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作业练习
课程基本信息
学科 信息科技 年级 八年级 学期 春季
课题 人工智能中的算法
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
作业练习
一、判断题： 1.以下哪些人工智能中的应用场景中应用到了搜索算法： （1）分拣机器人“小黄人”制定投送包裹的路线。 （2）机器人走一遍走迷宫后，第二遍采用了最短路径。 （3）导航规划从起点到终点的推荐路线。 2.以下哪些人工智能中的应用场景中应用到了推理算法： （1）依据犯罪历史数据预测某地区的犯罪概率。 （2）专家系统依据患者输入的信息及查看舌苔与脉搏进行诊病。 （3）小徐发现很多音乐APP中都有“猜你喜欢听”、“你的私荐歌单”，里面的歌曲正是自己所喜欢的风格与类型。 3.以下哪些人工智能中的应用场景中应用到了预测算法： （1）可以看到未来15天的天气预报。 （2）台风形成后，预报台风路径。 （3）无人驾驶车通过分析行人肢体语言，来预判行人是否要过马路。 （4）导航显示：前方路段拥堵，预计通行时间3分钟。 二、填空题： 1.在重排八数码这个问题上， 的效率更高。 2.人工智能中的推理是基于训练的神经网络，对获得的新数据进行 。 3.衡量线性模型“好坏”的关键因素是 。 三、材料分析题： 1.A和B同学拥有同款智能音箱两年以上，他们都下达指令：“请播放音乐”，A同学家的智能音箱推荐的都是国风歌曲，而B同学家的智能音箱播放的都是动漫歌曲，请结合人工智能算法的相关知识分析一下背后的原因。 2.导航系统为什么能给出多条规划路径？请结合所学知识分析一下用到哪些算法。 参考答案： 3.两个用户用手机登录同一个购物网站，而网站推荐给他们的商品完全不一样。结合所学知识，试着分析一下原因。 一、判断题参考答案：1.√√√ 2.×√√ 3.√√√√ 二、填空题参考答案：1.A*搜索 2.推导 3.预测值与真实值的误差 三、材料分析题参考答案 材料分析题1： 参考答案1：这有可能是大数据分析的结果，它通过分析大量用户的行为来找出相似用户的偏好，并推荐那些相似用户喜欢的音乐。（★★★） 参考答案2：智能音箱的推荐算法会分析用户过去的听歌历史和偏好。如果A同学之前经常听国风歌曲，而B同学经常听动漫歌曲，那么音箱就会根据这些历史数据来推荐相似的音乐。（★★★★） 参考答案3：智能音箱会分析音乐的内容特征，如节奏、旋律、歌词等，来推荐与用户过去喜欢的音乐相似的曲目。智能音箱的推荐算法还会定期更新，以适应用户偏好的变化和新的音乐趋势。（★★★★★） 材料分析题2： 搜索：在地图上找到起点到终点的最优路径。 推理：考虑用户偏好（避免拥堵区域或选择最短路径），从而为用户提供多种路线选择。 预测：利用历史数据和交通实时数据，预测未来的路面交通状况，提供不同路线的预计时间。 材料分析题3： 参考答案1：购物网站在后台会记录用户的浏览习惯，根据用户喜好推荐商品。（★★★） 参考答案2：这是大数据的推荐机制带来的结果。购物网站的算法系统会主动依据用户的历史购物记录、搜索请求，把系统认为适合的产品推送给当前用户。（★★★★） 参考答案3：购物网站有各种各样的排名算法。根据顾客的特征和需求，在页面为每个用户提供个性化的商品展示，用户看到的商品都是自己喜欢的商品，目的在于提升客户体验和转化率。（★★★★★）
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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 八年级 学期 (春季)
课题 人工智能中的算法
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
教学目标
1. 通过对比不同的人工智能应用场景，初步了解搜索、推理和预测在人工智能中的应用。 2. 通过与传统方法处理同类问题效果的对比，体会人工智能的高效便捷，增强掌握核心技术的意识。
教学内容
教学重点： 人工智能算法中的搜索、推理与预测的概念及应用
教学难点： 回归分析法在预测算法中的作用
教学过程
（一）感知 【活动描述】了解八数码游戏的玩法 【学生活动】运行八数码游戏小程序，尝试达到目标布局 【教师活动】讲解运行方法和游戏规则，巡视查看学生动手情况，个别给予帮助 【设计意图】利用游戏形式导入，让学生对人工智能算法产生兴趣。 （二）建构 活动1：认识人工智能中的搜索算法 【活动描述】 了解启发式搜索的A*搜索和盲目搜索的广度优先搜索过程及特点，比较不同搜索策略的优劣。 【教师活动】 1.由生活中解开八数码的方法引出启发式搜索的A*搜索和盲目搜索的广度优先搜索。 2.利用“两种算法对比”程序记录算法的生成节点数量和扩展节点数量，引导学生对比分析算法在时间和空间复杂度的优劣性。 3.引发学生思考：是否启发式搜索一定优于盲目搜索？ 【设计意图】 本活动从解开简单的八数码游戏入手，激发学生的学习兴趣；利用程序了解两种算法所生成的节点数和扩展的节点数，以此分析每种算法在解决不同问题时（三种初始布局）所呈现出的搜索效率，让学生充分理解“搜索算法的策略对搜索效率起到至关重要的作用，不同搜索策略存在优劣性”、“解决实际问题需要结合实际需求灵活运用不同的搜索策略”。 活动2：探究人工智能推理算法 【活动描述】 探究人工智能的推理算法原理，了解专家系统的实现过程。 【教师活动】 1.了解推荐系统的个性化推荐，如：购物网站为用户“量身定做”首页、智能音箱因人而异地推荐歌曲，分析现象背后的原理。 2.利用视频带领学生了解专家系统的实现推理过程，分析中医专家系统的诊病过程。 【设计意图】 先探讨分析推理算法的应用场景，并亲身体验智能音箱面对相同口令却为用户“量身定制”音乐，探究背后的原因，再了解专家系统推理机的作用，降低学生理解的难度。 活动3：了解体验预测算法 【活动描述】 探讨人工智能预测算法的概念及生活中应用，以简单案例体验线性回归。 【教师活动】 1.带领学生观察数据的规律，构建线性模型。 2.分析讨论“两条预测线中哪一条更能准确预测”，了解衡量线性模型“好坏”的关键是预测值与真实值（散点）之间的误差。 3.运行线性回归程序得到最佳预测线，实现对台州未来生产总值的预测。 【设计意图】 通过观察数据规律、分析预测线的拟合程度，循序渐进地让学生了解线性回归“基于数据、建立模型、预测未来”的过程。通过与虚拟学生展开问答互动，让学生学会观察、学会表达、学会思考，从而更好地理解线性回归实现预测的过程，突破本课的难点知识。 应用 【活动描述】分析应用题“导航系统为什么能给出多条规划路径？” 【参考答案预设】 搜索：在地图上找到起点到终点的最优路径。 推理：考虑用户偏好（避免拥堵区域或选择最短路径），从而为用户提供多种路线选择。 预测：利用历史数据和交通实时数据，预测未来的路面交通状况，提供不同路线的预计时间。 【设计意图】 通过利用探究问题“导航系统为什么能给出多条规划路径？”剖析探讨其中用到的算法及具体体现，让学生知道一项技术的应用并不仅仅用到一种算法，而是多种算法的结合应用。 梳理 【活动描述】 总结概括本节课知识。 【教师活动】 梳理与归纳本课所学知识，并对学有余力的学生给出进一步学习的方向与期待。 【设计意图】 从本课知识内容构建出知识架构来梳理本课知识脉络，帮助学生完成知识建构，使知识系统化。
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 八年级 学期 (春季)
课题 人工智能中的算法
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年12月
学习目标
1. 通过对比不同的人工智能应用场景，初步了解搜索、推理和预测在人工智能中的应用。 2. 通过与传统方法处理同类问题效果的对比，体会人工智能的高效便捷，增强掌握核心技术的意识。
课前学习任务
1. 回顾人工智能的三大技术基础。 2. 了解八数码游戏玩法。
课上学习任务
【学习任务一】 1.填写生成节点数和扩展节点数，对比不同搜索算法的效率 2.在重排八数码这个问题上， 的效率更高一些（广度优先搜索/A*搜索）。 3.启发式搜索一定比盲目搜索更优吗？ 【学习任务二】 1.人工智能中的推理模拟了人类“ ”的功能。 2.A和B同学拥有同款智能音箱，他们下达相同指令：“请播放音乐”，A同学家的智能音箱推荐的都是国风歌曲，而B同学家的智能音箱播放的都是动漫歌曲，请结合人工智能算法的知识分析一下原因。 【学习任务三】 数据的规律是 。 你认为哪条预测线更能准确地预测，为什么？ 。 衡量线性模型“好坏”的关键因素是 。 【综合应用】 请结合人工智能算法的知识分析一下：导航系统为什么能给出多条规划路径？ 请在以下星级评价表格中为自己的表现进行打分：
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