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(共35张PPT)
第四单元 第5课
机器智能的最初设想
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）知道图灵提出的关于机器实现智能的最初设想。
（2）了解图灵提出的机器学习、模拟动物行为、模拟神经网络等实现人工智能的方法。
（3）了解图灵测试及其在检测机器是否拥有智能方面的重要意义。
02
新知导入
理论突破
图灵提出计算机不仅是数学工具，更是能模拟任意可计算过程的通用机器，将"思维"纳入了可计算范畴。
02
新知导入
研究转向
在第一台计算机问世后，图灵将研究重心转向"机器模拟思维"这一开创性课题，标志着人工智能研究的起点。
02
新知导入
思想遗产
图灵关于计算与智能关系的构想，成为人工智能领域最早且最具影响力的理论框架，为后续发展指明方向。
03
新知讲解
1.可学习的机器:《智能机器》报告的前瞻性与历史价值
图灵1948年未发表的《智能机器》报告超前提出了人工智能核心构想，虽当时被忽视，却被后世证实为AI研究的奠基性文献。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
学习能力的本质
图灵提出智能机器应像人类一样具备主动学习能力，而非被动执行预设程序，突破性地将"成长性"作为智能的核心特征。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
强化学习机制
借鉴人类/动物通过奖惩的经验学习模式，如幼儿学步、训犬等，首次系统提出机器可通过"尝试-反馈"机制实现自主能力进化。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
具体实现路径
设计机器通过目标驱动自主尝试动作，结合外部反馈不断优化行为策略。比如获得了人类的赞美，操作股票赚了更多钱，或抓取到了某个物体。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
应用场景延伸
该理论已实际应用于棋牌AI（AlphaGo）、机器人训练、金融预测等领域，验证了图灵设想的普适性。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
历史前瞻意义
70年前提出的强化学习框架，至今仍是AI研究的核心范式，彰显了图灵对智能本质的深刻洞察。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
2.模拟大脑的行为：类脑智能的理论基础
图灵创新性地提出通过模拟人脑神经元网络的结构与信息传递机制来实现机器智能，首次将神经科学与计算科学交叉融合，为人工神经网络技术奠定思想基础。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
技术实现探索
图灵不仅提出构想，还具体设计了两类神经网络模型并验证其学习能力，这种从理论到实践的跨越直接启发了后世的深度学习技术。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
ENIAC的编程局限性
ENIAC虽然实现了通用计算功能，但其编程方式依赖物理跳线和机械开关，效率极低，单次编程常需数日，暴露出早期电子计算机在操作交互上的重大缺陷。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
3.从生物进化中获取灵感
进化启发的智能理论
图灵创新性地将生物进化中的"自然选择"机制引入人工智能领域，提出机器可通过自主尝试和策略优化实现智能进化，为智能系统设计提供了全新范式。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
遗传算法的技术实现
这一思想被具体实现为"遗传算法"，通过模拟生物进化中的选择、交叉和变异过程，使机器能够自主寻找最优解决方案，成为人工智能的重要算法之一。
1
通向智能机器的途径
03
新知讲解
智能能力的界定标准
图灵提出智能机器应具备人类的核心能力（游戏、语言学习、翻译、数学等），特别强调语言能力作为智能的关键标志，为AI研究划定了能力边界。
2
智能的标准：图灵测试
03
新知讲解
图灵测试的灵感来源
借鉴"男女模仿游戏"的互动范式，即测试者通过对话辨别性别，创造性转化为"人机辨别"实验，将智能判定转化为可操作的交互验证。
2
智能的标准：图灵测试
03
新知讲解
测试机制的设计创新
设定机器通过语言模仿欺骗人类测试者，5分钟内成功率≥30%，以行为主义视角定义智能，突破传统理论对"意识"的纠缠，建立可量化的评估标准。
2
智能的标准：图灵测试
03
新知讲解
历史意义与理论价值
虽为思想实验，但图灵测试首次系统解答"何为智能"这一根本问题，其"模仿游戏"范式至今仍是AI研究的终极挑战目标，如ChatGPT等大模型测评。
2
智能的标准：图灵测试
03
新知讲解
图灵测试的实践争议
2014年BBC报道的"13岁男孩"AI程序虽宣称通过测试（欺骗率33%），但其测试标准与流程引发学界质疑；当前GPT等大语言模型虽展现类人交互能力，但尚未正式被认可通过测试。
2
智能的标准：图灵测试
03
新知讲解
理论目标的指引价值
尽管存在实践争议，图灵测试作为首个可操作的智能判定标准，持续为AI发展提供语言理解、行为拟人化等明确方向，其"人类水平智能"的核心要求仍是AI研究的终极标尺。
2
智能的标准：图灵测试
03
新知讲解
爱
思
考
图灵提出的三种实现人工智能的途径是什么？
(1)强化学习 ：模仿动物/人类通过"奖励-惩罚"机制学习（如训犬、幼儿学步）
(2)神经网络 ：模仿人脑神经元连接与信息传递方式
(3)遗传算法 ：模仿生物进化中的"自然选择"机制
04
课堂练习
一、填空题。
1.图灵认为智能机器应该具备 能力。
2.图灵测试要求机器在 分钟内能欺骗一定比例的测试者。
3.模拟人脑神经元网络的人工智能技术叫做 。
4.图灵提出的通过奖惩机制让机器学习的方法叫 。
5.模拟生物进化的人工智能算法叫 。
学习
5
神经网络
强化学习
遗传算法
04
课堂练习
二、判断题。
1.图灵认为机器只能按照固定程序运行，不能学习。( )
2.图灵测试是通过对话来判断机器是否具有智能的方法。( )
3.遗传算法是模拟生物进化过程的人工智能方法。( )
4.图灵的《智能机器》报告在发表时就广受好评。( )
5.现在的ChatGPT等AI已经完全通过了图灵测试。( )
×
×
√
×
√
04
课堂练习
三、选择题。
1.图灵认为智能机器最应该模仿人类的什么能力？( )
A. 绘画能力 B. 语言能力 C. 跑步速度 D. 唱歌技巧
2.图灵测试最初是受到什么游戏的启发？( )
A. 象棋 B. 男女模仿游戏 C. 捉迷藏 D. 猜谜语
3.图灵在《智能机器》报告中提出的重要概念是：( )
A. 计算机只能做数学计算 B. 机器可以通过学习变得智能
C. 计算机永远不会有智能 D. 机器不需要学习就能变聪明
4.以下哪项不是图灵提出的实现人工智能的方法？( )
A. 模拟神经网络 B. 遗传算法 C. 直接复制人脑 D. 强化学习
B
B
B
C
05
拓展延伸
1.AI学习像小狗
图灵说AI可以像小狗学握手一样，通过奖励（给零食）和惩罚（不理会）自己变聪明。
05
拓展延伸
2.电脑的"人造大脑"
图灵模仿人脑发明了"神经网络"，让手机能认出你的脸、听懂你说"小爱同学"，就像给机器装了会学习的"电子脑"。
05
拓展延伸
3.电脑的"超级眼睛"
图灵发明的神经网络让手机能认出你的笑脸、听懂"小度小度"，就像给机器装了会认人的"火眼金睛"。
06
课堂总结
1
类脑智能的理论基础
2
通向智能机器的途径
3
完成课堂练习
4
进行相关知识拓展
1
2
4
5
机器智能的最初设想
4
智能的标准：图灵测试
3
07
板书设计
机器智能的最初设想
1、类脑智能的理论基础
2、通向智能机器的途径
3、智能的标准：图灵测试
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、图灵提出的三种人工智能实现方法，对今天的科技产品有什么影响？
08
课后作业
图灵提出的三种人工智能实现方法，对今天的科技产品有什么影响？
1.强化学习 → 让游戏AI（如王者荣耀机器人）会自主进步，越玩越强。
2.神经网络 → 手机刷脸解锁、语音助手都靠它，像"电子大脑"在运作。
3.遗传算法 → 帮科学家设计更省电的芯片，像"数字达尔文进化"。
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