《用智能工具處理信息》教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)科名稱高中信息技術(shù)基礎(chǔ)教材版本廣東教育出版社課題名稱4.2用智能工具處理信息執(zhí)教人李彥課時(shí)第一課時(shí)制定教學(xué)目標(biāo)的依據(jù)教材分析本章內(nèi)容主要包括編寫程序解決問題及使用智能工具處理信息等,這是信息的加工與表達(dá)的延續(xù),也是選修模塊《算法與程序設(shè)計(jì)》基礎(chǔ)內(nèi)容的銜接部分。課標(biāo)對本章的定位在體會、體驗(yàn)與了解。本節(jié)使用智能工具軟件處理信息,只是要求學(xué)生了解并體驗(yàn)其工作過程及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,提高對信息智能處理內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣，從而為選修《人工智能初步》提供準(zhǔn)備。學(xué)情分析高一年級學(xué)生已經(jīng)具備了豐富的計(jì)算機(jī)使用經(jīng)驗(yàn),對于信息智能處理工具軟件的使用，可能個(gè)別學(xué)生已經(jīng)具有一定的使用經(jīng)驗(yàn)，如：翻譯軟件、手寫板輸入等,但學(xué)生們可能更感興趣的是計(jì)算機(jī)為什么能做到這一點(diǎn),它與我們常用的其他工具軟件有什么不同，這正是本書的學(xué)習(xí)任務(wù)之一，教師需注意引導(dǎo)。教學(xué)目標(biāo)知識與技能認(rèn)識常見的智能工具,知道智能工具的工作流程；初步理解模式識別和自然語言理解的概念及其簡單的工作原理；知道智能處理工具與一般處理工具的區(qū)別。過程與方法通過“手寫板”和“ＯCR”軟件識別文字，知道模式識別技術(shù)的應(yīng)用,體驗(yàn)其簡單的工作原理和使用價(jià)值；通過在線翻譯網(wǎng)站進(jìn)行中英文的翻譯,通過與機(jī)器人聊天體驗(yàn)自然語言理解技術(shù)的應(yīng)用。情感態(tài)度價(jià)值觀通過智能工具的使用,感受人工智能技術(shù)對日常生活的影響及其魅力；能在應(yīng)用和體驗(yàn)智能信息處理工具的過程中，形成對信息前沿技術(shù)探索的強(qiáng)烈要求。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)初步理解模式識別技術(shù)和自然語言理解技術(shù)的概念;能應(yīng)用智能處理工具解決實(shí)際問題,體驗(yàn)其使用價(jià)值。教學(xué)難點(diǎn)理解常見的智能處理工具的工作原理教學(xué)方法與手段教學(xué)方法演示法、任務(wù)驅(qū)動、合作探究教學(xué)資源OＣR軟件、在線翻譯軟件、手寫輸入、在線人機(jī)對話網(wǎng)站教學(xué)環(huán)境多媒體教室課前準(zhǔn)備學(xué)生準(zhǔn)備按小組分派任務(wù),讓學(xué)生在課余時(shí)間通過完成活動任務(wù)，對本節(jié)內(nèi)容有初步了解教師準(zhǔn)備為學(xué)生使用的電腦準(zhǔn)備好手寫板、麥克風(fēng)、OCR軟件、雙向翻譯軟件等板書設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動學(xué)生活動媒體資源使用方式方法設(shè)計(jì)意圖新課引入問題引入【提問】前段時(shí)間因?yàn)橐粋€(gè)朋友的女兒過生日，就去了一下玩具店,突然發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在孩子玩的和以前玩的東西大不一樣了。請同學(xué)們回想一下,在你們小的時(shí)候，都玩一些什么玩具？現(xiàn)在的孩子又玩些什么呢?其實(shí)，只要同學(xué)們仔細(xì)觀察，就會發(fā)現(xiàn)不光使玩具變得智能了,還有一些智能工具已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷媪?，這些智能工具到底是怎么工作的?他們與一般信息處理工具又有哪些區(qū)別?今天就讓我們一起學(xué)習(xí)第四章第二節(jié),用智能工具處理信息（寫板書）。ＰＰT展示學(xué)習(xí)目標(biāo)通過學(xué)習(xí)本課,我們要了解以下內(nèi)容：認(rèn)識常見的智能工具，知道智能工具的工作流程初步理解模式識別和自然語言識別技術(shù)的概念及其簡單的工作原理了解智能處理工具與一般處理工具的區(qū)別·學(xué)生回想自己小時(shí)候玩過的玩具?！ひ黄痖喿x本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)·ＰPT展示同學(xué)們過去玩得玩具以及現(xiàn)在孩子們玩得智能玩具，如電子狗、能進(jìn)行對話的語音洋娃娃、無人機(jī)等等?！ぃ校蠺展示本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)·通過提問兒時(shí)玩具，勾起學(xué)生對兒時(shí)的回憶，活躍課堂氛圍的同時(shí)，對比現(xiàn)在孩子們玩得智能玩具，由此引入新課。·展示學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生清楚本節(jié)課需要掌握的內(nèi)容新課講授人工智能研究的領(lǐng)域人工智能的研究領(lǐng)域很多,課本上主要介紹了兩個(gè)研究領(lǐng)域:模式識別和自然語言理解。那到底什么是模式識別和自然語言理解?它們是怎樣工作的?接下來，請同學(xué)們分組進(jìn)行活動體驗(yàn)。打開電腦桌面上的活動文件夾,完成相應(yīng)的活動任務(wù)。(一）模式識別理解模式識別概念體驗(yàn)活動一：OCR軟件的使用體驗(yàn)【交流分享】請A組同學(xué)進(jìn)行分享【問題】這類智能工具是模式識別技術(shù)中利用計(jì)算機(jī)對（圖像）進(jìn)行的自動識別?！窘處熝菔尽狂薨櫟膱D像識別出的效果【提問】為什么這張圖片識別出來的錯(cuò)別字較多?是什么地方出現(xiàn)了問題？（噪聲太多）體驗(yàn)活動二:手寫輸入體驗(yàn)【交流分享】先請B組同學(xué)進(jìn)行分享【問題】這類智能工具是模式識別技術(shù)中利用計(jì)算機(jī)對(文本)進(jìn)行的自動識別。模式識別技術(shù)工作原理【過渡】為什么手寫板可以對文本進(jìn)行自動識別呢？它的工作原理是什么？為了研究這個(gè)原理，我們先研究人猜漢字的過程,再對比理解手寫板猜漢字的流程?！居螒蝮w驗(yàn)】“心有靈犀,你寫我知”游戲形式：以兩人小組為單位，互相在對方后背寫字，猜字者思考所寫字為何字？經(jīng)歷了哪幾個(gè)過程猜出來的?然后回答老師的提問:猜出的漢字是:猜字的過程是：猜錯(cuò)的原因是:【探究手寫板工作原理】閱讀教材第86頁圖４-15及上面一段文字，你會發(fā)現(xiàn)智能工具手寫板的工作過程跟剛才人猜漢字的過程基本上是類似的,但是又有點(diǎn)不一樣的地方，是哪個(gè)地方不一樣？【思考】預(yù)處理是什么意思？特征庫存放的是什么？要提高智能工具的智能性，可以從什么環(huán)節(jié)入手?４.模式識別的概念通過活動1和活動2，我們體驗(yàn)了手寫板和OCR軟件的使用,它們都是模式識別技術(shù)的一種應(yīng)用，那到底什么是模式識別？拓展應(yīng)用除了手寫板和ＯCR軟件,我們生活中還有哪些模式識別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用？模式識別的應(yīng)用（工程)模式識別的應(yīng)用（安全）模式識別的應(yīng)用(醫(yī)學(xué)）模式識別的應(yīng)用（軍事)·學(xué)生分組進(jìn)行體驗(yàn)活動.·學(xué)生進(jìn)行問題描述,學(xué)生演示OCR軟件的使用方法·學(xué)生思考回答·與同學(xué)們分享自己所遇到的問題，并說明自己是如何解決問題的·學(xué)生左右兩人一組，進(jìn)行游戲體驗(yàn)，生生互動總結(jié)猜字過程：手寫漢字——感(觸)覺——分析筆劃結(jié)構(gòu)——和學(xué)過的漢字對比——說出漢字學(xué)生:總結(jié)出錯(cuò)的原因，分析筆劃結(jié)構(gòu)以及和學(xué)過的漢字對比·學(xué)生閱讀教材第８６頁圖4-15及上面的一段文字，類比手寫板工作過程和人腦猜字過程,理解手寫識別漢字的工作過程?！ば〗M代表回答：除去信號中的“噪聲”,將文字大小和筆劃粗細(xì)等規(guī)范化特征庫中存放著標(biāo)準(zhǔn)漢字的字型信息·學(xué)生展示活動任務(wù)結(jié)果·PPT展示人工智能研究的兩個(gè)領(lǐng)域·ＰPＴ展示活動內(nèi)容·PPT展示用手寫板輸入漢字的工作流程·PPＴ展示手寫輸入和人猜漢字的過程,進(jìn)行對比展示·學(xué)生上臺進(jìn)行活動展示,播放視頻·總分總的講解模式。先讓學(xué)生通過閱讀課本對概念有個(gè)整體感知,然后通過活動體驗(yàn),進(jìn)一步理解概念、掌握智能工具處理信息的工作原理。·體驗(yàn)活動1和體驗(yàn)活動２中，把聲音、手寫漢字或圖像等轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)中的漢字符號，他們主要采用的是模式識別技術(shù)?！ねㄟ^猜字游戲讓同學(xué)們對比感知、理解手寫板的工作流程·通過學(xué)生閱讀教材,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力·通過學(xué)生和教師演示OCR的使用情況，總結(jié)智能處理工具所存在的一些不足,同時(shí)，讓學(xué)生自己總結(jié)改進(jìn)的方法·通過以小組的形式讓學(xué)生在課下進(jìn)行活動任務(wù)，極大的提高了學(xué)生自主探究的能力新課講授自然語言理解1.自然語言理解的概念體驗(yàn)活動三:翻譯軟件的使用【交流分享】請C組同學(xué)進(jìn)行分享交流請同學(xué)們翻譯以下內(nèi)容：Ifyoudonoｔlｅaveme,wewiｌlｄietｏｇeｔher.教師使用谷歌翻譯:如果你不離開我，我們將一起死亡【討論】和人工翻譯比較,機(jī)器翻譯速度和效率怎樣？結(jié)合自己的英語知識比較機(jī)器翻譯是否準(zhǔn)確，和你想的結(jié)果一樣嗎？【拓展】其他的人工翻譯翻譯一:你若不離不棄,我必生死相依。(六級水平)翻譯二：問世間問世間,情為何物,直教生死相許。(八級水平）翻譯三:山無陵,天地合,乃敢與君絕。（專家水平）翻譯四:你在或不在,愛就在那里,不增不減。（超宇宙水平）【小結(jié)】跟人工翻譯相比,機(jī)器翻譯就比較機(jī)械化，這是因?yàn)闄C(jī)器翻譯的工作流程就是如此?！締栴}１】如果要提高智能程度，從哪個(gè)環(huán)節(jié)入手？【問題2】怎樣避免中國式翻譯體驗(yàn)活動四：通過網(wǎng)絡(luò)與機(jī)器人對話【交流分享】請D組同學(xué)進(jìn)行分享交流、現(xiàn)場演示【提問】你們覺得機(jī)器人小i智能嗎?能不能聽懂你的話？如果同一個(gè)問題一直問他,會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？機(jī)器人小i是怎么理解我們的話呢?這個(gè)過程就可以解釋剛剛老師所提的那個(gè)問題,如果知識庫里的答案用完了，就會不斷重復(fù)。所以說，人工智能再有多智能,他的程序也是人類給他們賦予的，如果想提高機(jī)器人的智能性，應(yīng)該從哪方面入手呢?對，就是知識庫，多設(shè)置一些問題,多進(jìn)行回答預(yù)設(shè),他就會越來越聰明?！R讀教材86頁自然語言理解的概念:自然語言理解主要是研究如何是計(jì)算機(jī)能夠理解和生成自然語言的技術(shù)。其可以分為三個(gè)層次：詞法分析、句法分析和詞義分析?！ふ堄⒄Z課代表翻譯·學(xué)生感慨高水平的人工翻譯·學(xué)生閱讀教材8７頁圖4-16機(jī)器翻譯的工作流程，體會機(jī)器翻譯的工作過程?！W(xué)生思考回答擴(kuò)大語法庫和單詞庫結(jié)合語境,聯(lián)系上下文·全班共同體驗(yàn)與機(jī)器人對話，思考機(jī)器人對語言處理的過程，體驗(yàn)機(jī)器人與真人之間的區(qū)別·使用在線翻譯軟件進(jìn)行翻譯·用PPT展示其他人工翻譯的結(jié)果·PPＴ展示機(jī)器翻譯的工作流程·通過極域軟件廣播學(xué)生演示人機(jī)對話·PPＴ展示人機(jī)對話的工作流程·活動3中的軟件，可以進(jìn)行不同語種之間的語言翻譯；活動4使網(wǎng)絡(luò)中的機(jī)器人通過網(wǎng)絡(luò)理解我們輸入的內(nèi)容,并通過網(wǎng)絡(luò)做出回答，他們都采用的是自然語言理解?！ねㄟ^一個(gè)簡單的英語句子，就可以衍生出多種不同的翻譯結(jié)果，讓學(xué)生體會語言的魅力,以及翻譯中所遇到的最難的問題,即語義分析·通過和機(jī)器人小ｉ對話,可以體現(xiàn)出機(jī)器人的智能性,當(dāng)然,他與人類相比還是相差甚遠(yuǎn),那是因?yàn)?，他們的智能是人類所賦予的。以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。交流討論二、常用的智能工具今天，我們共同體驗(yàn)了哪幾個(gè)智能工具呢?·手寫板·OCＲ軟件·在線翻譯系統(tǒng)·在線與機(jī)器人對話前兩種屬于模式識別研究范疇后兩種屬于自然語言理解技術(shù)研究范疇他們都是人工智能所研究的領(lǐng)域·學(xué)生交流討論，總結(jié)本節(jié)課所提到的常用的智能工具:·手寫板·OCＲ軟件·在線翻譯系統(tǒng)·在線與機(jī)器人對話·進(jìn)行板書書寫總結(jié)·主要讓學(xué)生回顧總結(jié)本節(jié)課所涉及到的一些智能處理工具·再次強(qiáng)調(diào)是人工智能中所研究的兩個(gè)領(lǐng)域歸納提煉三、智能處理工具與一般處理工具的區(qū)別·學(xué)生閱讀教材，討論交流,理解智能處理工具與一般處理工具的