高中浙教版 (2019)5.1 人工智能的产生与发展一等奖教案及反思
展开人工智能的产生与发展教学设计
课程标准 和 教学目标 | 人工智能的产生与发展 | |||
教材内容: 5.1人工智能的产生与发展 | ||||
适应的课程标准: 1.8通过人工智能典型案例的剖析,了解智能信息处理的巨大进步和应用潜力,认识人工智能在信息社会中的重要作用。 | ||||
教学目标: ●能结合实例分析典型案例是否应用了人工智能 ●能针对典型智能系统分析其主要采用的人工智能方法 ●知道人工智能技术的发展历程,产生进一步学习人工智能的兴趣 ●观察生活中人工智能应用案例,结合人工智能的概念,辩证的分析人工智能的特点 ●通过软件平台,体验人工智能的应用,用神经网络解决分类问题 | 指向的核心素养: ●信息意识:主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势,有意识地使用新技术处理信息。 ●计算思维:针对给定的任务进行需求分析,明确需要解决的关键问题;能提取问题的基本特征,进行抽象处理,并用形式化的方法表述问题。 ●信息社会责任:在信息交流或合作中,尊重不同的信息文化,积极、主动地融入到信息社会中;对于信息技术创新所产生的新观念和新事物,具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。 | |||
学习环境:有教学控制软件的多媒体机房,安装有思维导图软件。 | ||||
建议课时:1课时 | ||||
教学活动设计 | 教学环节 | 教学过程 | 设计意图 | |
新课导入 (2’) | 德国人利用一种叫做恩尼格玛密码机的机器加密。阿兰图灵加入了英美联合破译德军密码enigma的破译组织,随后的五年,他便放下了手头工作,致力于破解密码。这个enigma呢,每天都要更换密码形式。不过,阿兰图灵发明了图灵机,可以理解成现代计算机的雏形,成功破解了enigma,为盟军的胜利做出了至关重要的贡献。同时,他也破译了德军潜艇-u的密码,帮助盟军扭转了大西洋战区的局势。 | 从恩尼格玛密码机和图灵机引入新课。 | ||
案例判断 (3’) | 我们一起来看著名的“图灵测试Turing Test”。 案例:聊天程序“尤金•古斯特曼”(Eugene Goostman)冒充一个13岁乌克兰男孩而骗过了33%的评委,从而“通过”了图灵测试。 问题:机器能思考吗?机器能否和人对话?机器能否在智力行为上表现得和人无法区分? | 通过设问,引起学生的思考。本课涉及人工智能的发展,从图灵测试引导学生分析,作为学生理解人工智能概念的一个辅助点,也有助于课堂的延续。 | ||
自主学习 (5’) | 1-看图思考人工智能的概念。 问题:人工智能和机器人是不是一回事?机器还在哪些行为上模仿人?你认为人工智能与人类智能一样吗? 2-阅读网络文章:细思恐极——从AlphaGo说到图灵测试。 3-阅读文本材料,网络查询人工智能的发展历史。 4-阅读网络文章:一个故意不通过图灵测试的人工智能。 | 很多人一提到人工智能就想到机器人,很多人只看到人工智能某一类的应用,通过图片的直观感受,引导学生全面的理解人工智能的概念,通过具体的实例,引导学生理性认识人工智能的概念,分析人工智能的方法, 通过阅读网络文章,能理性的看待他人的观点,深刻理解人工智能的概念。通过查询人工智能的发展历史,能从中找出各个时期人工智能的特点及典型的核心技术。 | ||
知识讲解(2’) | 人工智能的概念 阅读文本,思考:为什么说“人工智能是一门交叉学科”? | 每个人对人工智能的感受都不一样,现实生活中的人工智能应用具有特定的场景性,学生对概念的理解可能存在感性与片面性,引导学生正确认识人工智能的概念。 | ||
知识讲解(8’) | 人工智能的方法:符号主义、联结主义、行为主义。 思考分析: 人工智能的主要方法有符号主义、联结主义、行为主义。问题:1959年,毕业于我国原西南联大的华裔科学家王浩在IBM704计算机上证明了《数学原理》中全部150条一阶逻辑以及200条命题逻辑定理。请根据人工智能的三种主要方法特点,分析该人工智能技术应用属于哪种方法?请从现实的角度列举人工智能方法的实例。 | 教师适当点拨引导,帮助学生抓住核心知识特征,引导学生了解一下人工智能三大方法,给出一个具体实例,让学生分析属于哪一种方法。 | ||
知识讲解(8’) | 观看视频:人工智能的发展 1-从计算到智能测试:图灵机模型 2-人工智能登上历史舞台 3-以符号主义表达与推理为代表的人工智能:IBM沃森和NELL 4-数据驱动的人工智能方法:深度学习、神经网络(人脸识别) 5-问题引导下的人工智能学习方法:AlphaGo Zero | 观看视频,让学生了解人工智能的发展,引入社会中的实例,让学生有形象的认知。 | ||
实践体验(10’) | 用神经网络解决分类问题。要求: 访问:http://playground.tensorflow.org/,(1)了解网络训练平台的整体结构及具体区块的功能。(2)密切关注页面的动态可视化图像及训练成功所用的实践。(3)体验不同训练模型对神经网络的影响。 | 通过一个具体的实践体验,让学生直观体验到人工智能的应用背后的原理。 | ||
课堂小结 (2’) | 通过思维导图的形式展示本节课的知识。 | 梳理本节课的知识。 | ||
教学设计思路 | 通过仔细研读教材和课程标准,第五章可分3个课时,5.1人工智能的产生与发展作为一节课,5.2人工智能的应用和5.3人工智能度社会的影响合起来一节课,项目挑战:“奇点”到来了吗一节课。通过本章学习,学生能结合实际人工智能应用事例及实践体验,了解人工智能的内涵及发展历程,感受人工智能对社会的巨大促进作用,了解人工智能的发展趋势,认识到人工智能研究的目标是创造有益于人类的智能设备。 本课是第五章第一课时的内容,学生应能理解人工智能的概念,能对现实人工智能应用实例进行判断和界定,学生对人工智能的认识仅限于生活中的一些简单应用,本课既要让学生正本清源地认识、感知人工智能,更要让学生初步产生继续学习人工智能的兴趣,为后续学习积累知识和情感的基础,甚至让有志学生产生今后投身人工智能科学的向往。在人工智能的概念理解上,我打算以“图灵测试”引入,让同学们从各个方面去探讨自己对人工智能的理解。“图灵测试”又是人工智能发展过程中的重要的一个历程,有助于后续知识的铺垫。我期望学生不是通过识记来获取知识,希望同学们可以自己去感知每个时期人工智能的特点,区分每个时期人工智能的技术,能全面的厘清人工智能的概念。通过阅读网络上的文章,引导学生思考图灵测试的不足之处。为了使学生能有更广阔的视野去感知人工智能的发展,本节课引入了AI公园,从这个具体的应用场景中,同学们可以对现实中的人工智能应用实例进行判断和界定。人工智能的应用改变了我们的日常生活,无人化时代来临,涌现出大量的无人化自动化实例,通过一个话题:从“深蓝”到“AlphaGo”,下一步还会在哪些领域被机器打败?自动驾驶真的可以应付马路上的复杂情况吗?你怎么看人工智能作诗、弹琴?引导学生辩证的看待人工智能的发展。最后设计一个实践与体验,让学生通过访问:http://playground.tensorflow.org/,尝试用神经网络解决分类问题。 本堂课中,我采用了多个问题来启发学生思考,对于概念类的事实性知识,则辅以案例帮助学生理解,区分知识,也多次采用了小组研讨的方法,让学生在交流中提升,新课程提倡做中学,本课也进行了一个实践体验。本堂课总体的思路是问题与实践中启发思想,在交流中碰撞思想,在反思中提升思想。 | |||
针对 核心素养培养的 设计考虑 | 本课知识性内容比较多,在设计时,把核心素养侧重在信息意识、计算思维和信息社会责任方面。 关于信息意识的设计:给学生提供现实生活中的真实应用场景视频,让学生联系生活,感觉到人工智能的应用,发现自己生活中平时没有的人工智能应用。鼓励学生在小组中发表自己的看法,倾听他人的观点,实现信息更大的价值。 关于计算思维的设计: 知识点的理解上,找寻了很多案例,鼓励学生自主阅读文本教材,结合自己的经验理解知识,教师提出一些核心问题引导学生深入思考概念原理。 关于信息社会责任的设计:在众多新鲜的人工智能技术发展中,鼓励对于信息技术创新所产生的新观念和新事物,具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力,看到“无人时代”的发展,也辨证地、理性地看待当前技术的优势与缺点。 | |||
高中信息技术浙教版 (2019)必修1 数据与计算1.2 数据、信息与知识教案: 这是一份高中信息技术浙教版 (2019)必修1 数据与计算1.2 数据、信息与知识教案,共4页。
高中信息技术浙教版 (2019)必修1 数据与计算5.2 人工智能的应用获奖教学设计: 这是一份高中信息技术浙教版 (2019)必修1 数据与计算5.2 人工智能的应用获奖教学设计,共3页。
高中信息技术浙教版 (2019)必修1 数据与计算4.3 大数据典型应用优质课教学设计: 这是一份高中信息技术浙教版 (2019)必修1 数据与计算4.3 大数据典型应用优质课教学设计,共3页。