信息技术（第2版）（拓展模块）教案 拓展模块5 5.4 人工智能开发平台

6/6课题名称人工智能开发平台授课类型理实一体授课对象授课课时所授课程授课地点所授教材一、学情分析本课程授课对象为高职各专业大一学生，课程开设在大一第2学期，学生在知识储备、学习特点和信息素养的情况如下：1.知识与技能储备学生有一定的Python编程基础，对机器学习中一些核心技术和部分算法有了较全面的了解2.学习特点授课对象在学习方面表现出如下特点：（1）喜欢动手实践，厌烦平淡无奇的说教；（2）乐于接受可视化教学资源，反感静态纸质学习材料；（3）具有较强的求知欲，希望能够应用人工智能技术解决一些实际问题。3.信息素养学生具备了基础的信息技术学科素养，二、教学内容本节课选自拓展模块5人工智能--5.4人工智能开发平台和5.5.1图像分类中部分内容，主要介绍机器学习开发框架、集成开发环境和开发平台。1.机器学习开发框架2.人工智能集成开发环境3.人工智能开发平台1.知识目标了解其特点和适用范围2.能力目标3.素养目标1.教学重点 八、教学环节教学环节教学内容教学活动策略与意图环节一课程回顾与学习目标(15分钟)【问题导入】Python语言的主要特点？【学习目标】教师活动1.提出问题，回顾Python语言所学内容2.介绍本单元的学习目标学生活动2.思考记录1.问题教学法：回顾Python语言，为本次及后面课程做好铺垫2.讲授教学法：介绍学习目标，使学生明确本次课的要求教学环节教学内容教学活动策略与意图环节二学习机器学习开发框架(15分钟)1.什么是开发框架开发框架是一个可复用的软件架构解决方案，它规定了应用的体系结构，阐明软件体系结构中各层次间及其层次内部各组件间的依赖关系、责任分配和控制流程，表现为一组接口、抽象类以及实例间协作的方法，为组件复用提供了上下文关系。2.TensorFlowTensorFlow是一个由Google公司于2015年开发完成的开源的机器学习框架，是目前最热门的机器学习框架之一，其主要特点是灵活、成熟、通用、便捷。3.PyTorchPyTorch是一个由Facebook人工智能研究院开发的开源的机器学习框架，是继TensorFlow之后最受欢迎的机器学习框架，其主要特点如下：（1）用法贴近Python，比TensorFlow更容易上手；（2）简洁高效，具有灵活易用的接口；（3）具有动态计算图机制；（4）具有高维数组、自动求导、神经网络模块3个联系紧密的抽象层次；（5）提供了完整的文档与循序渐进的指南。4.PaddlePaddle框架PaddlePaddle框架是由百度开发的开源深度学习框架，其主要特点如下：（1）兼容动态图和静态图两种编程方案；（2）提供了大量的预训练模型；（3）具备大规模工业实践能力；（4）便于深度学习技术在各种场景下的应用。5.特点及适用范围TensorFlow稳定性高，性能好，成熟完善，适宜工业应用开发；PyTorch简洁高效、灵活易用，适合研究人员、初学者、中小规模项目开发；PaddlePaddle框架最大的特点是高效易用、功能丰富，在特定的技术场景下，开发者只要根据自己的数据修改一些超参数就能训练好模型，特别有利于深度学习模型的分析和使用。教师活动1.讲解开发框架的主要作用2.介绍TensorFlow及其特点3.介绍PyTorch及其特点4.介绍PaddlePaddle框架及其特点5.介绍各种框架的适用范围学生活动2.积极思考3.思考记录讲授法：通过介绍3种常用框架，使学生了解各种框架的特点及适用范围，为学生选择框架打下一定的基础教学环节教学内容教学活动策略与意图环节三学习集成开发环境(30分钟)1.PyCharmPyCharm是由JetBrains公司打造的一款专门面向Python的全功能集成开发环境，它带有代码编写、语法高亮、代码跳转、智能提示、自动完成、调试、单元测试、项目管理和版本控制等一整套可以帮助用户在使用Python进行开发时提高效率的工具，为使用Python开发新一代人工智能软件提供了一组非常好的开发工具。2.JupyterNotebookJupyterNotebook是一个基于Web的交互式计算开发环境。它能将实时运行的代码、叙事性的文本、数学方程和可视化内容全部组合到一个易于共享的文档中，可以在其中编辑文档、编写程序、运行代码和展示结果，非常适合人工智能的相关研究及教学展示。教师活动1.介绍两种集成开发环境的功能和适用范围2.启动PyCharm，编写、运行一个简单的Python程序3.给出图像分类源代码，要求学生在PyCharm中输入、运行该程序4.指导学生完成Python程序编写调试学生活动2.跟随老师一起编写、运行Python程序3.完成练习4.操作要点记录四步教学法：通过四步教学法，使学生熟悉PyCharm开发环境，能够在PyCharm中开发Python程序教学环节教学内容教学活动策略与意图环节四学习开发平台(20分钟)1.什么是人工智能开发平台人工智能开发平台通常架设在云上，以硬件架构、软件框架为基础，将算力资源、核心框架、基础模型、开发工具、API或SDK、开源代码、学习资源、社区等集成在一起开放给开发人员，形成全方位、全流程的开发环境，极大地简化了AI开发过程，降低了AI的开发和使用门槛，满足了不同开发层次的需要。2.飞桨开发平台飞桨(PaddlePaddle)是百度自主研发的开源的深度学习开发平台。它集深度学习框架、基础模型库、端到端开发套件、工具组件和服务平台于一体，拥有兼顾灵活性和高性能的开发机制、工业级应用效果的模型、超大规模并行深度学习能力、推理引擎一体化设计及系统化服务支持的五大优势。3.智能钛机器学习平台智能钛机器学习平台是腾讯公司基于腾讯云的强大计算能力为开发者打造的一站式机器学习开发平台。平台内置丰富的算法组件，支持多种算法框架，满足多种AI应用场景的需求，为用户提供了从数据接入、数据清洗、数据标注、模型构建、模型训练、模型评测、模型部署、在线服务、服务监控、应用编排和AI应用开发等全链路开发平台套件。4.AI开发平台ModelArtsModelArts是面向开发者的一站式人工智能开发平台，由华为公司研发。ModelArts提供全流程的AI开发服务，可以为机器学习与深度学习提供海量的数据预处理及交互式智能标注、大规模的分布式训练、自动化的模型生成，具有按需部署端-边-云模型能力，能够帮助用户快速创建和部署模型，管理全周期的AI工作流，实现系统的平滑、稳定和可靠运行。5.如何选择开发框架和平台？如果算法创新力度大，应用场景变化多，需要开发者自己完成算法设计、算法实现、算法训练、算法验证等步骤，一般应根据问题的技术特点选择合适的开发框架和集成开发环境进行软件开发；相反，如果应用问题比较典型，现有的技术能够完全解决这些问题，则应该选择已有的人工智能平台来完成软件开发。教师活动1.讲解什么是人工智能开发平台2.介绍3个典型开发平台的功能3.浏览飞桨开发平台4.讲解、演示安装百度飞桨软件包5.讲解、演示安装预训练模型6.组织讨论如何选择开发框架和平台学生活动1.理实一体：通过边讲解边操作使学生能够熟悉开发平台的主要功能2.