新一代信息技术教案 第2章 走进人工智能

教案首页课题名称第2章走进人工智能（1）——2.1~2.2课次3授课类型理论□实践□理实一体□其他学时2授课日期授课班级授课地点教学目的与要求知识目标：1.了解人工智能的概念；2.了解人工智能的发展历史。能力目标：1.能够正确解释人工智能的概念；2.能简单描述人工智能技术的发展历史。素质目标：1.了解伦理道德准则，规范日常信息行为；2.了解相关法律法规并自觉遵守；3.具备信息安全意识和相关防护能力。课程思政目标：增强民族自豪感，学习大国工匠精神，树立科技报国思想。教学重点1.人工智能的概念2.人工智能的发展历史教学难点人工智能的概念教学方法与手段教学方法：课件讲解、举例说明、对比分析、启发引导学生学法：预习—听讲---讨论---复习—自学扩展设计意图：激发学生学习兴趣、提高课堂学习效率教学资源：课件、视频资料课程思政要素要点通过对华裔科学家在人工智能技术领域成就和我国人工智能技术发展的介绍，增强学生的民族自豪感，学习大国工匠精神。课外作业查阅人工智能相关资料教学反思对于人工智能技术发展历史的介绍，重点强调几次兴衰过程中技术的发展。教案纸第2章走进人工智能（1）——2.1-2.2一、整体设计1.复习引入（10分钟）2.新知识讲解（85分钟）（1）认识人工智能（40分钟）（2）人工智能的发展历史（45分钟）3.总结与布置作业（5分钟）二、复习引入1.上节课内容回顾：上节课我们学习了大数据技术的行业应用和大数据思维变革的相关内容。2.新课引入：人工智能的应用已经走进了千家万户，已经无处不在了，只是很多人还没有完全意识到他的存在。人工智能逐渐发展成一门学科——人工智能，当下最火最具有发展前景的一个专业。本节课重点学习人工智能的概念和发展历史。三、新知识讲解2.1认识人工智能2.1.1人工智能的概念1956年正式提出人工智能（artificialintelligence,AI）这个术语并把它作为一门新兴科学的名称。人工智能——ArtificialIntelligence（AI）人工智能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新的技术科学。2.1.2图灵测试1.图灵测试1950年，艾伦·图灵提出了著名的图灵测试：如果一台机器能够与人类展开对话（通过电传设备）而不能被辨认出其机器身份，那么称这台机器具有智能。这一简化使得图灵能够令人信服地说明“思考的机器”的可能的。2.中国屋思考实验语言哲学家约翰.R.塞尔（JohnR.Searle，1980）锁在屋里的看不懂卡片上汉字的人，根据英文说明书把从门缝中得到的汉字与屋内的汉字进行匹配然后扔出去，从外观上看好像这个人懂中文，而且正确匹配的速度会越来越快，实际上他不懂中文。证明：即使通过图灵测试也不能说明计算机能思维。2.2人工智能的发展历史2.2.1人工智能的诞生美国爱荷华州立大学的阿塔纳索夫教授和他的研究生贝瑞在1937年至1941年间开发的世界上第一台电子计算机“阿塔纳索夫－贝瑞计算机（Atanasoff-BerryComputer，ABC）”为人工智能的研究奠定了物质基础。1956年夏，当时美国达特茅斯大学数学助教、现任斯坦福大学教授麦卡锡和哈佛大学数学和神经学家、现任MIT（麻省理工学院）教授明斯基、IBM公司信息研究中心负责人洛切斯特、贝尔实验室信息部数学研究员香农共同发起，邀请普林斯顿大学莫尔和IBM公司塞缪尔、MIT的塞尔夫里奇和索罗莫夫以及兰德公司和卡内基－梅隆大学的纽厄尔、西蒙等10名年轻学者在达特莫斯大学召开了两个月的学术研讨会，讨论机器智能问题。会上经麦卡锡提议正式采用“人工智能”这一术语，标志着人工智能学科正式诞生。麦卡锡因而被称为人工智能之父。2.2.2第一次浪潮推理与搜索时代人工智能术语的诞生求解迷宫问题、人机博弈、小游戏、自动定理证明......严冬来袭人工智能的权威马文﹡明斯基针对风靡一时的神经网络，指出了它在特定条件下的局限性美国政府出台了一个报告（ALPAC负面报告），认为机器翻译在短期内将难有成果大家逐渐明白：原来计算机智能解决所谓的“玩具问题”，20世纪70年代人工智能严冬来袭2.2.3第二次浪潮知识时代人机对话：和第一次浪潮中利用推理和搜索等简单规则不同，依靠“知识”的支持专家系统：引入某个专业领域的知识，再经过推理，计算机便能够像领域的专家一样出色工作MYCIN（斯坦福大学开发，20世纪70年代）：传染性血液病患者诊断，并开出抗生素处方DENDRAL（爱德华﹡费根鲍姆开发，20世纪60年代）：未知有机化合物的判别“第五代计算机”计划——人工智能计算机（日本，20世纪80年代）第二次寒冬知识导入使得计算机变得更聪明，但知识描述之复杂与困难超出了当初预想，输入没有穷尽专家系统之后缺乏新的应用场景，资本界对人工智能发展缺乏耐心，加之新宠儿PC的出现2.2.4第三次浪潮1996.2.10-17，IBM公司的“深蓝”计算机系统与卡斯帕罗夫进行了六局比赛，号称人脑与电脑的世纪决战。卡斯帕罗夫以4：2获胜。1997.5.3-11深蓝再次挑战特级大师卡斯帕罗夫。1997年5月11日凌晨4时许，美国纽约公平保险公司大厦，深蓝和卡斯帕罗夫“最后决战”正在进行。4时50分，美联社、路透社、共同社、新华社…：在世纪末国际象棋“人机大战”的最后一局对弈中，“深蓝”仅用了1小时轻松击败卡斯帕罗夫，以3.5比2.5的总比分赢得了最终的胜利！此后十年，人机互有胜负，直到2006年棋王卡拉姆尼克被DeepFritz击败，人类再也没有赢过电脑。2016.3，AlphaGo以4:1战胜韩国棋手李世石，成为第一个击败人类职业围棋选手的电脑程序。2016.12，AlphaGo身披“Master”马甲，5天内横扫中日韩棋坛，以60场连胜纪录告退。2017.5，AlphaGo在乌镇以3:0完胜柯洁。2006年，杰弗里·辛顿发表《一种深度置信网络的快速算法》论文，宣告深度学习时代的来到，深度学习在2010年前后兴起是建立在数十年的积累之上的互联网迅猛发展，大数据成为现实超强算例：CPU、GPU、TPU、计算机集群深度学习+大数据：让机器自己从原始数据中学习专用人工智能有了突破性的进展，就是让人工智能专门去做一件事，比如下围棋，爬楼梯，组装某一件设备等。在这些面向特定领域或者单一任务方面，人工智能可以超越人类智能。通用人工智能尚处于起步阶段通用人工智能的研究与应用任重道远人类大脑是一个通用的智能系统，能举一反三，融会贯通，可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题，可谓“一脑百用”目前，人工智能距离人类智能水平还有巨大差距，人工智能还有很多不足。四、总结及布置作业1.总结人工智能研究的是使机器能够胜任一下通常需要人类智能才能完成的复杂工作。人工智能技术经过三次起落，目前处于快速发展阶段，但目前，人工智能距离人类智能水平还有巨大差距，人工智能还有很多发展空间。2.布置作业：查阅人工智能相关资料五、板书设计第2章走