《信息技術(shù)基礎Win10+Office 2016》 教案 第19課 認識物聯(lián)網(wǎng)、認識人工智能

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課題第19課認識物聯(lián)網(wǎng)、認識人工智能課時2課時（90min）教學目標知識目標：（1）了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和體系結(jié)構(gòu)（2）了解人工智能的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)（3）熟悉物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的應用場景能力目標：能夠清晰描述運用新一代信息技術(shù)解決實際問題的典型案例，正確分析其應用價值素質(zhì)目標：理解新一代信息技術(shù)對人們的生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的影響，認同并維護我國科教興國戰(zhàn)略教學重難點教學重點：物聯(lián)網(wǎng)、人工智能的基本概念和應用場景教學難點：物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，人工智能的關(guān)鍵技術(shù)教學方法問答法、討論法、講授法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計第1節(jié)課：傳授新知（28min）課堂討論（12min）第2節(jié)課：問題導入（3min）

傳授新知（27min）

課堂實踐（10min）

課堂小結(jié)（3min）

作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內(nèi)容及步驟設計意圖第一節(jié)課課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，讓其提醒同學預習本課知識，同時查閱相關(guān)資料，了解物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的相關(guān)知識【學生】按照要求完成課前任務通過課前的預熱，讓學生了解所學課程的大概內(nèi)容，激發(fā)學生的學習欲望考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】班干部報請假人員及原因培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況任務導入（3min）【教師】講述“任務工單”中的相關(guān)內(nèi)容（詳見教材），讓學生了解本節(jié)課學習任務【學生】聆聽、思考、記憶通過任務導入，讓學生了解學習目標，調(diào)動學生的主觀能動性傳授新知

（28min）【教師】講解新知，介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和應用場景等相關(guān)內(nèi)容一、物聯(lián)網(wǎng)是什么【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是利用RFID、傳感器、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡?！拘√崾尽縍FID是射頻識別（radiofrequencyidentification）的英文縮寫，是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術(shù)。RFID系統(tǒng)主要由3部分組成：電子標簽（tag）、閱讀器（reader）和天線（antenna）。其中，電子標簽用于存儲物體的標識信息；閱讀器用于以射頻信號方式讀取電子標簽中的信息（有的閱讀器也具有寫入信息功能）；天線用于發(fā)射和接收射頻信號，往往內(nèi)置在電子標簽和閱讀器中?！ㄔ斠娊滩模┪锫?lián)網(wǎng)的定義包含兩層意思：一是物聯(lián)網(wǎng)的基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，它是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上延伸和擴展的網(wǎng)絡；二是其用戶終端延伸和擴展到了任何物體之間，使任何物體之間都可以進行信息交換和通信。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)”。二、物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)【多媒體】教師展示“物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)模型”圖（詳見教材），并講解，幫助學生了解物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)（2）網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層通過各種網(wǎng)絡，將物體的信息實時、準確地傳遞給應用層。（3）應用層。應用層有一個信息處理中心，用來處理從感知層得到的信息，以實現(xiàn)物體的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等實際應用。物聯(lián)網(wǎng)的3層結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，即全面感知、可靠傳遞和智能處理。三、物聯(lián)網(wǎng)的應用場景【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題1．智能家居智能家居是指以住宅為平臺，集成與家居生活有關(guān)的設施構(gòu)建的現(xiàn)代化的居住環(huán)境。【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題智能家居可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)各設施的互聯(lián)互通，形成一個小型的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這些設施會收集并實時共享環(huán)境信息，并根據(jù)這些信息智能地調(diào)節(jié)自身狀態(tài)。……（詳見教材）2．智能醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)在智能醫(yī)療中的應用包括病人監(jiān)控、遠程醫(yī)療、醫(yī)療管理、醫(yī)院物資管理等?！ㄔ斠娊滩模?．智能物流【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題物聯(lián)網(wǎng)在智能物流中的應用包括庫存監(jiān)控、物品識別、配送管理、運輸管理、包裝管理、裝卸管理、安全追蹤等。……（詳見教材）4．智能交通物聯(lián)網(wǎng)在智能交通中的應用包括車輛定位與調(diào)度、交通狀況感知、交通智能化管控、停車管理等?！ㄔ斠娊滩模?．智能工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)中的應用包括生產(chǎn)過程控制、供應鏈跟蹤、生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測、產(chǎn)品質(zhì)量檢測等?！ㄔ斠娊滩模?．智能農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能農(nóng)業(yè)中的應用包括自動灌溉、自動施肥、自動噴藥、異地監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等。……（詳見教材）【學生】聆聽、思考、理解、記錄通過教師講解、課堂問答等方式，讓學生了解物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和應用場景等相關(guān)內(nèi)容課堂討論（12min）【教師】對學生進行分組，3～5人一組，每組選出一名組長，然后組織學生以小組為單位討論以下問題問題1：為什么要大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)？問題2：物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)有什么區(qū)別？有什么聯(lián)系？問題3：生活中物聯(lián)網(wǎng)應用的實例有哪些？【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結(jié)果【教師】總結(jié)學生的回答，并評價各組的表現(xiàn)通過課堂討論，加深學生對物聯(lián)網(wǎng)的認識第二節(jié)課問題導入

（3min）【教師】隨機邀請學生回答以下問題什么是人工智能？【學生】思考、回答用問題導入讓學生主動探究人工智能的相關(guān)內(nèi)容，激發(fā)學生的求知欲傳授新知

（27min）【教師】講解新知，介紹人工智能的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和應用場景等相關(guān)知識一、人工智能是什么【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題當代生活中，無論是手機上的指紋識別、人臉識別、導航系統(tǒng)、美顏相機、新聞推薦、智能搜索、語音助手、翻譯助手、垃圾郵件過濾等應用，還是智能監(jiān)控、智能音箱、智能機器人、自動駕駛汽車、無人機，這些都與人工智能密切相關(guān)。人工智能（artificialintelligence,AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門學科，其目標是生產(chǎn)出能以人類智能相似的方式做出反應的智能機器。具體來說，人工智能就是讓機器像人類一樣具有感知能力、學習能力、思考能力、溝通能力、判斷能力等，從而更好地為人類服務。二、人工智能的關(guān)鍵技術(shù)【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題1．機器學習機器學習是指使計算機能像人類一樣學習，以獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結(jié)構(gòu)，從而不斷改善自身性能。機器學習是使計算機具有智能的根本途徑，它讓計算機不再只是通過特定的編程完成任務，而是可以通過不斷學習來掌握本領。機器學習主要依賴大量數(shù)據(jù)訓練和高效的算法模型，其背后需要具有高性能計算能力的軟硬件和大量數(shù)據(jù)作為支撐?！ㄔ斠娊滩模?．計算機視覺計算機視覺是指使計算機具備像人類那樣通過視覺系統(tǒng)提取、觀察、理解和識別圖像與視頻的能力。計算機視覺相當于人工智能的大門。……（詳見教材）3．生物特征識別生物特征識別是指根據(jù)人的生理或行為特征對人的身份進行識別、認證。從應用流程看，生物特征識別通常分為注冊和識別兩個階段。注冊階段是指通過傳感器（如攝像頭、麥克風等）對人體的生物特征信息（如人臉、指紋、聲紋等）進行采集并存儲；識別階段采用與注冊階段一樣的采集方式對待識別人進行信息采集和特征提取，然后將提取的特征與存儲的特征進行對比、分析，完成識別?！ㄔ斠娊滩模?．自然語言處理自然語言處理是指使計算機擁有理解、處理人類語言的能力，包括機器翻譯、語義理解、問答系統(tǒng)等。?！ㄔ斠娊滩模菊n堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題5．語音識別語音識別是指將人類語音中的詞匯內(nèi)容轉(zhuǎn)換為計算機可以“讀”的數(shù)據(jù)，即讓機器能聽懂“人話”?！ㄔ斠娊滩模?．機器人技術(shù)利用機器人技術(shù)可以將計算機視覺、語音識別、自動規(guī)劃等感知和認知技術(shù)整合至極小卻高性能的傳感器、制動器及其他設計巧妙的硬件中，制造出能在各種環(huán)境中靈活處理不同任務的機器人。（1）工業(yè)機器人。工業(yè)機器人是面向工業(yè)領域的多關(guān)節(jié)機械手或其他形式的機器裝置。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序自動運行。工業(yè)機器人可以降低勞動力成本、提高生產(chǎn)效率，已在制造行業(yè)得到廣泛應用。（2）服務機器人。服務機器人的定位就是服務。從服務機器人的功能特點上來看，它與工業(yè)機器人的一個本質(zhì)區(qū)別在于，工業(yè)機器人的工作環(huán)境都是已知的，而服務機器人所面臨的工作環(huán)境絕大多數(shù)都是未知的，因此制造難度更大。三、人工智能的應用場景【課堂問答】【教師】隨機邀請學生回答以下問題人工智能和物聯(lián)網(wǎng)的應用往往彼此交叉。此外，兩者還需要大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的支持。1．智能制造人工智能在智能制造方面的應用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是智能裝備，包括自動識別設備、人機交互系統(tǒng)、工業(yè)機器人及數(shù)控機床等具體設備；二是智能工廠，包括智能設計、智能生產(chǎn)、智能管理及集成優(yōu)化等具體內(nèi)容。2．智能金融人工智能在金融領域的應用主要包括以下幾個方面。（1）智能獲取客戶。（2）用戶身份驗證。（3）金融風險控制。（4）智能客服?！ㄔ斠娊滩模?．智能交通智能交通是指借助現(xiàn)代科技手段和設備，將各核心交通元素連通，實現(xiàn)信息互通與共享，以及各交通元素的彼此協(xié)調(diào)、優(yōu)化配置和高效使用?！ㄔ斠娊滩模?．智能安防智能安防技術(shù)是一種利用人工智能對視頻畫面進行采集、存儲和分析，從中識別安全隱患并對其進行處理的技術(shù)。智能安防與傳統(tǒng)安防的最大區(qū)別在于，傳統(tǒng)安防對人的依賴性比較強，非常耗費人力，而智能安防能夠通過機器實現(xiàn)智能判斷?！ㄔ斠娊滩模?．智能醫(yī)療人工智能在醫(yī)療方面的應用包括輔助診療、疾病預測、醫(yī)療影像分析和識別、藥物開發(fā)、手術(shù)機器人等。（1）手術(shù)機器人應用案例。（2）醫(yī)療影像識別案例。……（詳見教材）6．智能物流物流企業(yè)除利用條形碼、射頻識別技術(shù)、傳感器、全球定位系統(tǒng)等優(yōu)化和改善運輸、倉儲、配送、裝卸等物流業(yè)基本活動外，也在嘗試使用計算機視覺及智能機器人等技術(shù)實現(xiàn)貨物自動化搬運和揀選等復雜活動，使貨物搬運速度、揀選精度得到大幅度提升?！ㄔ斠娊滩模緦W生】聆聽、思考、理解、記錄通過教師講解、課堂問答等方式，讓學生了解人工智能的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和應用場景等相關(guān)內(nèi)容課堂實踐

（10min）【教師】講解AI摳圖的操作步驟，并邀請學生上臺進行演示操作步驟1啟動MicrosoftEdge瀏覽器，在地址欄中輸入“https://www.remove.bg/zh”并按“Enter”鍵，打開remove.bg中文主頁，單擊“上傳圖片”按鈕。步驟2打開“打開”對話框，選擇一張要消除背景的圖片（如本書配套素材“素材與實例”/“項目七”文件夾中的“boy.jpg”圖片），然后單擊“打開”按鈕。步驟3此時會顯示圖片上傳進度。步驟4稍等片刻，即可看到已消除背景的圖片。步驟5單擊界面右側(cè)的“下載”按鈕，可以將已消除背景的圖片（PNG格式）保存到本地磁盤。【學生】聆聽、觀看、思考、理解、記錄、上臺演示【教師】評價學生的表現(xiàn)通過課堂實踐，幫助學生掌握AI摳圖的操作方法，同時提升學生的動手操作能力課堂小結(jié)

（3min）【教師】簡要總結(jié)本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)和應用場景，人工智能的基本概念、關(guān)鍵技術(shù)和應用場景等相關(guān)知識，并通過課堂實踐熟悉了AI摳圖的方法，本節(jié)課內(nèi)容較多，大家