浙教版（2019）信息技术 必修1 5.1 人工智能的产生与发展 教学设计
文档属性
| 名称 | 浙教版（2019）信息技术 必修1 5.1 人工智能的产生与发展 教学设计 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 24.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2021-01-19 14:42:47 | ||
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文档简介
人工智能的产生与发展教学设计
课程标准
和
教学目标
人工智能的产生与发展
教材内容： 5.1人工智能的产生与发展
适应的课程标准：
1.8通过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。
教学目标：
●能结合实例分析典型案例是否应用了人工智能
●能针对典型智能系统分析其主要采用的人工智能方法
●知道人工智能技术的发展历程，产生进一步学习人工智能的兴趣
●观察生活中人工智能应用案例，结合人工智能的概念，辩证的分析人工智能的特点
●通过软件平台，体验人工智能的应用，用神经网络解决分类问题
指向的核心素养：
●信息意识：主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势，有意识地使用新技术处理信息。
●计算思维：针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题；能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。
●信息社会责任：在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，积极、主动地融入到信息社会中；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
学习环境：有教学控制软件的多媒体机房，安装有思维导图软件。
建议课时：1课时
教学活动设计
教学环节
教学过程
设计意图
新课导入
(2’)
德国人利用一种叫做恩尼格玛密码机的机器加密。阿兰图灵加入了英美联合破译德军密码enigma的破译组织，随后的五年，他便放下了手头工作，致力于破解密码。这个enigma呢，每天都要更换密码形式。不过，阿兰图灵发明了图灵机，可以理解成现代计算机的雏形，成功破解了enigma，为盟军的胜利做出了至关重要的贡献。同时，他也破译了德军潜艇-u的密码，帮助盟军扭转了大西洋战区的局势。
从恩尼格玛密码机和图灵机引入新课。
案例判断
(3’)
我们一起来看著名的“图灵测试Turing Test”。
案例：聊天程序“尤金?古斯特曼”（Eugene Goostman）冒充一个13岁乌克兰男孩而骗过了33%的评委，从而“通过”了图灵测试。
问题：机器能思考吗？机器能否和人对话？机器能否在智力行为上表现得和人无法区分？
通过设问，引起学生的思考。本课涉及人工智能的发展，从图灵测试引导学生分析，作为学生理解人工智能概念的一个辅助点，也有助于课堂的延续。
自主学习
(5’)
1-看图思考人工智能的概念。
问题：人工智能和机器人是不是一回事？机器还在哪些行为上模仿人？你认为人工智能与人类智能一样吗？
2-阅读网络文章：细思恐极——从AlphaGo说到图灵测试。
3-阅读文本材料，网络查询人工智能的发展历史。
4-阅读网络文章：一个故意不通过图灵测试的人工智能。
很多人一提到人工智能就想到机器人，很多人只看到人工智能某一类的应用，通过图片的直观感受，引导学生全面的理解人工智能的概念，通过具体的实例，引导学生理性认识人工智能的概念，分析人工智能的方法，
通过阅读网络文章，能理性的看待他人的观点，深刻理解人工智能的概念。通过查询人工智能的发展历史，能从中找出各个时期人工智能的特点及典型的核心技术。
知识讲解(2’)
人工智能的概念
阅读文本，思考：为什么说“人工智能是一门交叉学科”？
每个人对人工智能的感受都不一样，现实生活中的人工智能应用具有特定的场景性，学生对概念的理解可能存在感性与片面性，引导学生正确认识人工智能的概念。
知识讲解(8’)
人工智能的方法：符号主义、联结主义、行为主义。
思考分析：
人工智能的主要方法有符号主义、联结主义、行为主义。问题：1959年，毕业于我国原西南联大的华裔科学家王浩在IBM704计算机上证明了《数学原理》中全部150条一阶逻辑以及200条命题逻辑定理。请根据人工智能的三种主要方法特点，分析该人工智能技术应用属于哪种方法？请从现实的角度列举人工智能方法的实例。
教师适当点拨引导，帮助学生抓住核心知识特征，引导学生了解一下人工智能三大方法，给出一个具体实例，让学生分析属于哪一种方法。
知识讲解(8’)
观看视频：人工智能的发展
1-从计算到智能测试：图灵机模型
2-人工智能登上历史舞台
3-以符号主义表达与推理为代表的人工智能：IBM沃森和NELL
4-数据驱动的人工智能方法：深度学习、神经网络（人脸识别）
5-问题引导下的人工智能学习方法：AlphaGo Zero
观看视频，让学生了解人工智能的发展，引入社会中的实例，让学生有形象的认知。
实践体验(10’)
用神经网络解决分类问题。要求：
访问：http://playground.tensorflow.org/，（1）了解网络训练平台的整体结构及具体区块的功能。（2）密切关注页面的动态可视化图像及训练成功所用的实践。（3）体验不同训练模型对神经网络的影响。
通过一个具体的实践体验，让学生直观体验到人工智能的应用背后的原理。
课堂小结
(2’)
通过思维导图的形式展示本节课的知识。
梳理本节课的知识。
教学设计思路
通过仔细研读教材和课程标准，第五章可分3个课时，5.1人工智能的产生与发展作为一节课，5.2人工智能的应用和5.3人工智能度社会的影响合起来一节课，项目挑战：“奇点”到来了吗一节课。通过本章学习，学生能结合实际人工智能应用事例及实践体验，了解人工智能的内涵及发展历程，感受人工智能对社会的巨大促进作用，了解人工智能的发展趋势，认识到人工智能研究的目标是创造有益于人类的智能设备。
本课是第五章第一课时的内容，学生应能理解人工智能的概念，能对现实人工智能应用实例进行判断和界定，学生对人工智能的认识仅限于生活中的一些简单应用，本课既要让学生正本清源地认识、感知人工智能，更要让学生初步产生继续学习人工智能的兴趣，为后续学习积累知识和情感的基础，甚至让有志学生产生今后投身人工智能科学的向往。在人工智能的概念理解上，我打算以“图灵测试”引入，让同学们从各个方面去探讨自己对人工智能的理解。“图灵测试”又是人工智能发展过程中的重要的一个历程，有助于后续知识的铺垫。我期望学生不是通过识记来获取知识，希望同学们可以自己去感知每个时期人工智能的特点，区分每个时期人工智能的技术，能全面的厘清人工智能的概念。通过阅读网络上的文章，引导学生思考图灵测试的不足之处。为了使学生能有更广阔的视野去感知人工智能的发展，本节课引入了AI公园，从这个具体的应用场景中，同学们可以对现实中的人工智能应用实例进行判断和界定。人工智能的应用改变了我们的日常生活，无人化时代来临，涌现出大量的无人化自动化实例，通过一个话题：从“深蓝”到“AlphaGo”，下一步还会在哪些领域被机器打败？自动驾驶真的可以应付马路上的复杂情况吗？你怎么看人工智能作诗、弹琴？引导学生辩证的看待人工智能的发展。最后设计一个实践与体验，让学生通过访问：http://playground.tensorflow.org/，尝试用神经网络解决分类问题。
本堂课中，我采用了多个问题来启发学生思考，对于概念类的事实性知识，则辅以案例帮助学生理解，区分知识，也多次采用了小组研讨的方法，让学生在交流中提升，新课程提倡做中学，本课也进行了一个实践体验。本堂课总体的思路是问题与实践中启发思想，在交流中碰撞思想，在反思中提升思想。
针对
核心素养培养的
设计考虑
本课知识性内容比较多，在设计时，把核心素养侧重在信息意识、计算思维和信息社会责任方面。
关于信息意识的设计：给学生提供现实生活中的真实应用场景视频，让学生联系生活，感觉到人工智能的应用，发现自己生活中平时没有的人工智能应用。鼓励学生在小组中发表自己的看法，倾听他人的观点，实现信息更大的价值。
关于计算思维的设计： 知识点的理解上，找寻了很多案例，鼓励学生自主阅读文本教材，结合自己的经验理解知识，教师提出一些核心问题引导学生深入思考概念原理。
关于信息社会责任的设计：在众多新鲜的人工智能技术发展中，鼓励对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力，看到“无人时代”的发展，也辨证地、理性地看待当前技术的优势与缺点。
课程标准
和
教学目标
人工智能的产生与发展
教材内容： 5.1人工智能的产生与发展
适应的课程标准：
1.8通过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。
教学目标：
●能结合实例分析典型案例是否应用了人工智能
●能针对典型智能系统分析其主要采用的人工智能方法
●知道人工智能技术的发展历程，产生进一步学习人工智能的兴趣
●观察生活中人工智能应用案例，结合人工智能的概念，辩证的分析人工智能的特点
●通过软件平台，体验人工智能的应用，用神经网络解决分类问题
指向的核心素养：
●信息意识：主动关注信息技术工具发展中的新动向和新趋势，有意识地使用新技术处理信息。
●计算思维：针对给定的任务进行需求分析，明确需要解决的关键问题；能提取问题的基本特征，进行抽象处理，并用形式化的方法表述问题。
●信息社会责任：在信息交流或合作中，尊重不同的信息文化，积极、主动地融入到信息社会中；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
学习环境：有教学控制软件的多媒体机房，安装有思维导图软件。
建议课时：1课时
教学活动设计
教学环节
教学过程
设计意图
新课导入
(2’)
德国人利用一种叫做恩尼格玛密码机的机器加密。阿兰图灵加入了英美联合破译德军密码enigma的破译组织，随后的五年，他便放下了手头工作，致力于破解密码。这个enigma呢，每天都要更换密码形式。不过，阿兰图灵发明了图灵机，可以理解成现代计算机的雏形，成功破解了enigma，为盟军的胜利做出了至关重要的贡献。同时，他也破译了德军潜艇-u的密码，帮助盟军扭转了大西洋战区的局势。
从恩尼格玛密码机和图灵机引入新课。
案例判断
(3’)
我们一起来看著名的“图灵测试Turing Test”。
案例：聊天程序“尤金?古斯特曼”（Eugene Goostman）冒充一个13岁乌克兰男孩而骗过了33%的评委，从而“通过”了图灵测试。
问题：机器能思考吗？机器能否和人对话？机器能否在智力行为上表现得和人无法区分？
通过设问，引起学生的思考。本课涉及人工智能的发展，从图灵测试引导学生分析，作为学生理解人工智能概念的一个辅助点，也有助于课堂的延续。
自主学习
(5’)
1-看图思考人工智能的概念。
问题：人工智能和机器人是不是一回事？机器还在哪些行为上模仿人？你认为人工智能与人类智能一样吗？
2-阅读网络文章：细思恐极——从AlphaGo说到图灵测试。
3-阅读文本材料，网络查询人工智能的发展历史。
4-阅读网络文章：一个故意不通过图灵测试的人工智能。
很多人一提到人工智能就想到机器人，很多人只看到人工智能某一类的应用，通过图片的直观感受，引导学生全面的理解人工智能的概念，通过具体的实例，引导学生理性认识人工智能的概念，分析人工智能的方法，
通过阅读网络文章，能理性的看待他人的观点，深刻理解人工智能的概念。通过查询人工智能的发展历史，能从中找出各个时期人工智能的特点及典型的核心技术。
知识讲解(2’)
人工智能的概念
阅读文本，思考：为什么说“人工智能是一门交叉学科”？
每个人对人工智能的感受都不一样，现实生活中的人工智能应用具有特定的场景性，学生对概念的理解可能存在感性与片面性，引导学生正确认识人工智能的概念。
知识讲解(8’)
人工智能的方法：符号主义、联结主义、行为主义。
思考分析：
人工智能的主要方法有符号主义、联结主义、行为主义。问题：1959年，毕业于我国原西南联大的华裔科学家王浩在IBM704计算机上证明了《数学原理》中全部150条一阶逻辑以及200条命题逻辑定理。请根据人工智能的三种主要方法特点，分析该人工智能技术应用属于哪种方法？请从现实的角度列举人工智能方法的实例。
教师适当点拨引导，帮助学生抓住核心知识特征，引导学生了解一下人工智能三大方法，给出一个具体实例，让学生分析属于哪一种方法。
知识讲解(8’)
观看视频：人工智能的发展
1-从计算到智能测试：图灵机模型
2-人工智能登上历史舞台
3-以符号主义表达与推理为代表的人工智能：IBM沃森和NELL
4-数据驱动的人工智能方法：深度学习、神经网络（人脸识别）
5-问题引导下的人工智能学习方法：AlphaGo Zero
观看视频，让学生了解人工智能的发展，引入社会中的实例，让学生有形象的认知。
实践体验(10’)
用神经网络解决分类问题。要求：
访问：http://playground.tensorflow.org/，（1）了解网络训练平台的整体结构及具体区块的功能。（2）密切关注页面的动态可视化图像及训练成功所用的实践。（3）体验不同训练模型对神经网络的影响。
通过一个具体的实践体验，让学生直观体验到人工智能的应用背后的原理。
课堂小结
(2’)
通过思维导图的形式展示本节课的知识。
梳理本节课的知识。
教学设计思路
通过仔细研读教材和课程标准，第五章可分3个课时，5.1人工智能的产生与发展作为一节课，5.2人工智能的应用和5.3人工智能度社会的影响合起来一节课，项目挑战：“奇点”到来了吗一节课。通过本章学习，学生能结合实际人工智能应用事例及实践体验，了解人工智能的内涵及发展历程，感受人工智能对社会的巨大促进作用，了解人工智能的发展趋势，认识到人工智能研究的目标是创造有益于人类的智能设备。
本课是第五章第一课时的内容，学生应能理解人工智能的概念，能对现实人工智能应用实例进行判断和界定，学生对人工智能的认识仅限于生活中的一些简单应用，本课既要让学生正本清源地认识、感知人工智能，更要让学生初步产生继续学习人工智能的兴趣，为后续学习积累知识和情感的基础，甚至让有志学生产生今后投身人工智能科学的向往。在人工智能的概念理解上，我打算以“图灵测试”引入，让同学们从各个方面去探讨自己对人工智能的理解。“图灵测试”又是人工智能发展过程中的重要的一个历程，有助于后续知识的铺垫。我期望学生不是通过识记来获取知识，希望同学们可以自己去感知每个时期人工智能的特点，区分每个时期人工智能的技术，能全面的厘清人工智能的概念。通过阅读网络上的文章，引导学生思考图灵测试的不足之处。为了使学生能有更广阔的视野去感知人工智能的发展，本节课引入了AI公园，从这个具体的应用场景中，同学们可以对现实中的人工智能应用实例进行判断和界定。人工智能的应用改变了我们的日常生活，无人化时代来临，涌现出大量的无人化自动化实例，通过一个话题：从“深蓝”到“AlphaGo”，下一步还会在哪些领域被机器打败？自动驾驶真的可以应付马路上的复杂情况吗？你怎么看人工智能作诗、弹琴？引导学生辩证的看待人工智能的发展。最后设计一个实践与体验，让学生通过访问：http://playground.tensorflow.org/，尝试用神经网络解决分类问题。
本堂课中，我采用了多个问题来启发学生思考，对于概念类的事实性知识，则辅以案例帮助学生理解，区分知识，也多次采用了小组研讨的方法，让学生在交流中提升，新课程提倡做中学，本课也进行了一个实践体验。本堂课总体的思路是问题与实践中启发思想，在交流中碰撞思想，在反思中提升思想。
针对
核心素养培养的
设计考虑
本课知识性内容比较多，在设计时，把核心素养侧重在信息意识、计算思维和信息社会责任方面。
关于信息意识的设计：给学生提供现实生活中的真实应用场景视频，让学生联系生活，感觉到人工智能的应用，发现自己生活中平时没有的人工智能应用。鼓励学生在小组中发表自己的看法，倾听他人的观点，实现信息更大的价值。
关于计算思维的设计： 知识点的理解上，找寻了很多案例，鼓励学生自主阅读文本教材，结合自己的经验理解知识，教师提出一些核心问题引导学生深入思考概念原理。
关于信息社会责任的设计：在众多新鲜的人工智能技术发展中，鼓励对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力，看到“无人时代”的发展，也辨证地、理性地看待当前技术的优势与缺点。