第三章第三节 智能信息处理
——人工智能离我们有多远
一、案例背景信息
１、模块：高中信息技术基础（必修）。
２、年级：高一年级。
３、所用教材版本：上海科技教育出版社。
４、学时数：1课时，45分钟，其中上机时间：30分钟，非上机操作时间：15分钟，主要活动方式：任务驱动下的实践探究及案例分析；交流分享。
二、教学设计
（一）教学目标
1．了解什么是人工智能及其在各领域的应用，知道“机器翻译”、“模式识别”等概念。
2．体验手写板输入，简单分析其工作过程；体验“机器翻译”过程，简单分析机器翻译工作过程；体验人机对话，分析自然语言聊天工具的特点。
3．感受智能信息处理技术的魅力，能客观评价信息智能处理给学习和生活带来的变化，激发起学习探索人工智能知识的热情和愿望，为学生今后选修“人工智能”打下基础。
（二）内容分析
１、本节的作用和地位：
随着信息技术的不断发展，人类自然会涉及到智能信息处理这一前沿技术，它是人工智能在日常应用中的体现。现在的高中生有必要也有兴趣追求和学习这一前沿技术。本节内容主要要求学生在使用智能信息处理工具软件处理信息的过程中，对智能信息处理工具进行初步体验，并形成感性认识。在此基础上了解其工作原理及其实际应用价值。本课也是与选修模块“人工智能”的一个衔接。
２、本节主要内容：
本节基于学生在体验中形成认识，设计了一系列实践活动，分析并介绍了手写板输入、机器翻译的工作流程、与网络机器人对话的基本工作过程等内容，让学生探讨智能信息处理的一些应用价值。教材采用“情境引入→操作体验→了解原理→应用展望“的线索组织内容。
３、重点、难点：
教学重点：
体验手写板输入，分析其工作过程；体验“机器翻译”过程，分析机器翻译与人工翻译的区别；体验人机对话，分析智能信息工具的特点。
教学难点：
通过体验部分智能信息处理技术，能辩证地认识智能信息处理技术给学习生活带来的影响
（三）学生分析
作为高中生，好奇和强烈的求知欲对学习本课来说是很好的前提。用智能工具处理信息这一种处理信息解决问题的方法，高一学生在以前没有接触过，但对于信息智能处理工具软件的使用，可能少数学生已经具有一定的生活体验，但学生更加感兴趣的是计算机为什么能做到这一点，它与我们常用的其他工具软件有什么不同，这正是本节学习任务之一。
（四）教学策略设计
1. 教学方法设计
本节课的教学主题是用部分智能工具处理信息，让学生体验其工作过程，了解其实际应用价值，客观认识人工智能对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。这节课作为今后的选修课程“人工智能”的一个启蒙和衔接，重在体验、感悟，激发兴趣。
针对这些因素，本节课采用了“情境引入→操作体验→了解原理→应用展望”的线索来组织教学，通过3个探究活动，教师讲述和学生思考，来完成教学目标。
2. 教学流程和教学活动的设计思路
（1） 情境设置
从动画展示人工智能技术在生活中的应用成果，激发学生探究人工智能技术的兴趣，播放上海世博会新闻的几段视频，带领学生教学环节。
（2） 活动一：体验手写板输入。
（3） 活动二：利用在线翻译网站进行中英文翻译，考察机器翻译的准确性。
（4） 活动三：使用自然语言与聊天机器人对话，
（5） 通过阅读教材对人工智能的定义及相关研究领域有初步了解，展望人工智能的发展前景，激发学生学习“人工智能”选修课的兴趣。
教学资源：
对学生基本技术要求：计算机的基本操作、能使用记事本、Word2000等。
硬件：局域网（可连接到因特网）。
软件：Windows操作系统 Word2000或记事本、网络多媒体教室。
资源：教师给出的专题网站。
三、教学过程
教学环节及时间安排 教师活动 学生活动 对学生学习过程的观察和考查及设计意图
课前 播放人工智能技术在生活中的应用成果 欣赏动画,了解人工智能在学习生活各个领域的应用 激发学生的学习人工智能的兴趣。
导入 播放两则世博新闻，引入课题，导入新课。 观看新闻,了解世博会关于人工智能的应用 通过看世博新闻，引导学生关注生活
活动
探究 活动一：世博会志原者测试第一关——文字输入。 用手写板在记事本中输入一段欢迎辞。2、组织学生比较分析、讨论其应用价值，归纳手写板输入汉字的工作过程。 认真观察并思考应该如何提高手写板识别率？手写板的工作过程是什么？ 案例引入的目的在于引导学生有目的地探究，通过探究、分析、讨论，进而揭示模式识别原理，回归应用。活动二的设计是为了组织学生进一步认识自然语言理解技术的应用，进一步激发学生兴趣而设定。活动三的设计意图在于让学生进一步体验智能工具的工作特点。
活动二：世博会志原者测试第二关——机器翻译。1、选一个翻译网站，将指定英文内容翻译成中文，然后将该中文内容再次翻译成英文，考察机器翻译的准确性。翻译网站：
(1)有道翻译： http://fanyi. ( http: / / fanyi. / " \t "_blank )
(2)谷歌翻译： http://translate./# ( http: / / translate. / )
(3)yahoo在线翻译：
http://./ ( http: / / . / " \t "_blank )
(4)金桥翻译： http:/// ( http: / / www.21cnjy.com / " \t "_blank )
2、组织学生讨论分析机器翻译的工作过程，讨论机器翻译的优缺点。 1、体验机器翻译。2、分析机器翻译的工作过程，讨论机器翻译的优缺点
活动三：世博会志原者测试第三关——畅游世博。1、与海宝博士聊天：让学生尝试设计对话与海宝博士聊天。2、组织学生探究聊天机器人的工作过程。 1、设计对话。2、思考：机器人理解自然语言的局限体现在哪里？
阅读探究 阅读教材P72~73，思考下列问题：1、 利用计算机来模拟人类的思维活动，如医疗诊断、定理证明等，这一应用属于什么技术 2、 下列哪些信息处理技术不属于智能信息处理的应用领域 3、 人工智能技术的应用领域包括哪些？4、 手写输入是属于人工智能的哪个应用领域？5、 机器翻译和人机对话 （与海宝聊天）是属于人工智能的哪个应用领域？ 6、 下列哪些信息处理技术不属于模式识别技术领域 阅读教材认真思考 培养学生自主学习能力，体验过后，阅读提升，形成对人工智能的整体认识。
课堂小结 引导学生来总结本节内容 学生学会自己总结
阅读
提升 曾经有一个预言家说过：“谁掌握了人工智能，谁就能征服整个世界。”很多科幻小说电影也曾对未来世界有各种各样的描述。相信人类对人工智能更高层次的需求已经并会继续影响我们的学习、生活和工作。 上海世博会终将落下帷幕，但人类对新技术的追求从来不曾停止。
浏览学习网站的“总结拓展”中的新闻链接，你认为人工智能未来将怎样发展？机器人的智能将会超越人类吗？ 浏览新闻链接，了解人工智能不同领域的发展，对人工智能的未来发展提出自己的想法。 培养学生的自学能力，认识智能信息处理工具的应用价值，产生探索的欲望。
四、教学反思：(共17张PPT)
株洲市十八中 黄焱琳
科技走进世博会
自主探究
案例背景： 世博园区志愿者协助场馆开展各项工作，其中包括及时在各种信息平台发布各场馆的最新活动信息。
请打开“记事本”选择输入一条信息：
京畿神韵 感受燕赵魅力
胡煜清 芈昱廷莅临江苏馆！
问题：
你是用什么方法输入的？
在输入时遇到了什么困难？怎样才能解决？
世博会志愿者招募第一关——文字输入
思考： 1、手写板输入的工作特点是什么？
2、如何提高识别率？
显示汉字
特征匹配
笔画识别
预处理
信息读入
手写汉字
特征库
手写板是根据特征识别不同文字的基本原理。所以提高手写板识别率应从突出特征入手。
手写板输入的工作流程
案例背景： 世博会是一个国际交流的大舞台，来自世界各国的游客将在这里欢聚一堂。志愿者可能需要用各种语言提供服务，打开学习网站“活动探究一”栏目，借助提供的翻译网站，请将给定的英文翻译成中文或其他语言文字，再借助翻译网站翻译回来，并对翻译结果进行对比。
思考:
1、观察机器翻译的结果，讨论机器翻译有哪些特点？
2、你能总结出“机器翻译”是怎样进行的吗？
世博会志愿者招募第二关——机器翻译
协作探究
由于我们的语言是丰富多彩的，使得机器理解自然语言相当困难。
如： 把手放在桌子上——“把手”放在桌子上或把“手”放在桌子上
输入待翻译的 源语言文本
确定对应单词
单词库
确定语法结构
语法库
翻译
输出翻译后的 语言文本
机器翻译的工作流程
案例背景：
上海世博会马上就要开始了，关于世博知识你了解多少呢？让号称“世博万事通”海宝博士带我们一起畅游世博园吧!参考学习网站的“活动探究二”栏目，设计聊天内容，用飞信聊天工具与“海宝博士”（飞信号：992010）进行聊天，了解上海世博及相关知识。
思考:
1、 “海宝博士”回答让你满意吗？
2、简单描述“海宝博士”的工作过程。
世博会志愿者招募第三关——畅游世博
协作探究
阅读教材P72-73页，回答以下问题：
利用计算机来模拟人类的思维活动，如医疗诊断、定理证明等，这一应用属于什么技术
下列哪些信息处理技术不属于智能信息处理的应用领域
人工智能技术的应用领域包括哪些？
手写输入是属于人工智能的哪个应用领域？
机器翻译和人机对话 （与海宝聊天）是属于人工智能的哪个应用领域？
下列哪些信息处理技术不属于模式识别技术领域
链接：学习网站——考考你
阅读思考
人工智能
问题求解
自然语言处理
博奕
智能机器人
智能数据库
模式识别
智能代理
自动定理证明
自动程序设计
我们重点了解了________的概念以及它的两个研究领域________、________。
我们体验了________________和________技术的实际应用，而且简单探究了________________、________的工作流程。
课堂小结
阅读学习网站——“总结拓展”中的新闻链接，思考：
曾经有一个预言家说过：“谁掌握了人工智能，谁就能征服整个世界。”很多科幻小说电影也曾对未来世界有各种各样的描述。 上海世博会终将落下帷幕，但人类对新技术的追求从来不曾停止。 浏览学习网站的“总结拓展”中的新闻链接，你认为人工智能未来将怎样发展？机器人的智能将会超越人类吗？
课外拓展
