教科版高中信息技术选修5人工智能初步:知识及其类型
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人工智能初步教学计划1教学指导思想:人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一。
与一般的信息处理技术相比,人工智能技术在求解策略和处理手段上具有独到之处。
“人工智能初步”模块介绍了人工智能的基本概念和人工智能领域内容易为高中学生所理解和掌握的部分内容,是选修模块。
本模块教材根据教育部普通高中技术领域课程标准(信息技术部分)编写,教材以知识引领活动、穿插工具支持、评估配合为编写思路,从解决学生日常学习生活中的实际问题入手,运用信息获取、加工、管理、表达与交流的基本方法,在主题活动、探究性学习等形式的学习过程中逐步提升学生的信息素养,从而实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面的培养目标。
2教学目标:通过本模块的学习,学生能描述人工智能的基本概念,会使用一种人工智能语言解决简单问题,把握其基本特点;能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统;知道人工智能对人类学习、生活的影响;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。
3教材分析:本书内容体现了活动引领、任务驱动主导思想,每个单元的前几节的教学内容都不同程度在为最后一节综合性的活动作准备,前两个单元又是第3单元的铺垫;同时,评价教学效果的方式也与传统的教学评价方式不同,而是请学生们参与评价;因此,学生的积极参与是完成该门课程教学目标的关键因素。
在执行新课程计划中,开发利用校内外的一切课程资源,来丰富教学内容。
4重点难点:通过对人工智能的含义及发展历程的理解、对人工智能诸多应用领域的体验,感受人工智能的无穷魅力以及它服务于人类社会的价值。
教师应将教学重点放在引导学生如何去“体会”、“好奇”、“喜欢”这门科学,了解本学科与其他学科研究问题、解决问题的方法的新、特之处,拓展学生思维。
同时,在教学中教师应注意解决以下几个问题:1、使学生科学理解人工智能的含义。
2、通过对人工智能应用领域的了解,可以发现人工智能在人类发展中更多的应用。
Learning)(板书)从神经科学的角度来说,学习(Learning)定义为将经验(Experience)编码进记忆(Memory)的过程。
鱼的记忆只有 7 秒,没有记忆的学习不是智能,鱼永远是只能在水里游的鱼。
记忆指导学习,学习增强记忆。
人类从刀耕火种,婴儿从呱呱落地,“学习→记忆→学习”贯穿着社会与个体。
对于社会,古书典籍让经验得到记忆;对于个体,大脑皮层让知识得到记忆。
2.举例:狗狗学数字(趣味图呈现)提问:是否养过宠物狗,并训练它?狗狗怎样才能学会某种技能(提问有养狗经验的同学),--“信心的激励”。
那我们让机器学习,需要进行鼓励、激励么?回答:陈述人类学习的过程。
陈述训练狗狗的过程。
习的过程,引出“机器是最听话的”,不需要鼓励,让学生对“机器学习”更生亲密之感!三、教机器“学识字”,默默体验1.通过课件给学生呈现(一种类似于人类学习的)机器学习汉字的某种算法。
教师:上图是一个“决策树”的机器学习方法,是根据汉字的特征规律来识字的过程,当我们给计算机“看”了“由、甲、申”这三个新汉字及其特征后,计算机就像小朋友那样,总结并记住了新的规律,“认识”了更多的汉字。
这个过程,就是一种最基本的机器学习。
提问:这种机器学习的方法是不是很简单?你们是不是都能通过这种方法让机器学习任何东西了?——其实,这类似于“编程”的过程,符合一定的判断条件(得到结论)体验“机器学习”的一个过程,思考这是学的什么字?(小组讨论)用“教机器学识字”来模拟一个机器学习的过程,进而让学生对“机器学习”有初步了解;编程中的决策树,再引出机器“自主学习”(建模)。
2.让机器能更好地学习——汉字图像这种基于决策树的学习方法太简单了,很难扩展,也很难适应现实世界的不同情况。
于是,科学家和工程师们陆续发明出了许许多多不同的机器学习方法。
再看下面的例子:提问:这是一个坐标轴形成的空间,这些点有没有规律?教师:这个是把汉字“由”、“甲”、“申”的特征,包括有没有出头,笔画间的位置关系等,映射到某个特定空间里的一个点。
《人工智能和机器学习》教学设计【教材分析】本课是教学科学出版社选修教材《人工智能初步》中第一章1.2.4节《机器学习》,因为该教材编写较早,中间的部分内容已经不适应时代的发展,所以同时参考了华东师范大学出版社《人工智能基础》(高中版)1.4节《初露真容:人工智能与机器学习》。
本节课是在上节课人工智能在各行各业中的应用的基础上,更深一步的学习人工智能的相关概念和机器学习的方式,为下面具体学习人工智能的实现打下基础。
【学情分析】对于高一下学期的学生而言,他们已经学习了人工智能在各行各业中的应用,感受了身边的人工智能,对人工智能怀有巨大的好奇心,他们非常希望知道人工智能是如何实现的,学习动机强烈。
部分学生可能会觉得机器学习的方法有难度,所以需要采用多种手段帮助学生理解。
【教学目的与要求】1. 知识与技能(1)了解图灵测试(2)掌握人工智能的概念(3)了解人工智能的输入及输出(4)掌握机器学习的方式(5)掌握在数据中学习和在行动中学习的过程2. 过程与方法(1)通过上网查找、阅读学案等完成简单部分的自学(2)小组合作发挥部分学优生的作用(3)通过观看视频激发学习兴趣、帮助理解(4)将难点以图表形式呈现并结合相关实例进行突破3. 情感、态度与价值观(1)进一步激发学生探究人工智能的热情和积极态度的形成(2)了解人工智能是一把双刃剑(3)培养小组合作的团队精神4. 行为与创新通过新知的探究学习,培养学生学会学习的能力,帮助学生形成拓展性思维,并激发学习的积极性和创造性。
【教学重点与难点】重点:(1)人工智能的概念(2)机器学习的方式难点:(1)在行动中学习(2)在数据中学习【教学方法与手段】本课采用教师演示法、自主探究学习法、小组讨论法、练习法,并使用多种媒体完成教学。
【课时安排】安排1课时。
【教学准备】相关软件和教学资源。
【教学过程】强化学习强化学习模型一般包含:状态、动作、决策主体和可交互的环境,回报规则完成学案6问答的填写。
第四单元人工智能初步教学设计一、单元基本信息二、单元教学规划1.主题名称了解手写数字识别——体验人工智能2.主题概述人工智能是社会热点也是学生非常感兴趣的内容,学生通过电影等媒体已经对人工智能有了一定的认识。
但这些认识大多是感性的,更多的是一种基于科幻色彩的认识,学生对生活中普通的人工智能应用往往并不了解。
因此,将生活中常见的“手写数字识别”这个看似简单的应用作为项目,有利于学生认识人工智能技术的普遍性,同时感受人工智能的巨大价值,关注人工智能对社会发展的影响,并初步形成积极、安全使用人工智能技术的观念,发展信息社会责任。
此外,通过学习手写数字识别项目,学生进一步学习人工智能的兴趣有可能被激发,有兴趣的学生后续还可以继续学习选修课内容。
3.主题学情分析本节课面对的教学对象是高中一年级的学生,对知识的获取已经开始由感性认识提升到理性认识,已经具有一定的研究能力,探究新知的欲望也比较强烈。
在日常的学习和生活中,也或多或少的接触过人工智能技术的应用,对这项技术充满好奇。
但是,他们对人工智能的了解更多的停留在日常学习和生活中的所见所闻,对人工智能的起源、概念以及机器学习缺乏系统的理解。
所以本单元将从宏观到微观带领学生体验人工智能。
4.开放性学习环境软硬件环境:网络机房、电子教室、手写板、python、opencv 等软件。
教学素材:教学课件、教学网页、教学视频等。
5.单元学习目标通过本单元的学习,使学生:(1)了解什么是人工智能及机器学习。
(2)了解人工智能的发展。
(3)认识人工智能对社会的作用及影响。
(4)了解机器学习的一般过程。
6.单元教学内容分析本项目的教学目的是让学生通过了解手写数字识别的核心技术机器学习,感受人工智能技术。
学生通过了解人工智能和机器学习的含义、应用及作用,提升对人工智能技术作用的认识,发展信息社会责任;学生通过使用Python 及其第三方工具进行手写数字识别学习过程的体验,在完成项目的过程中了解人工智能解决问题的思想方法,促进计算思维的形成与发展。
初识进人工智能《信息的智能化加工》教学设计湖北省黄冈市三里畈高级中学何光明【一、设计思想】教育部颁发的《普通高中技术课程标准》指出“人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一,它在求解策略和处理手段上具有独到之处”。
并要求学生“通过部分智能信息工具软件的使用,体验其基本工作过程,了解其实际应用价值”。
电脑作为一种智能工具,是人类大脑的延伸。
“人工智能”相关知识内容,无论是基础的必修部分还是选修内容,都有着非常重要的地位和作用。
充分重视这部分内容的教学,可以让学生体验信息技术如何影响和改变我们的生活、学习和工作。
可以说这部分内容是信息技术教学的“点睛之笔”。
作者基于对《课程标准》这样的理解,作此教学设计,经新课改实验,整理成文抛砖引玉,希望得到同仁的指点和斧正。
整个属于“信息技术基础”部分,大约需要1到2课时。
“走进人工智能”这一课,内容基于教科版信息技术基础第三章第三节“信息的智能化加工”部分,主要包含两块内容:揭开人工智能神秘的面纱和利用人工智能技术加工信息。
根据本节内容和本人的一些思考,结合高一年纪学生的认知结构和认知能力,在进行教学设计时考虑到主要为学生提供更多体验和了解人工智能技术的机会,同时能思考和客观对待人工智能技术对人类社会的影响,这样既丰富了学生对前沿科技的认识,也能培养学生独立而健康的科学观和发展观。
【二、教学目标】知识与技能目标:了解人工智能技术的发展和原理;初步接触人工智能技术在社会消费、生活中的一些运用;过程与方法目标:在体验智能信息工具软件的进程中,了解其基本任务原理,了解其实践运用价值,提高对人工智能的认识,及其对我们日常生活的影响;情感态度与价值观目标:通过感受人工智能的魅力,拓展到让机器为我们解决实际问题,激发学生对人工智能学科的浓厚兴趣。
通过对人工智能未来发展的展望,使学生看到人工智能广阔的发展前景,并对未来社会产生大胆假想,拓展学生的思维。
【三、教学内容及重点、难点】教学内容:信息的智能化加工作为信息加工的一种类型,是本章内容重要组成部分。