[信息的智能化加工]

《信息的智能化加工》

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邮编：教 学 设 计 李翠青 河北宁晋中学 [1**********] [email protected] 邢台市宁晋县网通花苑2栋402 0555550

《信息的智能化加工》教学设计

教材版本：教育科学出版社出版的普通高中课程标准实验教科书

教学设计题目：信息的智能化加工

教材分析：

《信息的智能化加工》是教育科学出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《信息技术基础》（必修）的第三章第三节的内容。信息的智能化加工作为信息加工的一种类型，是本章内容重要组成部分。这一节的内容学生一般是很感兴趣的，人工智能技术的应用其实离我们并不遥远，就在我们身边。本节课从概念上了解什么是人工智能，通过体验几个人工智能具体应用的例子，体会人工智能的独特魅力，体验智能化信息加工对生活、工作、学习的意义，从而使学生树立正确的科学技术应用观同时激励他们探索新兴科学技术的兴趣。

教学目标：

1．知识与技能：了解人工智能的基本概念及其发展现状；通过一些智能信息处理工具的使用，体验其基本工作过程，客观地认识人工智能技术，了解其实际应用价值。

2．过程与方法：体验人工智能的几个例子，由学生讨论，老师适时引导总结。

3．情感态度与价值观：

通过感受人工智能的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。 教学重点：

1、能体验智能处理工具的应用。

2、让学生在操作体验信息智能工具的实际效果时，感受人工智能的独特魅力，感受到信息智能处理技术对日常生活的影响。

教学难点：

如何使学生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。

教学方法和手段：

学生们对生活中一些高科技的产品还是很感兴趣的，比如科幻影片中的“智能机器

人”、智能汽车、Win7有趣的"语音识别"功能等等。他们充满了好奇，非常想探索其中的奥秘。我通过情景导入法、分组讨论法、任务驱动法、多媒体辅助法和讲授法从而达到授课目的。

课时安排：1课时

教学过程：

创设情景，导入新课

教师：在讲新课以前先请大家一起来观看一段《青年中国说》视频。

学生：观看视频

(设计思想：最近央视的《中国青年说》这一栏目很受人们的欢迎，先给同学们播放薛来在节目中的一段视频。视频中薛来可以轻轻地挥挥手，就可以让电脑上的图片左移、右移，让一幅图放大、缩小。他可以设一个闹钟，让它在九点和十点之间将你闹起，它会自动选择一个你浅睡时，把你闹起来。他发明的智能汽车产品可以在挡风玻璃上投射GPS导航的情况，投射短信、或者是邮件，或者谁给你打电话被你错过了。然后再在车内置入一枚3D传感器，我们就能让司机用手势来控制这个画面。薛来也是一个高中生，这样的例子拉近了和同学们的距离，同时，薛来的作品也是同学们很感兴趣的东西，这样极大的调动了他们的学习积极性。引出信息的智能化加工。)

教师：今天我们一起来了解智能化信息加工，所谓智能化信息加工就是利用人工智能技术加工信息。

那么什么叫人工智能呢？（幻灯）

顾名思义人工智能就是人造的智能，主要是对人脑思维机理的模拟。

一、揭开人工智能的神秘面纱

播放卡斯帕罗夫和“更深的蓝”比赛的新闻报道片段；教师简单叙述“人机大战”的历史。

教师：分析“更深的蓝”战胜卡斯帕罗夫原因？谈谈你的感想？

学生：进行简单讨论，罗列出“更深的蓝”战胜卡斯帕罗夫的原因。

(计算机具有超强的计算和存储能力，也就具备了很高的智能，能针对对手下出每一步好棋，并且不会范错误。)

教师：2011年2月18日，超级电脑“沃森”打败了人类，站在了与人类智力竞赛的最高领奖台上。沃森的胜利让许多人想起了它的前辈“深蓝”：1997年“深蓝”力克国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。这曾让人类大呼：狼来了。

从“深蓝”到“沃森”，人工智能已经向前跨越了一大步。电脑会代替人脑吗？机械公敌会出现吗？这成为很多人的忧虑。

当有一天机器有了思想，它们能像人类一样思考，世界将会怎么样？

学生：分小组讨论

教师展示“更深的蓝”运行的剖析视频片段。揭示了卡斯帕罗夫的对手其实是一个象棋大师和软件专家的群体，揭示了“更深的蓝” 的高智能是构建在人类智能的基础上。引入“人工智能”的概念。

教师：“人工智能”的实质内涵：人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟。

二、利用人工智能技术加工信息

1、体验模式识别

模式识别是人工智能技术应用的一个重要方面。比如指纹识别在个人身份认证方面的应用就是模式识别技术的应用之一。模式识别技术中的语音识别、光学字符识别、手写识别等应用也非常广泛。(幻灯片)

（1）、指纹识别：在今天的工作生活中太多的场合需要身份认证。利用指纹来鉴定人的身份可以克服证件、签字、照片、密码等容易假冒、丢失、遗忘等缺点。

教师提问：指纹识别在生活中有哪些应用呢？有什么优点呢？

学生：公安局使用指纹识别系统建立指纹库检索现场。单位利用指纹机进行上下班考勤。等等

优点：指纹是独一无二的，相当固定，便于获取等。

（2）、语音识别：

与机器进行语音交流，让机器明白你说什么，这是人们长期以来梦寐以求的事情。语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。语音识别技术与语音合成技术结合使人们能够甩掉键盘，通过语音命令进行操作。语音技术的应用已经成为一个具有竞争性的新兴高技术产业。(幻灯片)

活动：学生体验Win7超有趣的"语音识别"功能

教师：（引导）我们只需点击屏幕左下角的“开始”，在搜索栏里输入汉字“语音”，就能找到这个功能。第一次打开它的用户需根据提示完成初始化，以后就可以即开即用了。特别有趣的是，Win7的语音识别还有学习能力，你对它相处的时间越长，它对你的理解能力也越好，甚至连口音、方言都能听懂！

基本原理：首先在计算机中存放所有字词的读音建立一个样本数据库然后通过话筒将用户说话的声音输入计算机；计算机将输入的声音和数据库中的所有声音样本逐一进行对照找出最接近的声音样本最终确定输入的声音是哪个词或字。

（3）、手写识别

从网上下载并安装“慧视小灵鼠”。

学生：利用慧视小灵鼠在word中写上自己个性化的签名，同时学会使用不同的手写字体及连笔输入汉字的方法，观察手写输入汉字的效率。

教师：基本原理：手写汉字——信息读入——预处理——笔画识别——特征匹配（特征库）——显示汉字。即输入待识别的信息，在汉字特征库进行检索并匹配，若有符合的则显示。

2、体验机器翻译。

机器翻译是利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。常用软件：金山快译等。(幻灯片)

教师：把文章“春眠不觉晓，处处闻啼鸟。夜来风雨声，花落知多少。” 翻译成英文之后的英文重新利用百度翻译成中文，然后把翻译后的中文和原文相比较。

学生：翻译文章。

（课堂的效果是学生哈哈大笑，因为翻译的结果很离谱，教师顺势启发学生，人工智能还待进一步发展以后可以从事专门开发有关翻译的智能技术的事业。）

教师提问：为什么与原来的中文是有很大区别？

启发、讨论、分析：

学生：思考并分析原因

有区别---机器无感情---因为使用软件---人编写的---(进一步认识本质)

教师：机器翻译工作原理：当输入一段话之后，机器首先要理解这段话的意思，然后根据并利用它所具有的知识，生成一段文字，给出回答。因此它包含了三个部分：语言理解、思考和语言生成。机器翻译能够帮助人们提高学习效率和工作质量，但它只是我们辅助学习的工具我们不能完全依靠它。

三、其他应用

体验智能机器人。

1、智能机器人

展示各国各类机器人图片并作简要介绍：(幻灯)

举例：美国研制太空机器人协助人类完成航天任务；日本研发成功驾车人形智能机器人； （播放SONY新研制的Qrio机器人跳舞视频。）

我国很多城市学校都举行大中学生机器人大赛，比如机器人足球比赛、机器人灭火比赛等。我校也有机器人兴趣小组，欢迎有兴趣的同学前去参加。

2、计算机对奕：它是人工智能一个重要的研究领域。早期人工智能的研究实践，正起始于电脑下棋。人工智能的第一大应用成就正是发展了能够求解难题的下棋程序。(幻灯片)

学生活动：下载“五子棋”游戏程序，给学生实践一下和计算机对战的乐趣，体验智能信息技术。

总结

教师：除了前面我们跟大家介绍的以外，人工智能技术还有许多典型的应用：如：专家系统、机器证明、数据挖掘等人工智能已经越来越多地渗透到我们的生活工作和学习中，为我们带来了许多意想不到的方便和惊喜，但人工智能并不是万能的、有局限。机器不能完全代替人，我们不能完全依赖机器，一方面我们要自力、自强、自信；同时也要热爱科学，积极探索、发展、创新，让机器成为人类的得力助手和合作伙伴，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。

作业

1、以小组为单位体会一下Office 2003的手写输入识别系统和语音识别系统。

2、通过网络搜索，了解吴文俊和他的机器证明。

3、下载中国象棋/国际象棋/五子棋，与计算机进行对奕。

教学反思：

本节课主要是通过让学生参与讨论与活动，教师引导来达到教学目标。从课后情况看，学生基本上能够参与讨论，能够自主体验几个例子，小组讨论也有效果。在教学设计上，主要选用实际、典型例子激发学生学习兴趣，引出概念，通过体验，了解人工智能的实际应用，分析信息的智能化加工特点。在教学环境上，我注意到下载问题、在线翻译时网速问题、视频播放都会影响教学效果，我把资源都下载到了局域网以便授课顺利进行。