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78　　　计算机应用基础教学参考书（Windows 7+Office 2010）（第2版）书
第8章 人工智能初步 教案
任务1 初识人工智能 教案
1．教学设计方案
教学单元名称 任务1 初识人工智能 课 时 1学时
所属章节 第8章 人工智能初步 任务1 初识人工智能
任务描述 人工智能的发展让人类逐渐摆脱重复烦琐和低效的工作，人工智能的相关技术越来越多地应用在工业、农业、服务业等领域，正在改变甚至颠覆人们的日常生活。那么到底什么是人工智能？人工智能具体有哪些方面的应用？人工智能对人类社会未来的发展有哪些影响？下面将带着这些问题来了解人工智能。
任务分析 小华约的无人驾驶汽车在北京部分地区开始布局，百度地图及Apollo官网上可以预约体验Robotaxi自动驾驶出租车，智能移动终端远程开空调等电气设备也早已运用，越来越多的人家里开始安装智能家居系统。人工智能在人们的生产生活中应用得越来越普遍，如智能移动终端里面的各种应用软件，包括同声传译、智能搜索、远程监控等。 通过学习和了解人工智能的起源和发展，了解人工智能的定义，进而了解人工智能的应用和发展趋势，为将来进一步学习和从事人工智能相关专业奠定基础。
教学目标 知识目标 了解机器人的发展和应用 熟悉机器人基本技术 考 核 方 式 过程考核：学习知识掌握技能情况（20%）；小组协作搜索信息、积极参与讨论与分享任务成果（50%） 终结考核：自我总结评价（30%）
能力目标 了解人工智能的定义 了解人工智能工作原理 了解人工智能的应用
素养目标 建立制造与开发机器人三项基本原则的意识
教学环境 为每位学生的计算机配置如下 软件环境—Microsoft Windows 10
2．教学设计实施
教学 内容 教 师 行 动 学 生 行 动 组织 方式 教学方法 资源与 媒介 时间 /min
任务 提出 导入任务情景 分析工作任务 先集中后独立 引导 启发 投影 视频 5
案例分析 场景1描述了跳绳打卡的场景，场景2描述了百度地图导航应用场景，任务情景里小华坐上无人驾驶汽车，手机远程控制家电设备等场景，这些场景都是人工智能的应用场景。 那么随着科技的发展，怎么样的应用场景才是具备人工智能的，到底什么叫人工智能，怎么定义，人工智能的起源和发展又是怎样的？ 联系日常学习和生活，分组搜集并讨论问题记录讨论结果上传学习平台
知识讲授与学生 讨论 引导学生共同探索人工智能的定义和发展历程 分组协作，搜集人工智能的概念和发展历程 分组 讨论 引导 启发 讲授 投影 屏幕 5
讨论：工智能技术发展的最新趋势及其应用。 联系日常学习和生活，分组搜集并讨论问题记录讨论结果上传学习平台 分组 讨论 引导 启发 讲授 投影 屏幕 5
场景1的跳绳打卡的场景，采用阿里人工智能深度学习算法技术，通过手机摄像头来捕捉人体摆动幅度、识别动作要点，对跳绳完成数量、卡路里消耗量等数据进行自动统计。类似的应用场景还有作业自动批改、文字符号识别等应用。 场景2描述了百度地图导航应用场景，导航通过定位人的位置信息，乘坐交通工具等条件，为用户推荐最适合的线路。任务情景里面的自动驾驶、人脸识别都具有人工智能的智能特点。 从以上应用场景可以看出，人工智能需要学习能力、数据处理能力等，那么人工智能的工作原理是什么？ 分组协作，搜集人工智能的知识领域和工作原理 分组 讨论 引导 启发 讲授 投影 屏幕 10
学生 讨论 分组讨论人工智能在生活中的应用。说一说导航软件是如何让出行更便捷的。 联系日常学习和生活，分组搜集并讨论问题记录讨论结果上传学习平台 搜集 信息 分享 成果 计算机 10
总结 评价 根据先期观察记录，对学生的分组讨论情况进行初步点评 倾听点评 集中 自主 学习 计算机和投影屏幕 5
对本次课的重点及要点进行总结，讲授评价标准 倾听总结，对自己的整个工作任务的完成过程进行总结 先集中 后独立 相互评价自我评价 计算机和投影屏幕
3．教学实施过程
任 务 提 出（10min）
任务情境导入 人工智能的发展让人类逐渐摆脱重复烦琐和低效的工作，人工智能的相关技术越来越多地应用在工业、农业、服务业等领域，正在改变甚至颠覆人们的日常生活。那么到底什么是人工智能？人工智能具体有哪些方面的应用？人工智能对人类社会未来的发展有哪些影响？下面将带着这些问题来了解人工智能。 任务分析 小华约的无人驾驶汽车在北京部分地区开始布局，百度地图及Apollo官网上可以预约体验Robotaxi自动驾驶出租车，智能移动终端远程开空调等电气设备也早已运用，越来越多的人家里开始安装智能家居系统。人工智能在人们的生产生活中应用得越来越普遍，如智能移动终端里面的各种应用软件，包括同声传译、智能搜索、远程监控等。 通过学习和了解人工智能的起源和发展，了解人工智能的定义，进而了解人工智能的应用和发展趋势，为将来进一步学习和从事人工智能相关专业奠定基础。
知识讲授与操作演示（10min）
一、了解人工智能的定义 场景1描述了跳绳打卡的场景，场景2描述了百度地图导航应用场景，任务情景里小华坐上无人驾驶汽车，手机远程控制家电设备等场景，这些场景都是人工智能的应用场景。 那么随着科技的发展，怎么样的应用场景才是具备人工智能的，到底什么叫人工智能，怎么定义，人工智能的起源和发展又是怎样的？ 1．人工智能的发展史 人工智能的发展并不是一帆风顺的，也曾因计算机计算能力的限制无法模仿人脑的思考及与实际需求的差距过远而走入低谷。但是随着硬件和软件的发展，计算机的运算能力以指数级增长；网络技术蓬勃兴起，确保计算机已经具备了足够的条件来运行一些要求更高的人工智能软件；价格的不断降低及网络技术的不断发展，使得许多原来无法完成的工作现在已经能够实现，现在的人工智能具备了更多现实应用的基础。 人工智能定义 人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、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。 人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，来模拟人的某些思维过程和智能行为。该领域的研究包括机器人、语音识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等，涉及计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科，可以说几乎包含了自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴。人工智能技术本质上是以数学算法为核心，辅以计算机技术来模拟人的智能行为的技术。 了解人工智能工作原理 场景1的跳绳打卡的场景，采用阿里人工智能深度学习算法技术，通过手机摄像头来捕捉人体摆动幅度、识别动作要点，对跳绳完成数量、卡路里消耗量等数据进行自动统计。类似的应用场景还有作业自动批改、文字符号识别等应用。场景2描述了百度地图导航应用场景，导航通过定位人的位置信息，乘坐交通工具等条件，为用户推荐最适合的线路。任务情景里面的自动驾驶、人脸识别都具有人工智能的智能特点。 从以上应用场景可以看出，人工智能需要学习能力、数据处理能力等，那么人工智能的工作原理是什么。 1．人工智能的知识领域 虽然可以根据人的智能来定义“人工”的智能，但是关于“人工智能”的研究其实是关于人本身智能的研究，或者是关于其他智能生物或系统的研究。人工智能是计算机科学的一个分支，但是它属于一种交叉学科，从事这项工作的人需要懂得计算机知识、心理学和哲学等。 当前人工智能涵盖很多大的学科，可以归纳为六个方面的知识领域。 ① 计算机视觉（模式识别、图像处理等）。 ② 自然语言理解与交流（语音识别、合成等）。 ③ 认知与推理（各种物理和社会常识等）。 ④ 机器人（机械、控制、设计、运动规划、任务规划等）。 ⑤ 博弈与伦理（多代理人交互、对抗与合作，机器人与社会融合等）。 ⑥ 机器学习（各种统计的建模、分析工具和计算的方法）。 2．人工智能的工作原理 苹果手机的语音助手Siri可以实现打电话、查看天气等功能；目前流行的美颜相机App能自动美化出更漂亮的照片；逛京东、淘宝，网页里会有一项显示内容是“猜你喜欢”；新闻客户端—今日头条App，会根据你的日常喜好推送不同的新闻……，这些功能背后的核心就是机器学习。机器学习是人工智能最重要的组成部分，特别是深度学习是人工智能最重要的核心。 了解人工智能的应用 人工智能在人们的日常生活中最多的应用是智能设备。以手机为例，以前的手机只能打电话、发短信，其他功能很少。后来手机可以拍照，可以听歌，可以上网，可以与其他设备联网从而实现各种应用。人工智能引入手机之后，手机成为没有胳膊、腿的机器人。AI可以像人的眼睛一样，看到这个世界，未来智能手机将会极大地改变人类生活。从目前来看，AI技术在手机上的应用大致可以分为3类：人机交互、人脸识别、拍照美化。
完成工作任务（15min）
随着科技的发展，怎么样的应用场景才是具备人工智能的，到底什么叫人工智能，怎么定义，人工智能的起源和发展又是怎样的？ 讨论：工智能技术发展的最新趋势及其应用。 分组讨论人工智能在生活中的应用。说一说导航软件是如何让出行更便捷的。
总结评价与提高（10min）
【总结评价】 教师依据学生讨论交流及完成工作过程中的行动记录，挑选出具有代表性的几个小组的结论汇总在平台中，随机抽取几个学生对其进行点评，说出好的与不足之处 教师总结各组的讨论结果，点评在讨论和分享过程中表现出色的小组和个人，对于讨论结果进行正向引导，提升学生学习信息技术课程的兴趣。 学生对自己完成的工作进行总结与反思，主要总结自己在小组讨论与自己完成工作任务过程中的收获 最后教师给出本次课的学习成绩。评分依据—过程考核：学习知识掌握技能情况（20%），分组协作讨论并展示情况（50%）；终结考核：自我总结评价（30%）
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