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信息技术 第十六课 综合活动:机器博弈
课题 综合活动:机器博弈 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 九年级
教材分析 该教材旨在培养学生的信息技术素养，包括信息获取、信息处理和信息应用等方面的知识和能力。内容涵盖了数据的介绍以及大数据相关算法的介绍等方面，教材注重实践操作，通过案例和实践项目来锻炼学生的实际操作能力。这有助于学生将所学的知识应用到实际情境中，并提升他们的问题解决能力，粤教版《信息技术》九年级教材内容全面，并结合实践操作和案例分析，旨在培养学生的信息技术素养和实际应用能力，为他们建立坚实的信息技术基础打下良好的基础。
教学目标 1、信息意识：能够辨别不同类型的智能机器人及其功能，以及与其他信息技术的交叉关系。 2、计算思维：能够将复杂问题分解为可计算的步骤，并理解编程对于控制智能机器人的重要性。 3、数字化学习与创新：能够运用所学知识，提出并实施改进建议，促进智能机器人技术的创新和发展。 4、信息社会责任：能够讨论智能机器人对就业、隐私和环境等方面的社会责任，并提出负责任的解决方案。
重点 一、弈棋智能机器人的基本结构二、机器博弈的应用
难点 1、机器博弈的应用
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 五子棋容易上手、老少皆宜，深受大众喜爱。五子棋是一种两人对弈的纯策略性棋类游戏，下棋的规则是双方分别使用黑白两色的棋子，下在棋盘直线与横线的交叉点上，先形成五子连线者获胜。五子棋游戏不仅能增强思维能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身养性。 通过老师讲解视频的观看以及学生之间的相互讨论生活中的机器博弈。 帮助学生理解机器博弈概念，打开课堂。
讲授新课 03 体验弈棋智能机器人与计算机下五子棋，就是人机双方各自选择黑色或白色棋子，按照下棋规则进行对弈，先形成五子连线者获胜。如图16-1所示。自主探究以“五子棋”为关键字，上网搜索一款五子棋游戏，选定黑子或白子开始五子棋对弈游戏。和同学进行讨论，并把讨论结果记录在表16-1上。04弈棋智能机器人的基本结构弈棋智能机器人由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统结构由机械臂、棋盘和摄像头组成。机械臂包含机械臂支架、机械爪、舵机、可旋转底座等;棋盘由横纵各 9 条线组成，共 81 个落子点，棋盘采用白色底色，棋子为黑色与白色;摄像头安装在摄像头支架上，如图16-2所示。软件系统共由三个部分组成:图像处理模块、落子计算模块和控制模块。图像处理模块实现棋盘图像采集和棋子数据处理功能，落子计算模块实现棋盘评估预测和落子计算功能，控制模块实现对机械臂的控制。弈棋智能机器人工作流程如图16-3所示。05 机器博弈的应用博弈是在一定条件下，遵守一定的规则，一个或几个拥有绝对理性思维的人或团队，从各自允许选择的行为或策略进行选择并加以实施，从中各自取得相应结果或收益的过程。运用了信息技术的机器博弈在经济学管理学、社会学、政治学、军事科学等决策领域具有广泛的应用。在军事科学中，兵棋推演是机器博弈的典型应用之一。兵棋推演是运用地图、推演棋子和一套规则，通过回合制进行一场真实或虚拟战争的模拟。推演者可充分运用统计学、概率论、博弈论等科学方法，对战争全过程进行仿真、模拟与推演，并按照兵棋规则研究和掌控战争局势，其创新与发展历来为古今兵家所重视。在经济领域中，借助机器博弈工具，在信息对称的前提下，强化企业之间的合作，使企业获得双赢局面。例如，房地产与银行信贷之间正是企业与企业之间，一种相互合作及非合作性不断进行正负博弈的结果，在维护双赢局面中，努力实现自身最佳利益。机器博弈在处理价格战、激励悖论等经济领域问题中发挥着重要作用。小组讨论以“机器博弈”为关键字，上网搜索机器博弈的应用案例。然后与同学开展交流讨论，填写表16-2。反思评价学而不思则罔，思而不学则殆。对自己在本课中的学习进行评价，对照表16-3，在相应的O里画“V”，在“其他收获”栏里留言。06 单元扼要回顾 单元扼要回顾 07 单元学习评价 一、学习评价 请根据本单元各环节的学习情况，填写单元学习评价表，从知识与技能、过程与方法以及情感态度与价值观等方面，综合评价自己是否达到了本单元的学习目标。二、学习体会 请从以下几方面谈谈自己在本单元学习过程中的成长体会。 09 知识拓展 1、代码五子棋样演示。2、人工智能介绍。3、人工智能在生活中有哪些应用？4、如何学好人工智能？ 学生之间互相讨论在我们日常生活中有哪些是智能机器人能够解决的问题。 学生通过观看课件和听老师讲解，了解弈棋智能机器人的基本结构。通过老师讲解课件的观看以及学生之间的相互讨论有哪些机器博弈的应用。学生通过观看思维导图以及老师讲解回顾本单元所学的内容。 学生小组内部互相讨论以及自我方式，完成表格内容。学生通过观看视频和自我思考我们生活中如何人工智能。 帮助学生积极融入课堂，提高学生学习积极性。学生通过边看边听的形式了解弈棋智能机器人的基本结构，帮助学生理解弈棋智能机器人。 帮助学生理解生活中的机器博弈的应用。帮助学生回顾本单元知识点。 帮助学生了解自身在本单元的学习成果。让学生通过视频思考，进一步加深对课堂所学内容的理解。
布置作业 1、上网了解什么是智能机器人2、上网了解智能机器人在生活中的应用3、上网了解智能机器人对生活的影响 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 通过综合活动:机器博弈课程，我们探讨了许多有关智能机器人的概念和技术，深入了解了智能机器人是如何感知周围环境并做出相应决策的，这包括传感器技术、环境建模以及路径规划等内容，更好地理解了智能机器人的本质及其在当今社会中的重要性。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、体验弈棋智能机器人二、弈棋智能机器人的基本结构三、机器博弈的应用四、单元扼要回顾五、单元学习评价 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
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《第十六课 综合活动：机器博弈》
粤教版 信息技术
九年级
内容总览
目录
05
机器博弈的应用
07
单元学习评价
单元扼要回顾
06
弈棋智能机器人的基本结构
04
体验弈棋智能机器人
03
教学目标
01
新知导入
02
拓展延伸
08
09
课堂总结
板书设计
10
教学目标
1、信息意识：能够辨别不同类型的智能机器人及其功能，以及与其他信息技术的交叉关系。
2、计算思维：能够将复杂问题分解为可计算的步骤，并理解编程对于控制智能机器人的重要性。
3、数字化学习与创新：能够运用所学知识，提出并实施改进建议，促进智能机器人技术的创新和发展。
4、信息社会责任：能够讨论智能机器人对就业、隐私和环境等方面的社会责任，并提出负责任的解决方案。
新知导入
五子棋容易上手、老少皆宜，深受大众喜爱。五子棋是一种两人对弈的纯策略性棋类游戏，下棋的规则是双方分别使用黑白两色的棋子，下在棋盘直线与横线的交叉点上，先形成五子连线者获胜。五子棋游戏不仅能增强思维能力，提高智力，而且富含哲理，有助于修身养性。
03、体验弈棋智能机器人
新知讲解
与计算机下五子棋，就是人机双方各自选择黑色或白色棋子，按照下棋规则进行对弈，先形成五子连线者获胜。如图16-1所示。
自主探究
以“五子棋”为关键字，上网搜索一款五子棋游戏，选定黑子或白子开始五子棋对弈游戏。和同学进行讨论，并把讨论结果记录在表16-1上。
序号 讨论内容 讨论结果
1 与计算机下五子棋赢了几局 每一局下了几手
2 计算机如何像人一样思考，并能根据当前棋盘布局获得最佳棋子的走法
答：下了三局，赢了一局，
平均每一局下20手。
建立神经网络：创建一个神经网络来评估当前棋盘状态，并生成可能的下一步行动。通常会使用卷积神经网络（CNN）或者深度强化学习模型。
04、弈棋智能机器人的基本结构
新知讲解
弈棋智能机器人由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统结构由机械臂、棋盘和摄像头组成。机械臂包含机械臂支架、机械爪、舵机、可旋转底座等;棋盘由横纵各 9 条线组成，共 81 个落子点，棋盘采用白色底色，棋子为黑色与白色;摄像头安装在摄像头支架上，如图16-2所示。
新知讲解
软件系统共由三个部分组成:图像处理模块、落子计算模块和控制模块。图像处理模块实现棋盘图像采集和棋子数据处理功能，落子计算模块实现棋盘评估预测和落子计算功能，控制模块实现对机械臂的控制。弈棋智能机器人工作流程如图16-3所示。
05、机器博弈的应用
新知讲解
博弈是在一定条件下，遵守一定的规则，一个或几个拥有绝对理性思维的人或团队，从各自允许选择的行为或策略进行选择并加以实施，从中各自取得相应结果或收益的过程。运用了信息技术的机器博弈在经济学管理学、社会学、政治学、军事科学等决策领域具有广泛的应用。
新知讲解
在军事科学中，兵棋推演是机器博弈的典型应用之一。兵棋推演是运用地图、推演棋子和一套规则，通过回合制进行一场真实或虚拟战争的模拟。推演者可充分运用统计学、概率论、博弈论等科学方法，对战争全过程进行仿真、模拟与推演，并按照兵棋规则研究和掌控战争局势，其创新与发展历来为古今兵家所重视。
新知讲解
在经济领域中，借助机器博弈工具，在信息对称的前提下，强化企业之间的合作，使企业获得双赢局面。例如，房地产与银行信贷之间正是企业与企业之间，一种相互合作及非合作性不断进行正负博弈的结果，在维护双赢局面中，努力实现自身最佳利益。机器博弈在处理价格战、激励悖论等经济领域问题中发挥着重要作用。
小组讨论
以“机器博弈”为关键字，上网搜索机器博弈的应用案例。然后与同学开展交流讨论，填写表16-2。
序号 应用场景 特点
1 弈棋智能机器人应该具有哪些基本结构 状态表示：将棋盘状态转换为计算机可以理解的格式。这可能涉及将棋盘状态编码成数字或向量。
优化算法：为了加速搜索过程，可以使用一些优化算法，如置换表、启发式搜索等。
2 机器博弈有哪些应用 智能对战游戏：机器博弈被广泛应用于电子游戏中，如棋类游戏（国际象棋、围棋）、扑克游戏（德州扑克等）以及电子竞技游戏，以提供具有挑战性的智能对手。
反思评价
学而不思则罔，思而不学则殆。对自己在本课中的学习进行评价，对照表16-3，在相应的O里画“V”，在“其他收获”栏里留言。
序号 学习内容 能否掌握
1 了解五子机弈棋智能机器人 能 √ 不能O
2 知道弈棋智能机器人的基本结构 能 √ 不能 O
3 知道机器博弈的基本应用 能 √ 不能 O
其他收获: 通过机器博弈的学习，了解了机器博弈能够模拟复杂的决策环境并提供智能决策支持。
06、单元扼要回顾
单元扼要
回顾
单元扼要回顾
07、单元学习评价
单元学习
评价
一、学习评价
请根据本单元各环节的学习情况，填写单元学习评价表，从知识与技能、过程与方法以及情感态度与价值观等方面，综合评价自己是否达到了本单元的学习目标。
学习目标 是否达到目标
是 否
知识与技能 认识大数据 √
了解大数撼的特征 √
了解大数据处理的基本步骤 √
知道大数据处理的基本方法 √
了解大数据在各领域的应用 √
知道机器学习的概念 √
了解机器学习的基本思路 √
知道K-Means算法的概念 √
知道K-Means算法的概念 √
知道决策树的就念 √
了解决策树学习的应用 √
知道人工神经网络的基本原理 √
了解人工神经网络的应用 √
知道弈棋智能机器人的基本结构 √
单元学习
评价
学习目标 是否达到目标
是 否
过程与 方法 知道机器博弈的基本应用 √
在学习过程中，能根据本单元的实践、观察、练习等环节自主学习、动手操作，开动脑筋积极思考 √
能与同学交流，勇于尝试不同的操作方法，总结归纳不同操作方法的特点，从而构建自己的知识体系 √
情感态度与价值观 在本单元的探究、讨论环节能积极主动地参与小组合作学习，勇于表达自己的想法 √
当其他同学碰到学习困难时，能主动帮助他们，在分组探究的过程中，形成小纽合作意识 √
单元学习
评价
二、学习体会
请从以下几方面谈谈自己在本单元学习过程中的成长体会。
本单元对我启发最大的是:
我不太理解的学习内容有:
我还学会了:
我还想学习:
智能决策支持：机器博弈展示了人工智能如何能够提供智能决策支持，帮助人类做出更明智和有效的决策，无论是在棋类游戏、金融交易还是其他领域。
伦理和法律问题：某些情况下，机器学习可能会引发伦理和法律问题，例如在金融交易中，高频交易所带来的系统风险，或者在军事应用中，智能系统决策所涉及的道德和法律责任。
人工智能影响决策：更好地理解复杂环境以及提高效率和安全性等方面具有潜在的重大影响，这些经验可以指导我们更好地应用人工智能技术。
生物启发式学习：受生物学的启发，机器学习领域可能会借鉴更多的生物启发式方法，如神经形态计算等。
08、知识拓展
知识拓展
1、代码五子棋样演示
知识拓展
2、人工智能介绍。
知识拓展
3、人工智能在生活中有哪些应用？
（1）智能助理：智能手机和其他设备上的语音助手（如Siri、Alexa、Google Assistant）利用自然语言处理和语音识别技术帮助用户进行日常任务。
（2）医疗保健：影像识别技术可以帮助医生诊断疾病，智能监护系统可以监测患者的健康状况。
（3）智能家居：智能恒温器、智能灯光系统和智能安全系统利用人工智能技术来提高家居舒适度和安全性。
知识拓展
4、如何学好人工智能？
（1）掌握数学和统计学：人工智能的基础是数学和统计学。深入了解线性代数、概率论、统计学和微积分等领域对于理解机器学习算法至关重要。
（2）深入了解机器学习和深度学习：学习经典的机器学习算法（如逻辑回归、决策树、支持向量机）以及深度学习技术（如神经网络、卷积神经网络、循环神经网络）。
09、课堂总结
课堂总结
通过综合活动:机器博弈课程，我们探讨了许多有关智能机器人的概念和技术，深入了解了智能机器人是如何感知周围环境并做出相应决策的，这包括传感器技术、环境建模以及路径规划等内容，更好地理解了智能机器人的本质及其在当今社会中的重要性。
板书设计
综合活动:机器博弈
一、体验弈棋智能机器人
二、弈棋智能机器人的基本结构
三、机器博弈的应用
四、单元扼要回顾
五、单元学习评价
课后作业
1、上网了解什么是智能机器人
2、上网了解智能机器人在生活中的应用
3、上网了解智能机器人对生活的影响
谢谢
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