中图人教版（2019）信息技术必修一 4.2 利用智能工具解决问题 教案

案例　利用智能工具解决问题
1. 《课程标准》要求
通过对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。
2. 教学目标
·了解人工智能平台中的智能工具，体会人工智能对我们生活的影响。（信息意识）
·经历使用智能工具解决问题的过程，掌握利用智能工具解决问题的一般方法。（计算思维）
·了解人工智能技术，认识人工智能在信息社会中的重要作用。（计算思维、信息意识）
3. 学业要求
了解人工智能技术，认识人工智能在信息社会中的重要作用。
4. 教学对象分析
本案例学习对象为高一年级学生，学生已经具备了一定的编程基础，同时该阶段的学生正处在抽象逻辑思维能力逐步形成的过程中，学习任务的设计应符合他们的特点，形象性与抽象性相结合，任务难度不宜过大，体验活动宜轻松有趣。
通过一些购物网站、客服咨询和移动终端服务等应用，学生能熟练地使用人工智能平台中的智能工具，但是对其原理和过程却感到陌生。对于理论部分仅通过讲解不能满足学生的需要，也很难吸引学生的兴趣，所以，本案例选取了与学生生活和学习相关的实例，人工智能结合程序设计，让学生深刻体会智能工具的重要作用。
5. 教学重点与难点
教学重点：了解人工智能平台中的智能工具，可以在生活中使用并体会对我们生活的影响。
教学难点：编程调用平台中的智能工具，掌握利用智能工具解决问题的一般方法。
6. 教学方法与教学手段
本案例从生活实际出发，让学生体验人工智能对生活和学习的影响。在教学设计中可安排一些尝试性、探索性的活动，让学生进行分组实践和讨论探索，引导学生积极主动地完成学习任务，逐步建立自主型和研究型的学习模式，从而更加突出学生在教学过程中的主体地位。本课采用的主要教学方法有自主探究、小组合作等。
7. 教学过程设计
教学环节
教学内容
学生活动
设计意图
情境导入
引入情境，提出思考问题。
随着人工智能技术的出现，智能工具层出不穷，使用起来也越来越方便。比如，目前人脸识别技术已经应用到很多场景中，一些火车站已经实现了“刷脸”进站，一些小区也配备了“刷脸”门禁，还可以用“刷脸”辅助密码支付、登录网站等。
那么，我们能不能通过人工智能平台中的智能工具实现人脸签到功能呢
观看相关视频及图片并思考
引出本节主题——利用智能工具解决问题。
通过教师引导，让学生联想与思考，同时激发学生更加深入了解，激发体验“刷脸”签到的兴趣
活动探究1
活动探究1：利用智能平台体验人脸识别。
具体要求：10人为一组，组员通过二维码进行注册，“刷脸”签到。
1. 登录网站，选择“人脸与人体识别”中的“人脸会场签到”功能。
2. 新建会议(小组成员可以互相讨论完成)：
（1）会议简介；
（2）设置报名表；
（3）设置签到信息。
3. 创建完成后可以让小组组员进行现场“刷脸”签到。
4. 提出问题。
（1）人脸签到相比其他签到方式有哪些优势与不足。
（2）人脸识别还可以应用于哪些场景？
5. 师生归纳。
人脸识别签到与传统签到相比，其优点是省去了传统手写签到的烦琐流程，让整个活动现场更加智能化、便捷化；缺点是容易泄露用户数据，引发网络安全问题
师生互动，生生互动，共同探究“人脸会场签到”的过程。
观察现场拍照能否签到成功，思考教师提出的问题。
交流分析，回答问题
通过活动体验，使学生了解人工智能平台中的智能工具，体会人工智能对我们生活的影响
过渡
用智能工具解决问题时，除了使用智能平台中已经设计好的智能工具外，还可以将智能工具嵌入用高级语言自主开发的程序中，让智能工具提供的服务，随时随地为我所用，这就大大提高了智能工具的灵活性和可用性
听教师讲课并思考
从直接使用人工智能平台中的智能工具过渡到编程调用平台中的智能工具，引出活动探究2
活动探究2
活动探究2：编程调用平台中的智能工具。
1. 登录图灵机器人网站，创建一个机器人。
2. 参考微课将附表一的程序补充完整并调试运行。
3. 教师引导学生梳理解决问题的过程：编程调用平台中的智能工具过程类似于订外卖。 参考教科书第142页中“编程调用平台中的智能工具”的内容和程序，思考附表二空白框中应填入的内容。
4. 继续思考：通过程序的方式了解软件实现的核心源代码，探究软件背后的奥秘。你认为编程调用平台中的智能工具中哪些环节是必不可少的
参考微课，将程序补充完整并运行，体验程序与人工智能结合的优势。
以生生互动为主，师生互动为辅，共同动手操作，补全程序并运行，思考并讨论附表二中的内容
从体验入手，渗透编程的思想，用编程与体验结合的方式让学生可以直观地了解和调用平台中的智能工具，经历使用智能工具解决问题的过程，掌握利用智能工具解决问题的一般方法
附表一
import requests # 引入requests和json模块
import json
form = {
"reqType": 0,
"perception": {
"inputText": {
"text": ""
}
},
"userInfo": {
"apiKey": "_____________________", # 这里填入apiKey
"userId": "123456"
}
}
while True:
# 自动询问“您想了解点什么呢？”
form.get('perception').get('inputText')['text'] = input("您想了解点什么呢？n")
附表一
# 向“图灵机器人”官网发出请求
# 向网络服务发送请求
res = requests.post('_______________________________', data=json.dumps(form))
result = json.loads(res.text)
# 从结果中获取最终的回复文本
texts = result.get('results')
for text in texts:
if text.get('resultType') == 'text':
print(text.get('values').get('text'))
附表二
过渡
我们不仅可以用程序直接调用智能平台中的智能工具，还可以通过平时使用的即时通信工具实现智能工具的调用。比如，刚才我们实现的自动回复功能，就可以让我们的微信变成“信息值守机器人”
听教师讲课并思考
引出实践活动——实现微信“信息值守机器人”的自动回复功能
实践活动
实践活动： 与“信息值守机器人”进行对话。
参考教科书第143页中“与‘信息值守机器人’的对话”，将自己的微信变为一个简单的对话机器人。
1. 思考机器人的回答与自己的回答有何不同，它能取代自己吗？
2. 在不告知好友的情况下，让机器人与好友对话，在一段对话结束后，询问好友是否知道自己是在与机器人对话
生生互动：可以几人一组体验微信自动回复功能
能够让学生形成完整的知识架构和操作要领，使学生从实践中体会人工智能与编程结合解决一般问题的方法和过程
总结
1. 归纳本节课的学习内容。
2. 通过体验，总结“信息值守机器人”的应用领域、优点与缺点。
3. 体验人工智能结合程序设计，深刻体会智能工具的重要作用
总结学习过程，了解更多的人工智能领域，感悟更广阔的研究空间
总结、梳理、展望、激发学生继续学习的热情