教科版高中信息技术选修5 6.1.1 AI初探——智能聊天机器人开发 教案
文档属性
| 名称 | 教科版高中信息技术选修5 6.1.1 AI初探——智能聊天机器人开发 教案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 21.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2021-01-11 17:20:13 | ||
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文档简介
课题
AI初探——智能聊天机器人开发
课型
新授课
教学
目标
1.学会分析问题，根据智能聊天机器人开发的需求合理设计、优化算法
2.掌握Python语言的基本知识（输入、输出、选择结构）
3.了解智能聊天机器人的实现原理，了解AI发展的关键支撑
4.了解中国人工智能的发展，增强学生民族自豪感和使命感
教学
重点
1.根据问题合理设计、优化算法
2.Python语言基础知识（输入输出、条件判断、字典）
3.人工智能的发展和应用
教学
难点
根据问题合理设计、优化算法
Python语言基础知识的应用
教具
教法
教具：ppt、IDLE（运行py文件）、项目任务单（网页形式）
教法：讲授法、自主学习法、练习法、演示法
教学过程及设计思路
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
【课前准备】
下发学习资料包至学生机，包含：项目任务单、py文件、拓展学习资料
引导学生先认识本节项目学习的主题、学习目标和评价标准
确认自己机器上学习资料的完整性，打开项目任务单，熟知项目说明
凡事预则立不预则废，课前2min做好教学准备
【导入新课】
上课，同学们好！智能聊天机器人对同学们而言一定不陌生，比如购物网站的智能客服，再比如加入语音识别技术的siri，智能音箱等等，我们今天进行的项目学习主题就是开发一款智能聊天机器人。
【智能聊天机器人初体验】
我们先来体验智能聊天机器人，并思考问题：
一款智能聊天机器人，具备的基本功能是什么？
学生体验智能聊天机器人，感受其应实现功能
通过体验，感悟智能聊天机器人需要实现的功能
【智能聊天机器人1.0版本】
（算法分析）
（程序实现）
Q：一款智能聊天机器人需要具备的功能是什么？
用户输入->机器人分析话语含义->反馈
Q：智能聊天机器人如何分析用户的聊天话语的含义？
输入语句与数据集匹配
第一：用户输入
第二：输入与数据集匹配
第三：反馈
如何获得用户输入？
请同学们根据项目任务单中相应版块进行自主学习python输入语句，强调该基础知识属于***重要程度，限定时间3min（教师打开项目任务单，对照提出要求）
教师巡视，3min后，挑选典型学生同屏展示任务完成情况
如何将用户输入的话语与数据集匹配？
对照项目任务单，提出具体要求，学习python条件判断语句，限定时间4min
教师巡视，发现错误问题及时纠正，可以学生同屏示范错误答案
机器人的数据集如何获取？
教师先以人类的知识库做类比，便于学生对于机器人数据集的理解
引导学生继续完成下一步的项目任务要求
机器人如何反馈给用户信息？
继续引导学生进入下一板块python输出语句的学习
根据巡视情况作出指点
指导学生修改py文件中源代码，运行程序
思考：聊天机器人1.0够智能吗？原因
学生想法碰撞
通过分析，学生理解设计实现智能聊天机器人的算法
学生打开项目任务单：智能聊天机器人1.0——1.如何获得用户输入？
自主学习python输入语句，并完成任务要求
同屏的学生演示学习的知识，其他同学据此改正错误
学生切换至项目任务单的下一网页，自主学习条件判断语句
根据讲解再次修改错误
学生切换至项目任务单的下一网页，自主学习字典类型，完成任务要求，为机器人数据集补充数据
自主学习输出语句
完成python语言基础知识小测
打开智能聊天机器人1.0.py文件，根据所学修改源代码，运行程序
个别学生代表回答
引导学生学会根据开发需求，分析问题，合理设计算法，培养学生的计算思维
项目任务单采取网页形式呈现，将学习小任务细化，完成第一板块的学习后可以点击超链接进入下一板块。
采取这种方式有利于消除学生看到长篇大论的学案的厌烦和畏难心理，激发学生学习兴趣，教师没一味讲授语言知识，学生自学逐一解决问题，培养学生自主学习能力。
在每一个板块中，python语言基础知识介绍均由两部分组成，一是基础知识；二是例子演示；三是任务要求。
学生对知识的理解逐步加深
【智能聊天机器人2.0版本】
针对1.0版本不够智能的原因，解决问题
问题1：用户输入语句必须完全与字典中键一样，显然不现实
解决：
优化算法第二步：
将用户输入语句的关键字与它的数据集匹配
如何获得关键字？
中文分词
带领学生对源代码进行简要分析，对比1.0和2.0的改进
学生根据项目任务单，探究中文分词的第三方库和函数
打开《智能聊天机器人2.0.py》文件，读程序，运行程序
引导学生发现1.0版本的问题，合理优化算法，解决问题，引导学生体会用计算机解决实际问题的过程
学生自己带着问题探究如何实现中文分词，有助于增强学生的求知欲
【智能聊天机器人3.0版本】
思考：2.0版本达到你的智能要求了吗？
原因又是什么呢？
1.0和2.0版本不够智能的一个重要原因在于，机器人的数据集不够强大，从哪里获得大规模数据？
展示图片：百度AI、腾讯AI、聚合数据、图灵机器人
学生回答：不能
学生了解3.0版本改进的方向
打开《智能聊天机器人3.0.py》文件，读程序，运行程序
网络上提供了一些数据供开发者使用，引导学生认识到可以合理借助于网络中提供的数据，促进学习，为后续引入数据对AI发展的重要性埋下伏笔
【AI见未来】
思考：为什么3.0更加智能？依靠什么的支撑？
引入数据、算法、算力的突破，对AI的突破性发展起到至关重要的作用。
正是AI的飞速发展，各大企业敏锐察觉到AI发展对创新型企业转型的重要，纷纷投入研究，AI具体应用于哪些领域，我们通过一段视频了解一下
看过视频，是不是很振奋？更振奋的，中国AI2018年发展报告（展示图片）
学生回答：数据
观看视频，了解AI的应用领域
1.0到2.0再到3.0版本的智能聊天机器人的开发，学生能够明显感觉到大数据对于AI发展的重要性，进而引出AI得以突破发展的关键，引导学生指导AI的典型应用和发展趋势，培养学生的信息意识
最后德育渗透我国的科技力量，认识到自己作为青少年肩负的责任，培养学生民族自豪感和使命感。
德育渗透
中国AI发展突飞猛进，我国的科技强国力量也愈加强大，但是不置可否，中国AI人才占比较低，我们作为青少年，作为社会主义的建设者和接班人，更是责无旁贷，为中国AI的发展贡献力量，老师也希望同学们在以后就业和学业可以考虑AI方向
中国AI，未来我来！
教学反思
本节课以《新一代人工智能发展规划》要求为落脚点，将人工智能主题和智能聊天机器人开发项目融合在一起，符合《普通高中信息技术课程标准》，全面贯彻落实立德树人的根本任务，培养学生的信息意识和计算思维
本项目主题调动学生兴趣，深入浅出讲授python程序设计和人工智能基础，脉络清晰，详略得当，课堂节奏把握良好
本节课的学生学案，由最初的word文档改为网页版，发现教学效果大大提高，网页结构清晰明了，学生完成每一项小任务再进入下一任务的学习，类似闯关式学习，激发学生求知欲
学生在本堂课中表现较好，能够积极根据学习资源包中资源进行自主学习，也能够及时纠正错误，课堂小测中正确率高，不足之处在于学生自主学习环节，教师难以兼顾所有学生，部分学生跟不上节奏，可以小组互助形式进行改进
AI初探——智能聊天机器人开发
课型
新授课
教学
目标
1.学会分析问题，根据智能聊天机器人开发的需求合理设计、优化算法
2.掌握Python语言的基本知识（输入、输出、选择结构）
3.了解智能聊天机器人的实现原理，了解AI发展的关键支撑
4.了解中国人工智能的发展，增强学生民族自豪感和使命感
教学
重点
1.根据问题合理设计、优化算法
2.Python语言基础知识（输入输出、条件判断、字典）
3.人工智能的发展和应用
教学
难点
根据问题合理设计、优化算法
Python语言基础知识的应用
教具
教法
教具：ppt、IDLE（运行py文件）、项目任务单（网页形式）
教法：讲授法、自主学习法、练习法、演示法
教学过程及设计思路
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
【课前准备】
下发学习资料包至学生机，包含：项目任务单、py文件、拓展学习资料
引导学生先认识本节项目学习的主题、学习目标和评价标准
确认自己机器上学习资料的完整性，打开项目任务单，熟知项目说明
凡事预则立不预则废，课前2min做好教学准备
【导入新课】
上课，同学们好！智能聊天机器人对同学们而言一定不陌生，比如购物网站的智能客服，再比如加入语音识别技术的siri，智能音箱等等，我们今天进行的项目学习主题就是开发一款智能聊天机器人。
【智能聊天机器人初体验】
我们先来体验智能聊天机器人，并思考问题：
一款智能聊天机器人，具备的基本功能是什么？
学生体验智能聊天机器人，感受其应实现功能
通过体验，感悟智能聊天机器人需要实现的功能
【智能聊天机器人1.0版本】
（算法分析）
（程序实现）
Q：一款智能聊天机器人需要具备的功能是什么？
用户输入->机器人分析话语含义->反馈
Q：智能聊天机器人如何分析用户的聊天话语的含义？
输入语句与数据集匹配
第一：用户输入
第二：输入与数据集匹配
第三：反馈
如何获得用户输入？
请同学们根据项目任务单中相应版块进行自主学习python输入语句，强调该基础知识属于***重要程度，限定时间3min（教师打开项目任务单，对照提出要求）
教师巡视，3min后，挑选典型学生同屏展示任务完成情况
如何将用户输入的话语与数据集匹配？
对照项目任务单，提出具体要求，学习python条件判断语句，限定时间4min
教师巡视，发现错误问题及时纠正，可以学生同屏示范错误答案
机器人的数据集如何获取？
教师先以人类的知识库做类比，便于学生对于机器人数据集的理解
引导学生继续完成下一步的项目任务要求
机器人如何反馈给用户信息？
继续引导学生进入下一板块python输出语句的学习
根据巡视情况作出指点
指导学生修改py文件中源代码，运行程序
思考：聊天机器人1.0够智能吗？原因
学生想法碰撞
通过分析，学生理解设计实现智能聊天机器人的算法
学生打开项目任务单：智能聊天机器人1.0——1.如何获得用户输入？
自主学习python输入语句，并完成任务要求
同屏的学生演示学习的知识，其他同学据此改正错误
学生切换至项目任务单的下一网页，自主学习条件判断语句
根据讲解再次修改错误
学生切换至项目任务单的下一网页，自主学习字典类型，完成任务要求，为机器人数据集补充数据
自主学习输出语句
完成python语言基础知识小测
打开智能聊天机器人1.0.py文件，根据所学修改源代码，运行程序
个别学生代表回答
引导学生学会根据开发需求，分析问题，合理设计算法，培养学生的计算思维
项目任务单采取网页形式呈现，将学习小任务细化，完成第一板块的学习后可以点击超链接进入下一板块。
采取这种方式有利于消除学生看到长篇大论的学案的厌烦和畏难心理，激发学生学习兴趣，教师没一味讲授语言知识，学生自学逐一解决问题，培养学生自主学习能力。
在每一个板块中，python语言基础知识介绍均由两部分组成，一是基础知识；二是例子演示；三是任务要求。
学生对知识的理解逐步加深
【智能聊天机器人2.0版本】
针对1.0版本不够智能的原因，解决问题
问题1：用户输入语句必须完全与字典中键一样，显然不现实
解决：
优化算法第二步：
将用户输入语句的关键字与它的数据集匹配
如何获得关键字？
中文分词
带领学生对源代码进行简要分析，对比1.0和2.0的改进
学生根据项目任务单，探究中文分词的第三方库和函数
打开《智能聊天机器人2.0.py》文件，读程序，运行程序
引导学生发现1.0版本的问题，合理优化算法，解决问题，引导学生体会用计算机解决实际问题的过程
学生自己带着问题探究如何实现中文分词，有助于增强学生的求知欲
【智能聊天机器人3.0版本】
思考：2.0版本达到你的智能要求了吗？
原因又是什么呢？
1.0和2.0版本不够智能的一个重要原因在于，机器人的数据集不够强大，从哪里获得大规模数据？
展示图片：百度AI、腾讯AI、聚合数据、图灵机器人
学生回答：不能
学生了解3.0版本改进的方向
打开《智能聊天机器人3.0.py》文件，读程序，运行程序
网络上提供了一些数据供开发者使用，引导学生认识到可以合理借助于网络中提供的数据，促进学习，为后续引入数据对AI发展的重要性埋下伏笔
【AI见未来】
思考：为什么3.0更加智能？依靠什么的支撑？
引入数据、算法、算力的突破，对AI的突破性发展起到至关重要的作用。
正是AI的飞速发展，各大企业敏锐察觉到AI发展对创新型企业转型的重要，纷纷投入研究，AI具体应用于哪些领域，我们通过一段视频了解一下
看过视频，是不是很振奋？更振奋的，中国AI2018年发展报告（展示图片）
学生回答：数据
观看视频，了解AI的应用领域
1.0到2.0再到3.0版本的智能聊天机器人的开发，学生能够明显感觉到大数据对于AI发展的重要性，进而引出AI得以突破发展的关键，引导学生指导AI的典型应用和发展趋势，培养学生的信息意识
最后德育渗透我国的科技力量，认识到自己作为青少年肩负的责任，培养学生民族自豪感和使命感。
德育渗透
中国AI发展突飞猛进，我国的科技强国力量也愈加强大，但是不置可否，中国AI人才占比较低，我们作为青少年，作为社会主义的建设者和接班人，更是责无旁贷，为中国AI的发展贡献力量，老师也希望同学们在以后就业和学业可以考虑AI方向
中国AI，未来我来！
教学反思
本节课以《新一代人工智能发展规划》要求为落脚点，将人工智能主题和智能聊天机器人开发项目融合在一起，符合《普通高中信息技术课程标准》，全面贯彻落实立德树人的根本任务，培养学生的信息意识和计算思维
本项目主题调动学生兴趣，深入浅出讲授python程序设计和人工智能基础，脉络清晰，详略得当，课堂节奏把握良好
本节课的学生学案，由最初的word文档改为网页版，发现教学效果大大提高，网页结构清晰明了，学生完成每一项小任务再进入下一任务的学习，类似闯关式学习，激发学生求知欲
学生在本堂课中表现较好，能够积极根据学习资源包中资源进行自主学习，也能够及时纠正错误，课堂小测中正确率高，不足之处在于学生自主学习环节，教师难以兼顾所有学生，部分学生跟不上节奏，可以小组互助形式进行改进