《揭开人工智能的神秘面纱》
教学设计
中山市中山纪念中学
喻文喜
一、教学目标1、课程内容标准
⑴初步掌握用计算机进行信息处理的几种基本方法，认识其工作过程与基本特征。⑵通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值。2、知识与技能
⑴理解智能、人工智能等基本概念。
⑵分析探讨人工智能与人类智能在解决相关问题时的优缺点。⑶列举人工智能在现实生活中的应用，展望人工智能的未来。⑷了解用智能工具（模式识别、自然语言理解等）处理信息的方式。⑸学会使用几种智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题。3、过程与方法
⑴体验信息智能处理工具（字符识别软件、双向翻译网站、自然语言对话网站等）的使用。⑵经历用智能工具处理信息的基本过程，为挖掘其中的技术原理打下基础。⑶亲历智能工具处理信息的过程与结果，并进行有效的评价。4、情感态度与价值观
⑴引导学生关注人工智能与人类社会的关系。
⑵感受人工智能在社会生活中的实际应用价值，提升学生学习后续课程的兴趣。
⑶学会独立地、辨证地思考问题，形成科学素养；增强学生合作意识、创新思维与进取精神。⑷学会评价智能工具处理信息的优劣，客观认识人工智能的本质特征，避免盲目崇拜技术，树立正确的科学技术应用观。二、学情分析
1、本节内容的教学对象是高中一年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维、分析问题、表达思想等能力，初步形成了主动思考和探究的学习习惯。
2、通过调查，发现学生对人工智能的认识与了解仅仅局限于科幻片中的智能机器人，如《人工智能》、《机械公敌》、《阿童木》等电影中的机器人；而对于生活与学习中所使用到的人工智能技术认识不深。
3、大多数同学对获取新技术、新知识有着非常浓厚的兴趣，但重技能、轻理论，对知识思考、归纳、提炼等存在畏难情绪。三、教材分析
1、本节主要内容介绍
本节内容是广东教育出版社出版的普通高中信息技术（必修）《信息技术基础》教材第四章第２节的教学内容，包括信息智能处理工具的使用，信息智能处理的方式，信息智能处理的应用价值等。课程要求学生在使用信息智能处理工具软件处理信息的过程中，对信息智能处理工具进行体验，并初步了解其工作原理，形成感性认识。
针对教材内容，共设计2课时来完成（内容见下表），本课为第1课时。
主要教学内容
了解什么是人工智能，通过体验几种智能工具的实际应用，体会人工智能的独特魅
第1课时
力；学会评价智能工具处理信息的优劣，领悟人工智能的本质特征；通过交流探讨，列举其在生活中的应用价值；客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。
第2课时
模式识别和自然语言理解两种人工智能应用的工作过程与基本原理。
2、重点难点分析教学重点：
⑴感受人工智能的独特魅力，理解人工智能的含义。
⑵了解用智能工具处理信息的方式，学会使用智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题。⑶列举人工智能的应用领域和实用价值。教学难点：
⑴辨证看待人工智能和人类智能在解决相关问题时的优缺点。⑵信息智能处理的工作过程和基本原理。⑶客观认识人工智能技术对社会的影响。四、教学方法
本课内容的教学设计充分体现了《普通高中信息技术课程标准》中的基本理念，注重教学过程中三维目标的渗透。采用了以学生的学习和发展为中心，基于建构主义理论的任务驱动、情境教学等教学方法，突出自主、合作、探究等学习方法；强调人工智能技术与社会生活的联系，培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等；并形成主动思考的习惯，提升交流与评价的能力。
主要教学方法：讲授法、演示法、任务驱动、情境教学；小组协作学习等。五、教学环境
多媒体网络教室、投影仪等。六、教学过程
教学环节教师活动学生活动设计理念
情境导入1、播放视频：霍金与人工智能。1、观看视频，感受人工智能2、初识人工智能：谈谈生活与学习中所使用过的人工智能技术，有什么感受？
3、提出问题，引发思考：⑴什么是智能？⑵智能是否为人类所特有？⑶经过后天训练所形成的技能算不算智能？⑷什么是人工智能？⑸家中常见的自动洗衣机属于人工智能的应用吗？
的魅力。
2、引发回忆与思考，畅谈对人工智能的初步认识。3、借助搜索引擎，快速从网络获取有关智能的知识并与同桌进行交流。
1、通过观看霍金借助人工智能技术克服生活与工作中困难的视频，容易使学生产生情感上的共鸣，进而深切感受到人工智能在社会生活中的应用。
2、提出问题，形成思考，促使学生积极参与课堂。提升学生逻辑思维的能力，培养学生主动思考的习惯。
讲授新知1、讲授智能的含义，在讲授过程中渗透解决⑴—⑶问题。2、播放视频，讲授人工智能的含义，在讲授过程中渗透解决⑷⑸两个问题。
1、通过思考、交流与讨论，描述智能的含义。
2、观看视频，归纳提炼出人工智能的含义与特点。
1、在解决问题的过程中，遵循“学生为主体，教师为主导”的教学原则。
2、培养学生发现知识、提炼知识、总结归纳的能力，营造交流与评价的氛围。
任务引领分组体验
1、全班分为四小组，设置体验任务：⑴模式识别体验；⑵与机器人小I 聊天；⑶登录在线翻译网站，体验机器翻译；⑷五子棋对弈。
2、提出问题：在体验过程中，思考机器的智能体现在哪里？智能到达什么程度？
3、巡视学生实践情况，指导和帮助学生自主、协作探究。
1、进行体验活动，思考提出的问题。
2、在体验探究过程中表达思想，与同学、老师交流观点与心得。
1、了解用智能工具处理信息的方式。
2、通过亲身体验活动，对人工智能这一概念的理解更为立体。3、学会使用智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题。
交流评价1、以四人为一小组，思考交流人工智能与人类智能在解决相关问题时的优缺点。
2、通过交流与讨论，发掘出人工智能与人类智能各自的优势。
1、思考讨论人工智能与人类智能各自的优势。
1、通过对比交流探讨，进一步加深对人工智能的认识与理解。
2、对思考结果进行总结归纳，2、学会评价智能工具处理信息的填写表格。
优劣，客观认识人工智能的本质特征。
小组探究1、简述人工智能与社会的关系。1、思考讨论人工智能在现实2、提出问题：人工智能在现实生活中的具体应用？
生活中的具体应用。
1、引导学生关注人工智能与人类社会的关系。
2、对思考结果进行总结归纳，2、增强学生合作意识、创新思维；
学会辨证地思考问题，形成科学素养。
3、以四人为一小组，思考交流，列举人工智能在现实生活中形成结论。
的应用，展望人工智能的未来。
课堂练习归纳总结
1、布置课堂小练习，反馈学生学习情况。
2、通过演示文稿总结本节知识内容。
1、通过小练习，发现自己的不足。
2、知识总结，系统归纳，提升对人工智能的认识。
1、通过练习，帮助学生将知识系统化，便于学生理解记忆。2、促使学生将知识内化，并进行能力迁移，进一步提高学生解决问题的能力。
拓展延伸课后拓展任务
1、阅读“更深的蓝”的故事，思考“更深的蓝”战胜了什么？2、体验人工智能小游戏：⑴www.gwap.com/gwap；⑵www.20q.net。
1、了解“更深的蓝”的故事，1、“更深的蓝”的故事在人工智对人工智能作进一步理解。2、体验人工智能小游戏，分析电脑越来越聪明的原因。
能发展史上是具有一定影响力的事件，因此学生有必要了解。2、体验人工智能小游戏，激发学习后续课程的兴趣。
七、教学评价
由于本节课在内容安排上主要是介绍人工智能这一分支学科的入门基础知识，侧重于理论课，难于形成有效的作品。因此在教学评价方面，我将评价贯穿于整个教学过程中，在各个教学环节中都设置了一些问题，引发学生主动思考，通过学生自评、生生互评，教师点评等多种评价方式，进而让学生领悟新知识。同时在“课堂练习”环节，精选了一些习题对学生的学习效果进行了测试，现场测试机器评价，取得了较好的效果，促进了学生的学习。八、教学反思
从整个教学过程和学生的反应情况来看，基本符合我课前的设计和预想。通过反思，我认为本课主要有如下一些特点：1、学生对人工智能这一新颖的前沿技术有了比较立体的认识和理解。针对本课内容，传统的教学只是强调学生通过体验智能工具的使用，从而理解智能工具的工作过程和基本原理；并没有提出人工智能的概念，因此对于人工智能这一分支学科基本上谈不上什么认识。2、真正做到以学生为主体，教师为主导。纵观整个教学过程，学生始终都是学习的主人，所有的新知识都是学生主动思考进而领悟得到的，教师的作用从“带着知识走向学生”转变为“带着学生走向知识”，只是扮演引领解惑的角色。3、由于学生尚未接触人工智能程序设计语言和方法，难于借助Prolog 语言编写程
序解决问题，导致学生对“在技术上机器究竟是如何实现智能的？”这一问题深存疑惑，渴望进一步学习人工智能课程。
参考文献：[1]李艺等
《信息技术基础》
教育科学出版社
2010
[2]徐福荫、李文郁等《人工智能初步》广东教育出版社
2009
[3]张剑平等《人工智能初步》教育科学出版社
2009
[4]钟义信
《人工智能与现代社会》中央电视台“百家讲坛”
2007
[5]《电影中的科技》机器人篇中央电视台“异想天开”2010
[6]杨倩、李若子、贺俊杰译
《人工智能的未来》
陕西科学技术出版社2006
《揭开人工智能的神秘面纱》
教学设计
中山市中山纪念中学
喻文喜
一、教学目标1、课程内容标准
⑴初步掌握用计算机进行信息处理的几种基本方法，认识其工作过程与基本特征。⑵通过部分智能信息处理工具软件的使用，体验其基本工作过程，了解其实际应用价值。2、知识与技能
⑴理解智能、人工智能等基本概念。
⑵分析探讨人工智能与人类智能在解决相关问题时的优缺点。⑶列举人工智能在现实生活中的应用，展望人工智能的未来。⑷了解用智能工具（模式识别、自然语言理解等）处理信息的方式。⑸学会使用几种智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题。3、过程与方法
⑴体验信息智能处理工具（字符识别软件、双向翻译网站、自然语言对话网站等）的使用。⑵经历用智能工具处理信息的基本过程，为挖掘其中的技术原理打下基础。⑶亲历智能工具处理信息的过程与结果，并进行有效的评价。4、情感态度与价值观
⑴引导学生关注人工智能与人类社会的关系。
⑵感受人工智能在社会生活中的实际应用价值，提升学生学习后续课程的兴趣。
⑶学会独立地、辨证地思考问题，形成科学素养；增强学生合作意识、创新思维与进取精神。⑷学会评价智能工具处理信息的优劣，客观认识人工智能的本质特征，避免盲目崇拜技术，树立正确的科学技术应用观。二、学情分析
1、本节内容的教学对象是高中一年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维、分析问题、表达思想等能力，初步形成了主动思考和探究的学习习惯。
2、通过调查，发现学生对人工智能的认识与了解仅仅局限于科幻片中的智能机器人，如《人工智能》、《机械公敌》、《阿童木》等电影中的机器人；而对于生活与学习中所使用到的人工智能技术认识不深。
3、大多数同学对获取新技术、新知识有着非常浓厚的兴趣，但重技能、轻理论，对知识思考、归纳、提炼等存在畏难情绪。三、教材分析
1、本节主要内容介绍
本节内容是广东教育出版社出版的普通高中信息技术（必修）《信息技术基础》教材第四章第２节的教学内容，包括信息智能处理工具的使用，信息智能处理的方式，信息智能处理的应用价值等。课程要求学生在使用信息智能处理工具软件处理信息的过程中，对信息智能处理工具进行体验，并初步了解其工作原理，形成感性认识。
针对教材内容，共设计2课时来完成（内容见下表），本课为第1课时。
主要教学内容
了解什么是人工智能，通过体验几种智能工具的实际应用，体会人工智能的独特魅
第1课时
力；学会评价智能工具处理信息的优劣，领悟人工智能的本质特征；通过交流探讨，列举其在生活中的应用价值；客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。
第2课时
模式识别和自然语言理解两种人工智能应用的工作过程与基本原理。
2、重点难点分析教学重点：
⑴感受人工智能的独特魅力，理解人工智能的含义。
⑵了解用智能工具处理信息的方式，学会使用智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题。⑶列举人工智能的应用领域和实用价值。教学难点：
⑴辨证看待人工智能和人类智能在解决相关问题时的优缺点。⑵信息智能处理的工作过程和基本原理。⑶客观认识人工智能技术对社会的影响。四、教学方法
本课内容的教学设计充分体现了《普通高中信息技术课程标准》中的基本理念，注重教学过程中三维目标的渗透。采用了以学生的学习和发展为中心，基于建构主义理论的任务驱动、情境教学等教学方法，突出自主、合作、探究等学习方法；强调人工智能技术与社会生活的联系，培养学生的逻辑思维能力、解决问题的能力以及创新意识等；并形成主动思考的习惯，提升交流与评价的能力。
主要教学方法：讲授法、演示法、任务驱动、情境教学；小组协作学习等。五、教学环境
多媒体网络教室、投影仪等。六、教学过程
教学环节教师活动学生活动设计理念
情境导入1、播放视频：霍金与人工智能。1、观看视频，感受人工智能2、初识人工智能：谈谈生活与学习中所使用过的人工智能技术，有什么感受？
3、提出问题，引发思考：⑴什么是智能？⑵智能是否为人类所特有？⑶经过后天训练所形成的技能算不算智能？⑷什么是人工智能？⑸家中常见的自动洗衣机属于人工智能的应用吗？
的魅力。
2、引发回忆与思考，畅谈对人工智能的初步认识。3、借助搜索引擎，快速从网络获取有关智能的知识并与同桌进行交流。
1、通过观看霍金借助人工智能技术克服生活与工作中困难的视频，容易使学生产生情感上的共鸣，进而深切感受到人工智能在社会生活中的应用。
2、提出问题，形成思考，促使学生积极参与课堂。提升学生逻辑思维的能力，培养学生主动思考的习惯。
讲授新知1、讲授智能的含义，在讲授过程中渗透解决⑴—⑶问题。2、播放视频，讲授人工智能的含义，在讲授过程中渗透解决⑷⑸两个问题。
1、通过思考、交流与讨论，描述智能的含义。
2、观看视频，归纳提炼出人工智能的含义与特点。
1、在解决问题的过程中，遵循“学生为主体，教师为主导”的教学原则。
2、培养学生发现知识、提炼知识、总结归纳的能力，营造交流与评价的氛围。
任务引领分组体验
1、全班分为四小组，设置体验任务：⑴模式识别体验；⑵与机器人小I 聊天；⑶登录在线翻译网站，体验机器翻译；⑷五子棋对弈。
2、提出问题：在体验过程中，思考机器的智能体现在哪里？智能到达什么程度？
3、巡视学生实践情况，指导和帮助学生自主、协作探究。
1、进行体验活动，思考提出的问题。
2、在体验探究过程中表达思想，与同学、老师交流观点与心得。
1、了解用智能工具处理信息的方式。
2、通过亲身体验活动，对人工智能这一概念的理解更为立体。3、学会使用智能工具解决生活与学习中所遇到的实际问题。
交流评价1、以四人为一小组，思考交流人工智能与人类智能在解决相关问题时的优缺点。
2、通过交流与讨论，发掘出人工智能与人类智能各自的优势。
1、思考讨论人工智能与人类智能各自的优势。
1、通过对比交流探讨，进一步加深对人工智能的认识与理解。
2、对思考结果进行总结归纳，2、学会评价智能工具处理信息的填写表格。
优劣，客观认识人工智能的本质特征。
小组探究1、简述人工智能与社会的关系。1、思考讨论人工智能在现实2、提出问题：人工智能在现实生活中的具体应用？
生活中的具体应用。
1、引导学生关注人工智能与人类社会的关系。
2、对思考结果进行总结归纳，2、增强学生合作意识、创新思维；
学会辨证地思考问题，形成科学素养。
3、以四人为一小组，思考交流，列举人工智能在现实生活中形成结论。
的应用，展望人工智能的未来。
课堂练习归纳总结
1、布置课堂小练习，反馈学生学习情况。
2、通过演示文稿总结本节知识内容。
1、通过小练习，发现自己的不足。
2、知识总结，系统归纳，提升对人工智能的认识。
1、通过练习，帮助学生将知识系统化，便于学生理解记忆。2、促使学生将知识内化，并进行能力迁移，进一步提高学生解决问题的能力。
拓展延伸课后拓展任务
1、阅读“更深的蓝”的故事，思考“更深的蓝”战胜了什么？2、体验人工智能小游戏：⑴www.gwap.com/gwap；⑵www.20q.net。
1、了解“更深的蓝”的故事，1、“更深的蓝”的故事在人工智对人工智能作进一步理解。2、体验人工智能小游戏，分析电脑越来越聪明的原因。
能发展史上是具有一定影响力的事件，因此学生有必要了解。2、体验人工智能小游戏，激发学习后续课程的兴趣。
七、教学评价
由于本节课在内容安排上主要是介绍人工智能这一分支学科的入门基础知识，侧重于理论课，难于形成有效的作品。因此在教学评价方面，我将评价贯穿于整个教学过程中，在各个教学环节中都设置了一些问题，引发学生主动思考，通过学生自评、生生互评，教师点评等多种评价方式，进而让学生领悟新知识。同时在“课堂练习”环节，精选了一些习题对学生的学习效果进行了测试，现场测试机器评价，取得了较好的效果，促进了学生的学习。八、教学反思
从整个教学过程和学生的反应情况来看，基本符合我课前的设计和预想。通过反思，我认为本课主要有如下一些特点：1、学生对人工智能这一新颖的前沿技术有了比较立体的认识和理解。针对本课内容，传统的教学只是强调学生通过体验智能工具的使用，从而理解智能工具的工作过程和基本原理；并没有提出人工智能的概念，因此对于人工智能这一分支学科基本上谈不上什么认识。2、真正做到以学生为主体，教师为主导。纵观整个教学过程，学生始终都是学习的主人，所有的新知识都是学生主动思考进而领悟得到的，教师的作用从“带着知识走向学生”转变为“带着学生走向知识”，只是扮演引领解惑的角色。3、由于学生尚未接触人工智能程序设计语言和方法，难于借助Prolog 语言编写程
序解决问题，导致学生对“在技术上机器究竟是如何实现智能的？”这一问题深存疑惑，渴望进一步学习人工智能课程。
参考文献：[1]李艺等
《信息技术基础》
教育科学出版社
2010
[2]徐福荫、李文郁等《人工智能初步》广东教育出版社
2009
[3]张剑平等《人工智能初步》教育科学出版社
2009
[4]钟义信
《人工智能与现代社会》中央电视台“百家讲坛”
2007
[5]《电影中的科技》机器人篇中央电视台“异想天开”2010
[6]杨倩、李若子、贺俊杰译
《人工智能的未来》
陕西科学技术出版社2006