揭开人工智能的神秘面纱 高一信息技术基础第三章第三节

苏大附中　徐莉

适用年级：高一

教材内容：教科版信息技术基础第三章第三节

课时安排：一课时

教材及学情分析：

人工智能这一节内容在必修只做一个简单的介绍，很有趣的一段内容就很平淡的过去了。人工智能是计算机科学的一大分支。在目前的世界上也有着日新月异的发展，中学生即使不深入学习这一内容，也要对人工智能有所了解，所以在设计这一课时做了一点补充。

人工智能技术是新兴的技术，机器人、人机大战是学生关注并且容易找到兴奋点的话题。部分城市学生在平时也会尝试使用一些新产品，并视为时尚行为，多少接触了一些人工智能技术，但鲜有了解原理、分析成因的行为。这一课就是要先让学生尝到使用人工智能的甜头，觉得“有趣”，然后引导他们认识一些人工智能产物的基本原理。激励学生的探知欲，鼓励学生提出“为什么”，指导他们找出“为什么”的答案。

教学目标：

[知识与技能]

1.体验人工智能的魅力，了解人工智能技术的价值。

2.在使用人工智能技术的过程中了解人工智能的实质。

[情感态度价值观]

让学生使用并了解新型的技术。鼓励尝试高科技产物，使学生不“仰望”高科技产品，不畏惧高端事物，鼓励学生探索，对新事物有自己的看法，并能提出见解。

[教学重点难点]

分析现象了解人工智能实质。

教学过程简述：

课堂实录：

师：我们今天的主题是“人工智能”（直接切入主题），谈到“人工智能”你会联想到什么呢？

生1：机器人。

生2：每天快回家时发个手机短信，空调会自动打开调整到最佳温度；浴缸的水自动放满并维持在合适的温度；微波炉里的饭菜自动加热———等进门时，香喷喷热腾腾的晚饭已经准备好。（后来查明，学生曾看到“智能家居”介绍推广）

师：大家联想到了许多用到人工智能的产物，比如机器人、聪明的家用电器等。那么你们真正用过带人工智能的产品吗？

生：没有。

师：真的没有吗？很确定？等这节课上完看看你的看法会不会改变。（引起学生的注意，学生开始怀疑，自己是否用过人工智能产品，注意力开始集中）

[引入课题一段，因学生的反应不同，会有较大的差别，以激起学生的兴奋点为目标，让学生的注意力完全集中到“人工智能”这一主题上。]

师：我们首先来看一个著名的人工智能产品，它的名字叫“深蓝Ⅱ代”。请阅读书上p50资料，读完后请说说看，“深蓝Ⅱ代”是否具有思维。

阅读~~~

生：“深蓝Ⅱ代”不具备思维能力。

师：那它是怎么下棋的呢？它在下棋的时候可没人在旁边教它。

生：它是在准备好的下棋方案里选一个好的出来下，所有的方案都是准备好的，不是它自己想出来的。

师：好极了。（及时鼓励）“深蓝Ⅱ代”下棋靠的是搜索技术和高速计算。搜索的是好的下棋方案，计算的是哪个方案得到的优势最大。

[学生对“深蓝Ⅱ代”有印象，书面材料详细，容易阅读理解，先有一个大概的了解，人工智能产品的“智能”是怎么形成的。]

师：现在我们对人工智能的著名产物“深蓝Ⅱ代”有所了解了，但很可惜的是，我们不可能与它下棋。但是我们可以与其他的人工智能产物接触一下。接下来我们接触的就是聊天机器人Lucy。（网址：www.fz10000.com/view.asp?classID=374, 网页上直接聊天，不需要安装任何软件或插件。备用聊天机器人Cybelle，网址：http://www.agentland.com/ ）

学生与机器人聊天~~~~~

师：在学生聊天过程中，发问：“有没有同学遇到机器人答非所问的时候？”

生：有。

师：为什么它会有答非所问的情况？请你看看网页上关于Lucy的介绍。

学生阅读网页上关于聊天机器人的介绍~~~~~

生：Lucy有不懂的时候，她会假装自己听得懂，这时候就会答非所问。

师：网页上提到Lucy是有主人的，她的主人会教她恰当的回答。那么她的主人是什么样的人？

生：英国人？（学生们大笑）

师：大家回忆一下，“深蓝Ⅱ代”也有主人吧。他的主人是什么样的人？

生：他的主人很多，有五位计算机专家、一位国际象棋特级大师、众多棋坛高手。

师：“深蓝Ⅱ代”的主人们各司其职，有的为它提供下棋方案，有的为它把方案输入进去。Lucy的情况是否也是类似的呢？

生：Lucy的主人是能够给她添加回答方案的人。

师：好的。Lucy就是在一次次添加了回答方案之后，越来越聪明，回答得越来越像一位真人。

这就是人工智能技术产品越来越“聪明”的原因所在：它们在“学习”。虽然所谓的“学习”就是不断添加可用的方案，这样比较机械，但这多少有点像人们大脑中的知识积累了。

这就是人工智能：

人工智能是人造的智能，主要是对人脑思维机理的模拟。

师：我们看过了两个人工智能的产物，“深蓝Ⅱ代”会下棋，Lucy会聊天，他们都是智能水平比较高的产品。实际上，我们的生活中还有一系列的产品已经用到了人工智能技术。下面我们来介绍一下机器翻译。谈到机器翻译大家可能比较陌生，如果说“快译通”、“电子词典”大家就比较熟悉了。在网络上也有一些网站是提供相同服务的。大家通过搜索“在线翻译”就可以找到。请大家在在线翻译的网站中翻译下面的两句句子：

I’m a good student.

I’m a green hand.

生：操作。1.找到一个在线翻译网站 2.对两个英语句子进行在线翻译。

师：两句句子大家都得到满意的翻译结果了吗？

生：前一句翻译正确，后一句翻译错误。

师：你能看出在线翻译的网站是按照什么原则进行翻译的吗？

生：是逐字翻译的。

师：好的，大家一下就找到了问题的关键。在线翻译网站对句子的翻译是逐字翻译的。当第二句中green hand被拆开来翻译时，就出现了上面的错误。你对这样的在线翻译有什么好的改进意见吗？

生：当翻译到一些特定词组的时候对它进行特定的翻译。

师：好的。那么要实现对特定词组的翻译，需要做好哪些细致的工作，想好了吗？

生：没想好，不明白。

师：想想看，我们现在看到的翻译是错误的，green和hand是被拆开来翻译的，而没有连起来翻译，那么说明什么呢？

生：它只会拆开来翻译，不会连起来翻译。

师：对，这用专业术语来说，就叫不能识别。它对这个固定的词组不能识别。我们来试试看另一个词组：republic of china,请你试试看进行在线翻译。

生：可以翻译，这个词组翻译准确了。

师：这说明什么呢？在线翻译网站还是可以识别一些固定搭配的词组的，只不过……？

生：只不过它没有green hand这个固定词组的记录。

师：如果没有记录，可以……？

生：可以添加记录，找到它的主人，把相应的记录添加进去，以后就能准确翻译了。

师：好的，同学们开始越来越认识到人工智能产物的本质了。人工智能的产品智能程度的高低在很大程度上取决于它所储存的应对方案是否丰富，它在方案当中搜索最佳方案是否快速，搜索出来的方案是否最佳。

最后介绍的是人工智能技术中的模式识别

师：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，除此以外语音识别、光学字符识别、手写识别也属于模式识别技术。

体验一下游戏中的模式识别技术：

神奇的触摸http://www.xuanxuan.com/games/game3678.html

学生玩游戏~~~

师：大家能看出来这个游戏当中要进行模式识别的对象是什么吗？

生：要识别的是气球上的图案。

师：模式识别实际上是一个比对的过程，比如指纹识别就是把输入的指纹信号与储存着的指纹进行比对。你能看出这个游戏中的比对是什么跟什么比对吗？

生：是用鼠标在屏幕上画的图形与气球上的图形进行比对。

师：好的。大家已经基本上认识了人工智能当中的模式识别技术了。

师：今天我们介绍了四个人工智能的产物：下棋机器人“深蓝Ⅱ代”、聊天机器人Lucy、在线翻译网站、模式识别游戏“神奇的触摸”。现在再问你是否用过人工智能产品你会怎样回答？

生：我们用过。用过“电子词典”，用的是人工智能技术中的机器翻译。用过带触摸屏的手机，可以写字上去的，是用的模式识别功能。

师：对。现在我们生活中已经有许多产品应用了人工智能技术。小到一盏智能灯，大到医疗专家系统都包含着丰富的人工智能技术。

最后的时间请看一下知识点梳理：

人工智能：

人工智能是人造的智能，主要是对人脑思维机理的模拟。

机器的智能是人赋予的，机器尚不具备像人一样的思维能力。这种智能依靠的主要是通过程序设计实现的搜索技术和计算机高速计算的优势而已。

剩余的时间大家可以到网上看看关于人工智能的各种资料，如医疗专家系统、智能大厦等。

教学反思：

这堂课进行得很生动活泼，学生的热情很高。学生课后反映这跟他们的生活距离比较近。这说明现代学生对新科技产品还是非常关注的，能有及时的辅导，让他们对新事物有具体的认识，他们还是非常欢迎的。

这堂课没有应用什么新的教学理念，也没有应用特别新的教学辅助手段，整堂课一直遵循着“尝试——推测——总结”这样简单的规律在进行，但课堂效果很好。

这堂课如果能有一个小的人工智能产品现场做出来就更好了。比如一个简单机器人，让学生体验，没有程序时，机器人不会动，输入程序后，机器人会按规定做动作。这就能更具体的让学生体会到机器的智能是人赋予的。可惜条件不够，不能实现，希望以后能逐步实现。