资源简介

第2课《人工智能应用》教学设计
【课标内容要求】
本课基于如下的义务教育课程标准要求：
第四学段(7～9年级)，人工智能模块：
1.了解人工智能对信息社会发展的作用，具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识。
2.通过案例分析，理解人工智能。根据学习与生活需要，合理选用人工智能，比较使用人工智能和不使用人工智能处理同类问题效果的异同。
3.通过体验人工智能应用场景，了解人工智能带来的伦理与安全挑战，合理地与人工智能开展互动，增强自我判断意识和责任感。
【教学内容分析】
本课选自浙江教育出版社初中信息科技八年级下第一单元《人工智能在身边》第 2 课。人工智能是研究和开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。在之前的课程当中，通过人工智能起源及发展过程的学习，引导学生初步认识人工智能，感受人工智能对人类社会发展带来的影响。本课主要内容是通过机器翻译、无人驾驶和人机博弈内容等人工智能应用的学习，引导学生认识到人工智能技术的重要性，感受人工智能给社会发展带来的变化，对下一节课人工智能三大技术基础的学习具有奠基作用。
【教学目标】
1.通过认识身边的人工智能应用，体会人工智能技术正在帮助人们以更便捷的方式投入学习、生活和工作中，感受人工智能技术的发展给人类社会带来的深刻影响。
2.通过机器翻译、无人驾驶和人机博弈内容等人工智能应用的学习，认识到人工智能技术的重要性，感受人工智能给社会发展带来的变化。
重点：了解机器翻译、无人驾驶和人机博弈内容等人工智能应用
难点：初步探索应用中体现的人工智能的基本特征及技术基础
【核心素养指向】
1.信息意识：了解人工智能对信息社会发展的作用，具有自主动手解决问题、 掌握核心技术的意识。
2.计算思维：通过案例分析，理解人工智能。根据学习与生活需要，合理选用人工智能，比较使用人工智能和不使用人工智能处理同类问题效果的异同。
3.信息社会责任：通过体验人工智能应用场景，了解人工智能带来的伦理与安全挑战，合理地与人工智能开展互动，增强自我判断意识和责任感。
【学情分析】
本内容的教学对象是 8 年级学生，在之前的课程当中，他们已经学习了人工智能起源及发展过程等等，感受了人工智能对人类社会发展带来的影响，对人工智能有了初步的认识。
【设计构想】
1.整体设想：以单元项目化学习为培养学生信息社会责任，指导自主可控技术对国家意义。
2.教法学法：采用生活案例类比、自主探究法。
3.情境与任务：科幻电影的生活
4.评价设计：过程性评价（1）能结合生活体验，描述机器翻译、无人驾驶和人机博弈的应用场景并说明实现过程；（2）能结合生活体验，理解人工智能，比较使用人工智能和不使用人工智能处理同类问题效果的异同。结果性评价：根据学习与生活需要，合理选用人工智能。
【教学环境及资源准备】
1.标准计算机教室。
2. PPT课件
【教学活动设计】
学习任务 学习过程 设计意图 用时（单位：分钟）
教师活动 学生活动
情境导入 1.视频导入 2.构建 随着人工智能技术的发展，人工智能的应用范围越来越广泛。如今人工智能应用在工业制造、农业生产、医疗卫生、生活服务等经济和社会领域发挥着重要作用。人工智能应用的表现形式大致可分为能听、能说、能看、能写、会思考、会学习和会行动等方面。 观看视频 以视频导入，激发学生兴趣 3
机器翻译 1.生活中需要用到的翻译场景 机器翻译是以自然语言理解为核心的一门技术，是利用计算机算法将一种自然语言(源语言)转换为另一种自然语言(目标语言)的过程、技术和方法。机器翻译属于计算语言学和自然语言处理范畴，不但具有实用价值，同时也具备重要的科学研究价值。 2.翻译方法 基于语料库的机器翻译方法主要有两种，一种是在已经形成的知识库中尽可能寻找与需要翻译的句子相似的结构，通过类比的手段，得到目标语的译文。另一种方法是认为目标语中的任何一个句子都有可能是源语言的译文，而唯一的不同是它们成为源语言译文的概率不同，机器翻译的任务就是通过计算找出概率最大的句子。这一方法是通过对数据库的分析对比将知识抽象成模型，根据统计模型来寻找最恰当的译文。 根据生活场景学习机器翻译，比较使用人工智能和不使用人工智能处理同类问题效果的异同。 贴近生活的实例 8
亲身体验 利用在线翻译网页、软件或手机APP等进行中英文翻译，比较翻译效果。 以小组为单位，动手体验，比较翻译效果 小组协作、自主探究 5
无人驾驶 1.播放视频，科幻片中的一些场景 2.无人驾驶 无人驾驶是人工智能在社会生活中的一个重要应用。无人驾驶系统一般包含雷达、激光、全球定位系统(GPS)和计算机视觉等感知、认知子系统，能够完成路线规划导航、障碍物识别和路标识别等多项任务，从而实现“无人”与“自动驾驶”的最终目标。 要使无人驾驶车辆“跑”起来，需要解决感知、决策和执行三个层面的技术问题。感知系统又称为“中层控制系统”,负责感知周围的环境，并进行识别和分析；决策系统也称为“上层控制系统”,负责路径规划和导航；执行系统也称为“底层控制系统”,负责汽车的加速、刹车和转向(如图2-1)。通过感知、决策与执行三个系统分工合作，责任明确地控制汽车的运行，就可以使无人驾驶汽车具备理论上的“行驶”条件。 开动脑筋: 讨论无人驾驶所需要的条件是否充分。 培养信息社会责任 8
人机博弈 1.播放视频，介绍学校象棋比赛社团的练习方式 2.人机博弈 博弈是指个人或团队在一定规则的约束下，选择各自的策略来实现预定目标的过程。狭义上的博弈是下棋、玩扑克牌、掷骰子等具有输赢性质的游戏。广义上的博弈是对策和斗智。人机博弈则是运用计算机技术和博弈思想，使计算机像人类一样从事高度智能的博弈活动。人机博弈是机器智能、兵棋推演、智能决策系统等人工智能领域研究的重要基础，同时也被认为是人工智能领域最具挑战性的研究方向。 3.“绝艺” “绝艺”是一款由我国科研团队自主研发的围棋程序，采用了搜索算法、深度学习和强化学习技术训练策略网络，再通过与机器自我对弈形成价值网络，快速提高棋力。“绝艺”曾战胜过诸多世界顶级围棋选手，现成为中国国家围棋队训练专用工具。 体验象棋等人机博弈的软件 亲身体验相关软件 8
随堂练习 井字棋是一个流传已久的传统纸笔游戏，它是在3×3格子上进行的连珠游戏。由两个人轮流来下棋，分别用“O”和“×”来代替自身的棋子。轮到下棋时，用棋子占领其中一个空格。如果双方中有一方的棋子可以连成一条直线(横、竖、斜皆可),则该方判胜，对方判负。若所有的格子都被占领，但双方都无法使棋子连成一条直线的话，则判和棋。 1.下“井字棋”时，在先手的情况下，如何保证不败 *2.计算“井字棋”有多少走法。 以小组为单位进行探索和讨论，进行分享 激发学生的兴趣 5
总结 说一说，通过这节课，你学到了什么？有什么体会和感受？ 畅谈收获 以学生的视角总结本课，体现以生为本 3

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