教學(xué)設(shè)計 完整版：利用人工智能技術(shù)加工信息

高中信息技術(shù)（必修）信息技術(shù)基礎(chǔ)利用人工智能技術(shù)加工信息教學(xué)設(shè)計課題名稱利用人工智能工具處理信息教學(xué)目標(biāo)認(rèn)知：能從操作的過程中了解智能信息處理工具的基本工作過程。技能：(1)能使用教材中出現(xiàn)的智能信息處理工具。(2)簡單了解智能信息處理工具的工作原理。情感：(1)認(rèn)識到智能信息處理這一前沿技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價值。(2)能在應(yīng)用和體驗(yàn)智能信息處理工具的過程中，形成對信息前沿技術(shù)探索的強(qiáng)烈要求。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)能應(yīng)用和體驗(yàn)智能信息處理工具。教學(xué)難點(diǎn)簡單了解智能信息處理工具的工作原理。教學(xué)方法采用講解、探究、任務(wù)驅(qū)動和自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法。

教學(xué)地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)教室

教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動學(xué)生活動引入前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了對信息進(jìn)行加工和表達(dá)的各種方法，我們知道用計算機(jī)解決實(shí)際問題的方法是多種多樣的，在這節(jié)課中我們將學(xué)習(xí)如何利用智能工具處理信息。學(xué)生閱讀教材P88頁有關(guān)全球第一個虛擬主播安娜的案例，并登錄網(wǎng)站親身體驗(yàn)人工智能的神奇效果。新課信息智能處理工具的使用教師指導(dǎo)學(xué)生從教材中給出的活動中選擇一個或幾個進(jìn)行操作，嘗試信息智能處理工具的智能化。（1）手寫板的使用（2）掃描儀及OCR軟件的使用（3）訪問自然語言處理網(wǎng)站（），驗(yàn)證機(jī)器人ELIZA的智能性。（4）訪問自然語言處理網(wǎng)站選擇一個機(jī)器人并與其對話，尋找其“談話”的破綻。（5）搜索雙向翻譯軟件并下載后安裝，嘗試將一段英文先翻譯成中文，再將該段中文翻譯成英文，看看準(zhǔn)確性如何。學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)選擇5個活動中的一至兩個進(jìn)行實(shí)踐，親身體驗(yàn)信息的智能化處理。信息智能處理的方式教師分析前面5個活動中用到的智能處理工具對信息處理的特點(diǎn)，得出由于技術(shù)上的問題，可以導(dǎo)致對信息處理結(jié)果可能是正確的，也可能是不正確的，并歸納出各種智能工具對信息進(jìn)行處理的簡單原理。學(xué)生通過教師的講解，了解各種信息智能處理工具的特點(diǎn)和原理，進(jìn)一步了解信息智能處理的方式。信息智能處理的應(yīng)用讓學(xué)生了解信息的智能處理給我們的信息活動帶來極大的震撼，極大地改善的我們的學(xué)習(xí)和生活，但是由于技術(shù)上的問題，也發(fā)現(xiàn)存在一些不盡人意的地方，科學(xué)家們也在不斷地努力著，力求使智能信息處理更快、更準(zhǔn)、更好，能夠更好地為人們服務(wù)。學(xué)生閱讀教材，了解信息智能處理的應(yīng)用。小結(jié)本節(jié)主要通過一些活動讓學(xué)生親身體驗(yàn)智能處理信息的方式方法，讓學(xué)生了解隨著技術(shù)的發(fā)展，信息的智能處理會越來越多地被人們所利用，了解掌握一些信息智能處理工具會給自己的學(xué)習(xí)和生活帶來極大的方便。練習(xí)教師布置課本的練習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)尋找一個在線下棋網(wǎng)站，嘗試在與機(jī)器下棋，體驗(yàn)在線棋類網(wǎng)站中的智能信息處理過程。學(xué)生課后上網(wǎng)尋找一個在線下棋網(wǎng)站，嘗試在與機(jī)器下棋，并體驗(yàn)在線棋類網(wǎng)站中對信息的智能處理過程。參考資料材料1：機(jī)器翻譯在世界范圍內(nèi)，機(jī)器翻譯的研究與開發(fā)已經(jīng)走過了50年的歷史。我國機(jī)器翻譯的研究開始于1956年。機(jī)器翻譯歸根結(jié)底是一個語言處理問題，系統(tǒng)需要強(qiáng)大的語言知識的支持；首先機(jī)器詞典要有足夠的詞匯量，常用詞語以英語或漢語論應(yīng)不低于4萬；為詞典中每個詞語給出的信息愈豐富愈好，一般分為詞法、句法和語義信息?？梢院唵蔚卣f，機(jī)器翻譯主要是通過對大容量（超大容量）詞匯的記憶、對語法進(jìn)行一定的分析等技術(shù)來進(jìn)行的。材料2：中國機(jī)器翻譯的世紀(jì)回顧首先，中國的機(jī)器翻譯研究從一開始就得到了國家的高度重視。早在1956年它便以"機(jī)器翻譯"/"自然語言的數(shù)學(xué)理論"列入了當(dāng)時的《科學(xué)發(fā)展綱要》。以后則列為"六五"、"七五"，以及"863"等重大科研項(xiàng)目。中國的機(jī)器翻譯研究雖然也有過10年的停滯，但與國外不同，并不是由于對機(jī)器翻譯研究本身的中斷投資引起的。其次，中國的機(jī)器翻譯研究從一開始就具有多單位，多方面不同知識結(jié)構(gòu)人員的協(xié)同攻關(guān)的特點(diǎn)。這是這項(xiàng)研究自身的特點(diǎn)所決定的，它需要至少計算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、語言學(xué)等多方面知識。70年代中期，我國機(jī)器翻譯研究從停滯走向了復(fù)蘇，是協(xié)同攻關(guān)的特點(diǎn)體現(xiàn)最充分的時期。當(dāng)時在中國科技情報所的組織下集中了許多部委的研究人員在社科院語言所的專家的具體指導(dǎo)下協(xié)同攻關(guān)。當(dāng)時的理想是通過這樣的大協(xié)作，開發(fā)出系統(tǒng)，培養(yǎng)一批人材，然后把系統(tǒng)帶回各自的單位投入使用，并在使用過程中繼續(xù)完善。雖然遍地開花的良好愿望后來沒有實(shí)現(xiàn)，但通過五年多的通力合作，開發(fā)出了系統(tǒng)，培養(yǎng)了人才和積累了經(jīng)驗(yàn)。在這一時期，還開始向國外派出人員學(xué)習(xí)和引進(jìn)技術(shù)，并與當(dāng)時已在國際享有盛名的機(jī)譯研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了交流。社科院語言所開始培養(yǎng)機(jī)器翻譯專業(yè)研究生。在這時期在情報學(xué)會和后來中文信息學(xué)會下成立了專業(yè)委員會，并曾定期地舉行全國性的學(xué)術(shù)研討會，還曾出版機(jī)器翻譯?？?。80年代中期到90年代初期是我國的機(jī)器翻譯研究自復(fù)蘇以來第二個重要時期。在這一時期里，產(chǎn)生過兩個在中國機(jī)譯史上具有重要意義的實(shí)用化系統(tǒng)。它們分別是軍事科學(xué)院研制的"KY-1"英漢機(jī)譯系統(tǒng)，它獲得了國家科技進(jìn)步二等獎，后來被開發(fā)為"譯星"，成為中國第一個商品化系統(tǒng)，另一個是中科院計算所研制的"863-IMT"英漢機(jī)譯系統(tǒng)，它獲得了國家科技進(jìn)步一等獎，它的技術(shù)帶來了十分可觀的效益。這兩個系統(tǒng)也是多單位、多方面人材通力合作的結(jié)果。在這一時期里還有一個機(jī)譯系統(tǒng)是不應(yīng)被遺忘的。它就是由郵電科研院研制的"MT-IR-EC"，這是一個非常實(shí)用的通訊題錄系統(tǒng)，人們利用它翻譯出版通訊題錄刊物，從而使刊物的發(fā)行效率得到很大的提高，它因此成為了第一個榮獲國家科技進(jìn)步獎的機(jī)譯系統(tǒng)。在這一時期里，中國參加了由日本發(fā)起的亞洲五國機(jī)器翻譯研發(fā)的合作項(xiàng)目。國內(nèi)近10個單位參加了這一長達(dá)7年的國際項(xiàng)目。這次的大協(xié)作對于培養(yǎng)人才、傳播技術(shù)、積累資源(如詞典等)，以及使中國的機(jī)譯研究走向世界，都有著深遠(yuǎn)的影響。另外，這個時期又正值"七五"，它給了更多的單位和研究人員參與機(jī)譯研究的機(jī)會。在此期間，清華大學(xué)和南京大學(xué)研制了實(shí)用的日漢機(jī)譯系統(tǒng)。中國科大在機(jī)譯通用工具方面進(jìn)行了富有成果的研究。北京大學(xué)研制成功了機(jī)譯系統(tǒng)自動評估系統(tǒng)，這在國內(nèi)外尚屬首例。90年代初期至今，中國的機(jī)器翻譯走入了快速發(fā)展的時期，出現(xiàn)了許多商品化系統(tǒng)。近期的機(jī)譯系統(tǒng)大體上有這樣一些特點(diǎn)：多數(shù)配有大規(guī)模的多種領(lǐng)域的專業(yè)詞典，多數(shù)能在網(wǎng)上運(yùn)行，有相當(dāng)不錯的方便用戶的界面。新的應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)器翻譯研究，如對話翻譯系統(tǒng)的研發(fā)等也已開始。中國的機(jī)譯研究的水平在總體上從一開始就不低，如今在PC產(chǎn)品、網(wǎng)上系統(tǒng)的開發(fā)方面與世界上機(jī)譯研究發(fā)達(dá)的國家相比并不遜色。(本文作者為中國中文信息學(xué)會常務(wù)理事)材料3：人機(jī)大戰(zhàn)人們習(xí)慣把計算機(jī)稱為“電腦”，也許就是希望它能像人腦那樣學(xué)會思考，這也正是人工智能科學(xué)研究的中心目標(biāo)。而博弈，作為人類最為普遍的智能活動，自然也就成了人工智能研究的“試金石”，所以，國際象棋世界冠軍和計算能力超強(qiáng)的電腦之間進(jìn)行的“人機(jī)大戰(zhàn)”一直以來都受到世人的廣泛關(guān)注。早在1980年，那時的國際大師或國際特級大師在與當(dāng)時最強(qiáng)的電腦軟件對弈中能夠戰(zhàn)勝它、或是勝多負(fù)少。但在1994年，這種現(xiàn)象發(fā)生了明顯的變化，以Fritz和Genius為代表的一批軟件在與國際特級大師的快棋賽上，比分排在了前面；在與國際大師的限時循環(huán)賽上，處于領(lǐng)先。人們認(rèn)為計算機(jī)軟件對局面的認(rèn)識是以一種持續(xù)固定的眼光來看待，而不同的人，對某些局面可能研究和理解得更深一些。因此在以后的人機(jī)對抗賽中，擺在人類面前的問題不是如何下一盤好棋，而是如何駕馭局面的主動。2022年2月7日，在1997年敗給“深藍(lán)”之后，國際象棋特級大師卡斯帕羅夫與電腦軟件棋手“小深”驚心動魄的“人機(jī)大戰(zhàn)”在紐約降下帷幕。在總共六局比賽中，雙方各一勝一負(fù)，另有四局打成平手，同積3分，不分伯仲?？ㄋ古亮_夫賽后笑著說：“別看時間不長，但對我來說，這不僅僅是一場國際象棋比賽，更是一場賭博：人腦和電腦的較量。最重要的是我們雙方都在學(xué)習(xí)。計算機(jī)越來越進(jìn)步，但是我們?nèi)祟愐苍谶@個過程中學(xué)習(xí)?！庇袑＜艺J(rèn)為，“人機(jī)大戰(zhàn)”具有三重意義：一是要說明計算機(jī)可以模擬人的某些智能活動，甚至比人類做得更好，從而實(shí)現(xiàn)部分腦力勞動自動化，比如代替人類去從事某些危險性活動；二是說明人腦并非不能超過電腦，在搜索經(jīng)驗(yàn)的過程中，人腦遠(yuǎn)遠(yuǎn)比電腦要快，因?yàn)殡娔X工作的方式是“窮舉法”，而人腦儲存的信息有限，搜索速度自然要比電腦快；三是個別企業(yè)達(dá)到了商業(yè)目的，如“深藍(lán)”的技術(shù)目前正被用于石油勘探、數(shù)字動畫、生命科學(xué)等領(lǐng)域，IBM的投入也換來了豐