信息技术（第2版）（拓展模块）教案 拓展模块5 5.1认识人工智能2

2/7课题名称人工智能发展历程、应用领域和发展趋势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初步理解了人工智能的定义、基本特征，了解了人工智能的社会价值，初步了解了人工智能一些主要的研究领域，熟悉了一些人工智能产品，2.学习特点授课对象都是零零后的学生，在学习方面表现出如下特点：（1）喜好电脑与互联网的应用，线上操作所见即所得可以引发学习兴趣；（2）喜欢情境设定，参与其中，厌烦平淡无奇的说教；（3）乐于接受可视化教学资源，反感静态纸质学习材料；（4）具有较强的求知欲，希望比较全面地了解人工智能应用。3.信息素养学生具备了基础的信息技术学科素养，对人工智能有了一定的了解，逐步二、教学内容1.知识目标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(10分钟)【问题导入】1.什么是人工智能？2.人工智能主要研究领域有哪些？【学习目标】了解人工智能的概念、基本特征和社会价值；了解人工智能的发展历程和发展趋势；了解人工智能在互联网及各传统行业中的典型应用。教师活动1.提出问题，借此回顾上次课所讲内容2.介绍本单元的学习任学生活动2.思考记录1.问题教学法：复习上次课主要内容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了解人工智能发展历程(20分钟)1.人工智能诞生介绍达特茅斯会议情况。会议确定了人工智能的名称和任务，其主题抓住了许多重要问题的焦点，今天的许多经典定义都能在这次会议中找到起源，因此这是一次具有历史意义的重要会议，标志着人工智能正式诞生。2.第一次浪潮（1956—1974）自达特茅斯会议之后的近20年间，人工智能的研究在机器学习、问题求解、专家系统、定理机器证明及人工智能语言等方面都取得了许多引人瞩目的成就。但随后人工智能发展遭遇了无法克服的基础性障碍，许多机构逐渐停止了对人工智能研究的资助，人工智能遭遇了第一次低谷。3.第二次浪潮（1980--1987）专家系统遍地开花，人工神经网络等技术取得新的进展。但随后专家系统所存在的知识领域狭窄、知识获取困难、适应性差和测试维护复杂等问题逐渐暴露出来，专家系统开始在商界失宠，人工智能在遭遇了一系列财政问题后进入了第二次低谷。4.第三次浪潮（1993至今）2006年，加拿大多伦多大学的科学家杰弗里·辛顿（GeoffreyHinton）提出深度学习。2012年，由辛顿和他的两名学生设计的深度卷积神经网络AlexNet在大规模视觉识别挑战赛上一举夺魁，并将图像分类任务在1000个类别上的top5错误率降至15.3%，比第二名领先10.8%。至此，深度学习引爆了新一轮人工智能发展。教师活动学生活动讲授教学法：用讲故事的方法叙述人工智能的发展历程，揭示人工智能发展的曲折性，引导学生面对困难勇于创新，同时增强学生对人工智能技术的进一步理解教学环节教学内容教学活动策略与意图环节三了解人工智能在互联网及各传统行业中的典型应用(30分钟)1.人工智能在互联网行业中的应用（1）智能搜索引擎（2）智能推送（3）智能移动支付（4）智能客服2.人工智能在工业领域中的应用（1）日常检修（2）生产线设备参数优化（3）质量检测（4）仓储物流3.人工智能在农业领域中的应用（1）现场监测（2）评估农作物和土壤（3）农业机器人4.人工智能在安防领域中的应用（1）警用方向（2）民用方向智能楼宇工业园区监控家用安防教师活动1.组织学生分组查阅、讨论人工智能在各行业中的典型应用2.给出互联网行业、工业领域、农业领域、安防领域中的一些典型应用实例启发引导学生3.与学生共同讨论分析典型应用案例中使用了哪些方面的人工智能技术4.总结讨论结果并加以补充完善学生活动1.讨论法：通过人工智能在各行业中的典型应用讨论，开拓学生视野，培养良好的数字化学习和交流沟通能力2.案例分析法：通过分析典型应用案例，使学生能够辨识一些人工智能典型应用中使用了哪方面的人工智能技术教学环节教学内容教学活动策略与意图环节四了解人工智能的发展趋势(15分钟)1.实现跨媒体分析推理未来人工智能将逐步向人类智能感知靠近，模仿人类综合利用视觉、语言、听觉、触觉等全维度感知信息，突破跨媒体统一表征、关联理解与知识挖掘等技术，实现跨媒体的认知、学习、推理、设计、创作、预测等功能。2.基于网络的群体智能技术开始萌芽未来人工智能将从单个智能体向基于互联网的群体智能转变。群体智能具有统筹优化、鲁棒性强和信息共享高效等优点，可以实现基于群智感知的知识获取和开放动态环境下的群智融合与增强，可以支撑覆盖全球的大规模群体感知、协同与演化。3.自主智能系统成为新兴发展方向随着生产制造智能化改造升级的需求日益凸显和自主无人系统智能技术的发展，通过嵌入智能系统对现有的机械设备和系统进行改造升级成为更加务实的选择。在此引导下，无人车间、智能工厂、自动驾驶、智能机器人将蓬勃发展，自主智能系统正成为人工智能的重要发展及应用方向。4.人机协同催生混合增强智能形态人类智能和人工智能各有所长，两种智能具有很强的互补性。因此，把人的认知模型引入人工智能系统，形成人机协同的混合增强智能形态是人工智能一个非常重要的发展趋势。在混合增强智能形态下，人可以接受机器的信息，机器也可以读取人的信号，两者相互作用，互相促进，共同完成更加复杂多变的任务，进而大幅提高人类智力活动能力。教师活动1.讲授人工智能的发展趋势2.与学生互动，畅想人工智能的未来应用场景3.与学生互动讨论人工智能产业发展及个人职业规划学生活动2.积极思考，。3.思考记录1.讲授人工智能的发展趋势，使学生了解人工智能主要技术发展方向，准备迎接人工智能发展带来的挑战2.讨论法：通过与学生互动式讨论，畅想未来人工智能的应用场景，拓宽学生思路，