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(共36张PPT)
第四单元 第2课
布尔的故事
清华版（小学）
通
1
学习目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
教学目标
（1）了解布尔的生平。
（2）了解布尔用符号和计算来描述人类思维的思想。
（3）理解思维形式化对人工智能起源的重要意义。
02
新知导入
亚里士多德逻辑学的贡献与局限
亚里士多德开创了逻辑学，使人类首次对思维过程有了清晰认识，但其依赖自然语言表达概念和命题，存在模糊性，影响逻辑学的严谨性和准确性。
02
新知导入
机器处理逻辑的挑战
自然语言的模糊性使得逻辑难以被机器处理，机器需要严格定义的符号和计算过程才能执行逻辑推理。
02
新知导入
布尔的突破性贡献
乔治·布尔通过符号和运算规则定义逻辑过程，实现了思维的数学化描述，为人工智能的发展奠定了坚实基础。
03
新知讲解
1
自学成才的数学家
布尔的早年经历与自学成才
乔治·布尔出生于英国贫寒家庭，仅接受过小学教育，但通过自学掌握了拉丁语、希腊语、法语、德语等多门语言，16岁便因家庭经济困难开始任教谋生。
03
新知讲解
1
自学成才的数学家
教育实践与数学研究的双重奋斗
19岁回乡创办学校并长期担任校长，期间坚持数学研究并发表重要成果，1849年受聘为爱尔兰科克市皇后学院的数学教师，由此进入英国主流学术圈。
03
新知讲解
1
自学成才的数学家
学术成就与荣誉
42岁时当选英国皇家学会会士，标志着其学术贡献获得权威认可，为后续创立布尔代数奠定职业基础。
03
新知讲解
布尔理论的完善与应用
1854年布尔在《思维规律》中完成逻辑数学化，证明人类思维可通过符号运算进行数学化表达，为思维的可计算性奠定理论基础，这一理论被后人称为“布尔代数”。
2
布尔的逻辑数学化
03
新知讲解
布尔代数的基本思想有两点：
一是用符号表示基本事实，二是用运算符号表示推理过程。
2
布尔的逻辑数学化
第一步：将事实表示成符号，从而去除语言的模糊性。
A：“今天下雨” B：“在家里做作业”
03
新知讲解
2
布尔的逻辑数学化
符号可以取值为“真”，表示事实成立；也可以取值为假，表示事实不成立。
A=1：“今天下雨”为真
A=0：“今天下雨”为假
03
新知讲解
2
布尔的逻辑数学化
第二步：将推理过程表示成符号演算
如果今天下雨，那么就在家里做作业
A → B
“→ ”表示“那么”
03
新知讲解
2
布尔的逻辑数学化
如果做完作业并且得到妈妈同意，那么可以吃冰激凌
P ∧ Q → T
“∧”表示“并且”， “→ ”表示“那么”
P：“写完作业” Q：“征得妈妈同意” T：“可以吃冰激凌”
03
新知讲解
布尔对逻辑数学化的革命性贡献
1.符号化表达 ：用代数符号表示基本事实（如X代表命题）。
2.运算规则 ：用"∧∨ "等运算符替代自然语言推理（如"∧"对应"且"）。
3.二值系统 ：布尔用1/0表示真/假，建立二进制逻辑体系，使思维可数学化计算，成为计算机和AI的理论基石。
2
布尔的逻辑数学化
03
新知讲解
2
布尔的逻辑数学化
布尔的工作对人工智能的意义
布尔用符号演算描述人类的逻辑思维过程，这一方法称为“数理逻辑”。数理逻辑的建立使机器模拟人类智能成为可能。
A ∧ B → P
P → X
X → Y
03
新知讲解
布尔理论的现代价值
1937年香农将布尔逻辑与二进制电路结合，实现逻辑运算的物理化，这一突破直接催生现代电子计算机和数字技术革命。
2
布尔的逻辑数学化
03
新知讲解
布尔的学术遗产与历史影响
布尔代数成为计算机科学基石，其命名的布尔变量被所有编程语言采用，月球陨石坑的命名和全球纪念活动彰显其对现代科技与学术的深远影响。
2
布尔的逻辑数学化
03
新知讲解
文学领域的成就
布尔的小女儿艾捷尔·丽莲·伏尼契成为著名作家，其代表作《牛虻》具有广泛影响力，展现了家族在人文领域的卓越贡献。
3
薪火相传
03
新知讲解
布尔的外曾孙塞巴斯蒂安的两个子女韩丁和寒春与中国结下深厚渊源：
韩丁作为记者记录中国土改，撰写《翻身》向世界介绍中国。
寒春投身中国社会主义建设，毕生致力于农业机械化事业。
3
薪火相传
03
新知讲解
科学与人文的传承
布尔家族两百年来延续了先辈的创新精神，在文学、跨文化交流、农业科技等多个领域持续为人类进步作出贡献，体现了科学世家的人文情怀。
3
薪火相传
03
新知讲解
AI领域的里程碑贡献
作为"AI教父"，辛顿教授在2006年提出深度神经网络推动AI进入深度学习时代，并先后获得2018年图灵奖和2024年诺贝尔物理学奖，在人工智能领域有开创性地位。
3
薪火相传
03
新知讲解
爱
思
考
思考——布尔教授的成长经历给我们哪些人生启示？
（1）逆境中奋进：贫寒出身和缺乏正规教育并非阻碍，自学亦可成才。
（2）困难的价值：将挑战视为“磨刀石”，转化为成长动力。
（3）信念与坚持：保持勇气和持续努力是成功的关键。
03
新知讲解
爱
思
考
布尔教授出身贫寒却自学成才，证明逆境可化为成长的“磨刀石”。他的经历启示我们：保持勇气与坚持，终会突破困境。
03
新知讲解
知
识
库
1. 科学理想与道德觉醒
寒春作为曼哈顿计划女科学家，因原子弹的破坏性而放弃核物理研究，转向和平事业。
2. 扎根中国的奉献人生
1948年寒春与丈夫阳早定居中国，毕生推动奶牛品种改良与农业机械化，成为新中国农业现代化的先驱。
3. 中美友谊的桥梁
1970年代寒春通过全美巡回演讲向世界传递真实的中国，逝世后骨灰撒在奋斗过的草原，象征与土地的永恒联结。
04
课堂练习
一、填空题。
布尔用符号和计算描述逻辑的方法叫 代数 。
布尔年轻时自学了拉丁语、希腊语、 和德语。
1937年， 把布尔代数和电路结合，为计算机奠定基础。
布尔在 年出版了《思维规律》，完成逻辑数学化。
布尔
法语
香农
1854
04
课堂练习
二、判断题。
布尔出生在富裕家庭，从小接受最好的教育。（ ）
布尔代数用“1”和“0”表示“真”和“假”。（ ）
寒春曾参与曼哈顿计划，后来到中国研究农业。（ ）
布尔的小女儿是著名科学家，研究人工智能。（ ）
香农的发现让布尔代数能用在计算机上。（ ）
×
×
√
√
√
04
课堂练习
三、选择题。
1.乔治·布尔最重要的贡献是什么？( )
A. 发明了计算机 B. 用数学符号描述逻辑（布尔代数）
C. 发现了浮力定律 D. 写了《牛虻》这本书
2.布尔代数对现代科技的影响是？ ( )
A. 让计算机能进行逻辑运算 B. 帮助人们学习外语 C. 改良了奶牛品种 D. 发现了新行星
3. 寒春对中国的主要贡献是？( )
A. 写小说记录中国历史 B. 推动农业机械化 C. 研究核武器 D. 教英语
4. 布尔年轻时靠什么学习知识？( )
A. 上名校 B. 自学 C. 父母辅导 D. 请家教
B
A
B
B
05
拓展延伸
1.从数学公式到智能机器人 布尔代数教会电脑用“∧∨ ”符号思考（比如“下雨∧带伞→出门”），现在AI聊天机器人正是用这种规则回答问题！
05
拓展延伸
2.连续推理
符号表示：
A: 天阴 B:湿度大 P:下雨
X:西凉河水上涨 Y：七侠镇被淹
现有知识：
（1）如果天阴且湿度大，那么会下雨
（2）如果下雨，那么西凉河水会上涨
（3）如果西凉河水上涨，那么七侠镇会被淹
数学表示
A ∧ B → P
P → X
X → Y
结论：如果天阴且湿度大，那么七狭镇会被淹。
05
拓展延伸
3.科学家的“超能力传承”
布尔的家族有作家、农业专家，还有“AI教父”辛顿！
06
课堂总结
1
自学成才的数学家
2
布尔的逻辑数学化
3
完成课堂练习
4
进行相关知识拓展
1
2
4
5
布尔的故事
4
薪火相传
3
07
板书设计
布尔的故事
1、自学成才的数学家
2、布尔的逻辑数学化
3、薪火相传
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、举例一下生活中出现的身边的“布尔代数” ？
08
课后作业
一、请举例一下生活中出现的身边的“布尔代数” 。
家里的电脑和手机之所以能“听懂”指令，是因为它们用布尔代数的“1”和“0”处理信息。
比如，当你点击屏幕，电路会根据“开/关”（1/0）的规则快速计算，完成操作。
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