高一信息技術(shù)教科版必修1教案52探秘人工智能

教學(xué)單元數(shù)據(jù)分析與人工智能教學(xué)主題探秘人工智能教學(xué)目標(biāo)知識與技能掌握人工智能的概念；了解和舉例說明人工智能的簡單應(yīng)用；理解人工智能的關(guān)鍵技術(shù)。過程與方法能夠通過實際案例學(xué)習(xí)，理解人工智能對人類生活乃至人類存在的挑戰(zhàn)，提升數(shù)字化學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新意識。情感態(tài)度價值觀能夠正確認(rèn)識和運用人工智能。核心素養(yǎng)培養(yǎng)能夠?qū)θ斯ぶ悄芎臀锫?lián)網(wǎng)產(chǎn)生興趣，開展探索，提升數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。教學(xué)內(nèi)容人工智能的概念與應(yīng)用；人工智能的關(guān)鍵技術(shù)教學(xué)媒體電子白板、PPT教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖情境導(dǎo)入播放【阿爾法狗】的視頻，讓學(xué)生了解阿爾法狗作為人工智能應(yīng)用，其對人類的威脅和強(qiáng)大之處。學(xué)生觀看視頻，并思考阿爾法狗的技術(shù)原理。播放視頻，情境創(chuàng)設(shè)，吸引學(xué)生的興趣，結(jié)合實例讓學(xué)生能夠產(chǎn)生探究人工智能的想法。新知講授【人機(jī)大戰(zhàn)——歷史資料搜尋】“阿爾法圍棋”的橫空出世激發(fā)了全社會研究的熱情。恰逢學(xué)?！叭斯ぶ悄芸破諣I”活動，請你作為志愿者參與其中，協(xié)助搜集信息，并為活動出謀劃策。活動1：完成【人機(jī)對戰(zhàn)歷史】表完成做表，并講述每個階段的人機(jī)對戰(zhàn)背后的故事以及對你的啟發(fā)?？偨Y(jié)每個故事背后，人類失敗的原因！展示并講述以下故事：【深藍(lán)】的故事【沃森】的故事【阿爾法圍棋與李世石】的故事【阿爾法狗與柯潔】的故事組織課堂活動，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，搜集資料，并組織故事，合理表述，提升口語表達(dá)能力和邏輯思維能力，在故事中思考人工智能與人類的對戰(zhàn)價值。人類究竟敗在了哪里？請你總結(jié)。1、機(jī)器不知疲倦、沒有生理極限；2、機(jī)器進(jìn)化速度超級快，擁有自主學(xué)習(xí)的能力；3、機(jī)器通過自己的策略、算法來學(xué)習(xí)、破解人類的博弈。4、機(jī)器的“腦容量”非常強(qiáng)大?！救斯ぶ悄艿母拍钆c應(yīng)用】1950年的“圖靈測試”揭開了人工智能的序幕。一般而言，人工智能是利用數(shù)字計算機(jī)或者數(shù)字計算機(jī)控制的機(jī)器模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能，感知環(huán)境，獲取知識并使用知識獲得最佳結(jié)果的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)。有人把人工智能分成弱人工智能和強(qiáng)人工智能。弱人工智能一般指實現(xiàn)特定功能的專用智能設(shè)備，不能真正實現(xiàn)推理和解決問題。強(qiáng)人工智能是指真正能思考、有知覺、有自我意識的人類級別的智能機(jī)器。播放【人工智能應(yīng)用】視頻讓學(xué)生能夠自主總結(jié)和舉例01無人駕駛汽車02人臉識別03機(jī)器翻譯04聲紋識別05智能客服機(jī)器人06智能外呼機(jī)器人07智能音箱08個性化推薦09醫(yī)學(xué)圖像處理10圖像搜索學(xué)生認(rèn)真思考并記錄筆記。學(xué)生舉例說明相對應(yīng)的人工智能應(yīng)用場景。結(jié)合生活實例，引導(dǎo)學(xué)生能夠自己思考人工智能應(yīng)用，讓學(xué)生深度理解人工智能的概念，并區(qū)別生活中人工智能應(yīng)用和非人工智能應(yīng)用。【知識點三、人工智能關(guān)鍵技術(shù)】人工智能兩大技術(shù)：算法：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等。傳感器：如溫度傳感器、壓力傳感器；【神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)】播放【神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)】的視頻人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)由節(jié)點層組成，包含一個輸入層、一個或多個隱藏層和一個輸出層。每個節(jié)點也稱為一個人工神經(jīng)元，它們連接到另一個節(jié)點，具有相關(guān)的權(quán)重和閾值。如果任何單個節(jié)點的輸出高于指定的閾值，那么會激活該節(jié)點，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的下一層。否則，不會將數(shù)據(jù)傳遞到網(wǎng)絡(luò)的下一層。【機(jī)器學(xué)習(xí)】機(jī)器學(xué)習(xí)最基本的做法，是使用算法來解析數(shù)據(jù)、從中學(xué)習(xí)，然后對真實世界中的事件做出決策和預(yù)測。與傳統(tǒng)的為解決特定任務(wù)、硬編碼的軟件程序不同，機(jī)器學(xué)習(xí)是用大量的數(shù)據(jù)來“訓(xùn)練”，通過各種算法從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)如何完成任務(wù)。舉個簡單的例子，當(dāng)我們?yōu)g覽網(wǎng)上商城時，經(jīng)常會出現(xiàn)商品推薦的信息。這是商城根據(jù)你往期的購物記錄和冗長的收藏清單，識別出這其中哪些是你真正感興趣，并且愿意購買的產(chǎn)品。這樣的決策模型，可以幫助商城為客戶提供建議并鼓勵產(chǎn)品消費【深度學(xué)習(xí)】最初的深度學(xué)習(xí)是利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來解決特征表達(dá)的一種學(xué)習(xí)過程。深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身并不是一個全新的概念，可大致理解為包含多個隱含層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。深度學(xué)習(xí)摧枯拉朽般地實現(xiàn)了各種任務(wù)，使得似乎所有的機(jī)器輔助功能都變?yōu)榭赡?。無人駕駛汽車，預(yù)防性醫(yī)療保健，甚至是更好的電影推薦，都近在眼前，或者即將實現(xiàn)【三者聯(lián)系】機(jī)器學(xué)習(xí)是一種實現(xiàn)人工智能的方法，深度學(xué)習(xí)是一種實現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)。我們就用最簡單的方法——同心圓，可視化地展現(xiàn)出它們?nèi)叩年P(guān)系【傳感器】人類通過各種感官系統(tǒng)來認(rèn)識世界，比如觸覺、嗅覺和味覺等等。我們通過視覺，知道它是一個橙色的、戴著綠帽子的胡蘿卜；通過味覺，可以嘗出胡蘿卜絲味。傳感器，就是物體的觸覺、嗅覺和味覺。它能讓物體感受到被測量的信號，并能將這個輸入信號按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成輸出信號的器件或裝置。假設(shè)機(jī)器人被打一下，壓力就是輸入信號，傳感器按照自己的規(guī)則，將它換成頭部能看懂的信號，頭部收到輸出信號就會有所反應(yīng)?！局悄軅鞲衅鳌坎シ拧局悄軅鞲衅鳌恳曨l傳感器的應(yīng)用：可穿戴設(shè)備運動傳感器，環(huán)境傳感器，生理健康類傳感器石油化工、大型倉庫等應(yīng)用傳感器：火焰探測紅外傳感器智能家電家居人體紅外傳感器認(rèn)真學(xué)習(xí)，并自主搜索資料不斷理解相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。人工智能關(guān)鍵技術(shù)理解具有難度，因此需要結(jié)合大量的資料、案例來給學(xué)生講解。其次讓學(xué)生在關(guān)鍵技術(shù)的學(xué)習(xí)中理解技術(shù)的原理，能夠看到技術(shù)在未來生活中的應(yīng)用，包括“智慧城市、智慧生活”等應(yīng)用，提升創(chuàng)新意識。課后辯論人工智能已經(jīng)從一個科幻小說式的探索領(lǐng)域，發(fā)展成一個蓬勃發(fā)展的科技領(lǐng)域，同時也帶來了新一輪的恐慌：人