工业机器人及数控机床等具体设备；二是智能工厂，包括智能设计、智能生产、智能管理及集成优化等具体内容。2．智能金融人工智能在金融领域的应用主要包括以下几个方面。（1）智能获取客户。（2）用户身份验证。（3）金融风险控制。（4）智能客服。……（详见教材）3．智能交通智能交通是指借助现代科技手段和设备，将各核心交通元素连通，实现信息互通与共享，以及各交通元素的彼此协调、优化配置和高效使用。……（详见教材）4．智能安防智能安防技术是一种利用人工智能对视频画面进行采集、存储和分析，从中识别安全隐患并对其进行处理的技术。智能安防与传统安防的最大区别在于，传统安防对人的依赖性比较强，非常耗费人力，而智能安防能够通过机器实现智能判断。……（详见教材）5．智能医疗人工智能在医疗方面的应用包括辅助诊疗、疾病预测、医疗影像分析和识别、药物开发、手术机器人等。（1）手术机器人应用案例。（2）医疗影像识别案例。……（详见教材）6．智能物流物流企业除利用条形码、射频识别技术、传感器、全球定位系统等优化和改善运输、仓储、配送、装卸等物流业基本活动外，也在尝试使用计算机视觉及智能机器人等技术实现货物自动化搬运和拣选等复杂活动，使货物搬运速度、拣选精度得到大幅度提升。……（详见教材）【学生】聆听、思考、理解、记录通过教师讲解、课堂问答等方式，让学生了解人工智能的基本概念、关键技术和应用场景等相关内容课堂实践

（10min）【教师】讲解AI抠图的操作步骤，并邀请学生上台进行演示操作步骤1启动MicrosoftEdge浏览器，在地址栏中输入“https://www.remove.bg/zh”并按“Enter”键，打开remove.bg中文主页，单击“上传图片”按钮。步骤2打开“打开”对话框，选择一张要消除背景的图片（如本书配套素材“素材与实例”/“项目七”文件夹中的“boy.jpg”图片），然后单击“打开”按钮。步骤3此时会显示图片上传进度。步骤4稍等片刻，即可看到已消除背景的图片。步骤5单击界面右侧的“下载”按钮，可以将已消除背景的图片（PNG格式）保存到本地磁盘。【学生】聆听、观看、思考、理解、记录、上台演示【教师】评价学生的表现通过课堂实践，帮助学生掌握AI抠图的操作方法，同时提升学生的动手操作能力课堂小结

（3min）【教师】简要总结本节课的要点本节课学习了物联网的基本概念、体系结构和应用场景，人工智能的基本概念、关键技术和应用场景等相关知识，并通过课堂实践熟悉了AI抠图的方法，本节课内容较多，大家