高中信息技术必修教案-3.3　信息的智能化加工1-教科版

《信息的智能化加工》教案
一、教学目标：
（一）知识与技能目标
了解人工智能及人工智能的本质。
（二）过程与方法目标
通过亲历智能工具处理信息的过程与结果，并进行有效的评价，客观地认识人工智能技术。
（三）情感态度与价值观目标
1、感受人工智能在社会生活中的实际应用价值，提升学生学习后续课程的兴趣。
2、学会评价智能工具处理信息的优劣，避免盲目崇拜技术，树立正确的科学技术应用观。二、教学内容：
1．要求学生了解人工智能、人工智能学科的历史。
2．能够各种途径体验人工智能技术给人类带来的便利，认识到人工智能对人类学习、生活的影响。
3．通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。
三、教学重点
1、什么是人工智能及人工智能的本质；
2、人工智能的独特魅力，人工智能的应用领域和实用价值。
四、教学难点
提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维，培养正确的科学技术应用观。
五、课时安排
1课时。
六、教学过程
导入新课：
同学们，我的手机能听懂我说话，你们的呢？答：不能。（通过手机语音输入法利用手机投影进行演示）我们来对一个暗号，“天王盖地虎”答：“宝塔镇河妖。”看来大家都是同道中人。我们来看大屏幕，刚才我们的暗号全部显示在上面了，想一想，手机为什么能听懂我说话？答：因为它使用了人工智能技术。这节课我们一起来学习《信息的智能化加工》
【板书】信息的智能化加工
一、揭开人工智能的神秘面纱
下面先看一段视频，读一段材料，思考以下3个问题：1、视频中“阿尔法狗”（AlphaGo）指什么？2、是如何战胜李世石的呢？3、“阿尔法狗”能赢是不是说明它比人还聪明，具有人的思维能力？（播放视频）答：1、阿尔法围棋，人工智能技术。2、计算机具有超强的计算和存储能力，也就具备了很高的智能，能针对对手下出每一步好棋，并且不会犯错误。3、不是，“阿尔法狗”是一个程序，程序是人创造的，也就意味着李世石的对手其实是一个专门的程序员团队。“阿尔法狗”的高智能是构建在人类智能的基础上，机器虽然战胜了人类，但是没有我们，机器永远是机器。
刚刚提到的就是人工智能的实例应用，那什么是“人工智能”呢？我们来揭开人工智能的神秘面纱。
【板书】揭开人工智能的神秘面纱。
“人工智能”的实质内涵：人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟。
二、人工智能技术的应用
【板书】人工智能技术的应用
引入：基于大家对“人工智能”概念的了解和其未来的畅想，那么在我们目前的现实生活中智能技术拥有哪些应用呢？
模式识别技术。
指纹识别
我们目前大部分的手机都有什么解锁方式？答：图案、数字、指纹。其中指纹解锁用到的就是指纹识别技术，是利用指纹来进行个人身份认证。除了指纹锁，还有考勤机、指纹仪等应用。
语音识别
除了指纹锁，手机可以被语音唤醒吗？答：不能。现在苹果就研发了这样的技术，通过事先采集的声音可以直接唤醒siri功能，它采用的就是我们接下来要认识的语音识别技术，就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的技术。在生活中的应用有语音输入、语音控制（手机投影演示——语音助手功能）等。
实践：语音助手功能的体验
手写识别
刚上课的时候，老师演示了手机的语音输入功能，同学们，你们平时都用什么输入方式？答：拼音、笔画、五笔和手写。其中手写用的就是我们另一个技术——手写识别技术，是将图片中的数字（字母）识别出来。我们常见的应用有白板、手写板等。
实践：利用手写识别技术查找字的读音
光学字符识别（OCR技术）
我们来看最后一个技术——光学字符识别，是把文本资料中的文字识别出来变成电子文档，常与扫描仪配合使用。比如我们每次考试在答题卡上贴的条形码，用到的就是有关的技术，诸如此类的还有很多，课下可以自己了解一下。接着我们拓展两个课外知识：虹膜识别和人脸识别。
虹膜识别
基于眼睛中的虹膜进行身份识别，应用于安防设备及有高度保密需求的场所。（播放视频）旗舰手机三星就标配了这一功能，在以后，虹膜解锁也会慢慢地像目前的指纹解锁一样成为大多数手机带有的功能。
人脸识别
基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术。比如手机中的相机、数码相机都有人脸自动对焦功能即人脸识别功能。3、习题巩固
1.浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，这是模式识别中的哪一种识别（ ）。 A．指纹识别 B．语音识别 C．光学字符识别
2.扫描仪是一种（ ）仪器。 A．语音识别 B．光学字符识别 C．手写识别4、机器翻译
接下来，我们看另一个应用——机器翻译。是利用计算机把一种自然语言转变为另一种自然语言的过程。常见的中文翻译软件有有道、谷歌、金山和灵格斯等。
实践：
1、使用百度翻译，练习中文翻译成英文(先演示后操作思考)
2、再把翻译过来的英文再译成中文
3、思考：机器翻译的结果为什么会这样？翻译软件的工作原理是什么？怎样提高翻译质量？
启发、讨论、分析： a、有区别，机器翻译是一句一句处理，上下文缺乏联系，只有将语法和词汇机械的对应，机器没有感情，机器的思维是人通过编写程序给予的(进一步认识本质) b、原理：在词库中搜索 c、提高质量：进一步完善软件
所以我们要明白机器翻译知识辅助我们学习的工具，我们不能完全依靠它！
5、其他应用
计算机博弈
它是人工智能一个重要的研究领域。如：中国象棋、围棋、五子棋等。
智能机器人
可以根据感觉到的信息，进行独立识别、推理，并做出判断和决策，不用人的参与就可以完成一些复杂的工作，比如世博会的海宝机器人，机器人清洁工等。在各个领域我们的智能机器人都发挥着他们的能力，如：“CR-01”6000米水下机器人； 机器人比赛（足球，舞蹈，灭火比赛）。（播放中国机器人——娇娇的视频），思考：娇娇都用到了哪些技术？答：语音识别技术，人脸识别技术和语音合成技术等等。
智能代理技术
一种具有智能的实体，这种实体具有自发性、反应性、适应性和社会性等基本特征。比如：office助手，可以智能的指导你完成一些工作。
虚拟现实技术
所谓VR，你看不到周围的环境，而只能看到非常逼真立体的虚拟画面，感觉这个虚拟的画面才是真实的，之所以真实是因为模拟了人眼视觉体验。（播放视频）现在虚拟现实技术的应用大到军事科技，医学。小到房屋装修，游戏体验。也满足了人们购物的需要，改变了自己对世界、空间及时间的看法。
三、辩证认识，合理使用
人工智能已经越来越多地渗透到我们的生活工作和学习中，为我们带来了许多意想不到的方便和惊喜，人工智能并不是万能的，有一定的局限性。通过本节课我们也进一步认识人工智能的实质：机器的思维是人通过编写程序给予的。机器不能完全代替人，我们不能完全依赖机器。1、一方面我们要自力、自强、自信；2、同时也要热爱科学，积极探索、发展、创新，让机器成为人类的得力助手和合作伙伴，用人类自己创造的智慧，更好地为人类服务。
四、习题巩固
1.现在,机器人是一个比较热门的话题,机器人利用的技术是( ) A．网络技术　 B．人工智能技术 C．编程技术　 D．自动化信息加工技术 2.Word 软件中有一个“大眼夹”（office助手），当用户插入图片时，它会提示相关信息，表明它有（ ）。 A．自主性 B．反应性 C．适应性 D．智能性
3.1997 年 5 月 12 日，“ 更深的蓝 ” 之所以能战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫，是因为它具备了人一样的思维，它比卡斯帕罗夫聪明。（ ）
五、综合实践
1.体会语音识别系统、手写识别系统和指纹识别系统2.通过网络搜索了解《列子·汤问》中记载的我国古代机器人的情况
六、讨论
如何提高手机的安全性
七、总结
我们享受到了人工智能带来的方便，同时也感受到了其中的缺陷，如何使这些技术完美的为我们服务，需要大家的努力。期待在不久的将来看到我们的同学们为此做出的贡献。技术服务于人类，技术永无止境！
教学反思：
本课在设计时，从解决生活问题为出发点，引入知识。整个教学过程，充分关注学生认知基础，遵循学生认知规律，紧紧围绕教学目标，衔接自然、合理、紧凑、前后贯穿、环环相扣、层层启发、释疑解难。在引导、探究与讨论、讲授、启发的过程中，各方面融合自然，整个教学结构严谨有序、平实无华而又幽默风趣。本教案经过实践验证，教学目标达成较好，对学生意识和素养的提升自然而到位、水到渠成。