信息技術（基礎模塊）電子教案 專題8 人工智能初步 任務1 初識人工智能（教案）

任務1初識人工智能任務1初識人工智能教學設計一、教學目標素質(zhì)目標：通過學習增強學生的民族自豪感;體會到人工智能技術的應用價值，培養(yǎng)正確的科學技術應用觀，激發(fā)學生對人工智能學科的濃厚興趣;學會獨立地、辨證地思考問題，提高科學素養(yǎng)。知識目標：能夠簡要與其他人分享人工智能的基本概念；能夠說出人工智能的發(fā)展和應用領域。能力目標：能夠簡要敘述人工智能對人類社會發(fā)展的影響；能夠理性看待人工智能發(fā)展的倫理道德問題。二、教學重難點教學重點：體驗人工智能的獨特魅力，了解其應用領域和實用價值。。教學難點：辨證看待人工智能，客觀認識人工智能技術對社會的影響，樹立正確的科學技術應用觀。三、課時安排2課時四、教學策略教法：項目教學法、任務驅(qū)動法、講授法、演示法學法：自主探究學習法、討論法、小組合作學習法教學資源：多媒體教學設備、理實一體化機房、信息化教學平臺、配套教學課件教學過程教學環(huán)節(jié)教學設計設計意圖課前學習課前發(fā)布紀錄片《你好，AI》，讓學生觀看后記下紀錄片中提到的人工智能應用領域有哪些。培養(yǎng)學生數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力。任務導入創(chuàng)設情景，任務引入：日常生活中，我們有很多場景都用到了人工智能的技術，如汽車車牌識別、人臉識別、語音輸入等。為了了解人工智能的相關原理和應用領域，小小開始了人工智能相關知識的學習和探索。要學習人工智能，首先需要了解什么是人工智能，通過感受和體驗人工智能在生產(chǎn)、生活中的典型應用，了解人工智能的基本原理。感知體驗：新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，我國政府堅持人民至上、生命至上，舉全國之力，快速有效地調(diào)動全國的資源和力量，不惜一切代價維護人民生命安全和身體健康。我國許多科技企業(yè)也紛紛加快產(chǎn)品研發(fā)，將科技力量轉(zhuǎn)換為疫情防控力量，其中比較典型的就是將紅外測溫儀與人臉識別技術進行組合，幫助各個公共區(qū)域構建應對疫情的“科技防線”。小小返回學校以后，就發(fā)現(xiàn)學校增加了集測溫和人臉識別為一體的智能設備，如圖8-1-1所示。這套設備既可以對進校的人員進行自動測溫，又可以通過人臉識別進行身份驗證。只有人體溫度正常且通過人臉識別驗證的人員，閘機才會自動開放，允許其進入校園。請結合生活實際，討論在哪些場合也用到了類似的設備。通過設置貼近學生實際的生活情境，結合感知體驗，激發(fā)學生的學習興趣，引入學習任務。知識學習1.智能和人工智能（1）智能教師引導學生學習：人類智能主要包含三個方面：思維能力、感知能力、行為能力。教師引導學生討論：圖8-1-2中，體現(xiàn)了人類智能的哪些能力，具體體現(xiàn)在哪些方面。學生歸納總結。（2）人工智能教師引導學生學習：人工智能是研究或開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人類智能的理論、方法、技術及應用的一門新的學科。教師引導學生學習：在日常生活中，如果一臺機器或設備能夠模擬人類進行許多活動,就可以認為這臺機器或設備已經(jīng)具備了某種性質(zhì)的人工智能。教師總結：人工智能的主要研究方向為計算機視覺、語音識別和自然語言處理。學生討論：人工智能的三個研究方向，分別處理哪些問題？教師引導學生歸納總結：“看”是人類與生俱來的能力，人們可以在看到的各種景象中找出關注的重點，可以通過“聽”和“說”來進行有效的溝通和交流，而計算機視覺、語音識別和自然語言處理就是為了提高機器在這些方面的處理能力。2.人工智能的發(fā)展歷程教師引導學生學習：人工智能的發(fā)展歷程3.人工智能的主要應用領域教師引導學生進行網(wǎng)絡搜索：人工智能的主要應用領域包括智慧交通、智能制造、智能物流、智能安防、智慧農(nóng)業(yè)等。學生分小組匯報網(wǎng)絡搜索的結果，說一說自己的認識。討論活動：人工智能在智慧教育、智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智能物流、智慧交通、智慧金融、智能家居等各個領域中還有很多的應用，請討論上述領域的其他應用場景，并與其他同學分享。4.人工智能的基本原理教師引導學生分析圖8-1-9和圖8-1-10：對比在籃球和足球的判斷過程中，人類判斷與機器判斷的區(qū)別：人類：觀察--歸納--識別機器：學習--用程序得到特征并建模--識別教師引導學生學習：人工智能層次結構圖5.人工智能的前景與倫理教師引導學生討論：人工智能未來的發(fā)展趨勢，正確認識人工智能與人類和諧發(fā)展的必要性。學生網(wǎng)絡搜索：搜索關于人工智能的倫理道德相關材料，與其他同學分享。探究活動:請根據(jù)學習的知識，對生活中常見的人工智能應用場景進行調(diào)研，分析這些場景屬于人工智能的哪些技術方向，完成表8-1-2。填寫完成以后，進行交流與分享。通過對人類智能進行了解和分析，為引出人工智能的概念奠定基礎。學生用自己的語言描述人工智能，培養(yǎng)學生自我學習、總結的能力，產(chǎn)生對人工智能的模糊認識。鍛煉學生自主探究意識。促進學生了解人工智能的發(fā)展歷程，增加對人工智能的認識。培養(yǎng)學生數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力和小組合作探究能力。引導學生對比分析人類和機器判斷籃球和足球的區(qū)別，初步了解人工智能工作的基本原理。在提高學生數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力的同時，促進學生辯證看待問題的能力。通過探究活動，促進學生對人工智能的應用領域進行強化和鞏固。任務拓展拓展延伸：國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺建設為了著力提升技術創(chuàng)新研發(fā)實力和基礎軟硬件開放共享服務能力，支撐全社會創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人員、團隊和中小微企業(yè)投身人工智能技術研發(fā)，促進人工智能技術成果的擴散與轉(zhuǎn)化應用，使人工智能成為驅(qū)動實體經(jīng)濟建設和社會事業(yè)發(fā)展的新引擎。2017年11月科技部相繼公布了百度、阿里云、騰訊、科大訊飛、華為、小米、京東、360等十幾家公司入圍國家人工智能開放創(chuàng)新建設平臺名單。依托百度公司建設自動駕駛國家人工智能開放創(chuàng)新平臺。截至2021年4月份，百度智能駕駛創(chuàng)新平臺已迭代9個版本；開源代碼超過70萬行，使用者約6500萬人，覆蓋97個國家和地區(qū)，包括俄羅斯、南美洲等；涵蓋國內(nèi)外200多所高校、300多家企業(yè)。依托騰訊公司建設醫(yī)療影像國家人工智能開放創(chuàng)新平臺。騰訊公司推出一款人工智能醫(yī)學影像產(chǎn)品——騰訊覓影，它將圖像識別、大數(shù)據(jù)處理、深度學習等人工智能領先技術與醫(yī)學跨界融合研發(fā)而成，輔助醫(yī)生進行疾病篩查和診斷。短短半年，“騰訊覓影”就已實現(xiàn)了單一病種到多病種的應用擴張，從早期食管癌篩查拓展至肺結節(jié)、糖尿病視網(wǎng)膜病變、胃癌、乳腺癌等疾病篩查，并落地全國100多家三甲醫(yī)院，幫助醫(yī)生提升診斷效率和準確率，共同推動人工智能技術與醫(yī)院能力相結合。依托科大訊飛公司建設智能語音國家人工智能開放創(chuàng)新平臺?？拼笥嶏w語音識別領域斬獲多項國際大獎，相關技術已達到全球領先水平，包括聲音定位、語音檢測、語音識別、復雜場景下的語音分離等。在國際多通道語音識別大賽（CHiME-6）中，科大訊飛連續(xù)三年斬獲冠軍，將語音識別錯誤率從CHiME-5的46.1%降低到了30.5%。依托華為技術有限公司建設基礎軟硬件國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺。其中，昇騰基礎軟硬件平臺，包括AI處理器、服務器硬件、芯片使能軟件、MindSpore全場景AI計算框架和應用使能平臺MindX，從基礎軟件到應用實現(xiàn)了全覆蓋。