新一代信息技術(shù)教案 第2章 走進(jìn)人工智能

教案首頁課題名稱第2章走進(jìn)人工智能（1）——2.1~2.2課次3授課類型理論□實踐□理實一體□其他學(xué)時2授課日期授課班級授課地點教學(xué)目的與要求知識目標(biāo)：1.了解人工智能的概念；2.了解人工智能的發(fā)展歷史。能力目標(biāo)：1.能夠正確解釋人工智能的概念；2.能簡單描述人工智能技術(shù)的發(fā)展歷史。素質(zhì)目標(biāo)：1.了解倫理道德準(zhǔn)則，規(guī)范日常信息行為；2.了解相關(guān)法律法規(guī)并自覺遵守；3.具備信息安全意識和相關(guān)防護(hù)能力。課程思政目標(biāo)：增強(qiáng)民族自豪感，學(xué)習(xí)大國工匠精神，樹立科技報國思想。教學(xué)重點1.人工智能的概念2.人工智能的發(fā)展歷史教學(xué)難點人工智能的概念教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：課件講解、舉例說明、對比分析、啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)法：預(yù)習(xí)—聽講---討論---復(fù)習(xí)—自學(xué)擴(kuò)展設(shè)計意圖：激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高課堂學(xué)習(xí)效率教學(xué)資源：課件、視頻資料課程思政要素要點通過對華裔科學(xué)家在人工智能技術(shù)領(lǐng)域成就和我國人工智能技術(shù)發(fā)展的介紹，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，學(xué)習(xí)大國工匠精神。課外作業(yè)查閱人工智能相關(guān)資料教學(xué)反思對于人工智能技術(shù)發(fā)展歷史的介紹，重點強(qiáng)調(diào)幾次興衰過程中技術(shù)的發(fā)展。教案紙第2章走進(jìn)人工智能（1）——2.1-2.2一、整體設(shè)計1.復(fù)習(xí)引入（10分鐘）2.新知識講解（85分鐘）（1）認(rèn)識人工智能（40分鐘）（2）人工智能的發(fā)展歷史（45分鐘）3.總結(jié)與布置作業(yè)（5分鐘）二、復(fù)習(xí)引入1.上節(jié)課內(nèi)容回顧：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了大數(shù)據(jù)技術(shù)的行業(yè)應(yīng)用和大數(shù)據(jù)思維變革的相關(guān)內(nèi)容。2.新課引入：人工智能的應(yīng)用已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，已經(jīng)無處不在了，只是很多人還沒有完全意識到他的存在。人工智能逐漸發(fā)展成一門學(xué)科——人工智能，當(dāng)下最火最具有發(fā)展前景的一個專業(yè)。本節(jié)課重點學(xué)習(xí)人工智能的概念和發(fā)展歷史。三、新知識講解2.1認(rèn)識人工智能2.1.1人工智能的概念1956年正式提出人工智能（artificialintelligence,AI）這個術(shù)語并把它作為一門新興科學(xué)的名稱。人工智能——ArtificialIntelligence（AI）人工智能是研究開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。2.1.2圖靈測試1.圖靈測試1950年，艾倫·圖靈提出了著名的圖靈測試：如果一臺機(jī)器能夠與人類展開對話（通過電傳設(shè)備）而不能被辨認(rèn)出其機(jī)器身份，那么稱這臺機(jī)器具有智能。這一簡化使得圖靈能夠令人信服地說明“思考的機(jī)器”的可能的。2.中國屋思考實驗語言哲學(xué)家約翰.R.塞爾（JohnR.Searle，1980）鎖在屋里的看不懂卡片上漢字的人，根據(jù)英文說明書把從門縫中得到的漢字與屋內(nèi)的漢字進(jìn)行匹配然后扔出去，從外觀上看好像這個人懂中文，而且正確匹配的速度會越來越快，實際上他不懂中文。證明：即使通過圖靈測試也不能說明計算機(jī)能思維。2.2人工智能的發(fā)展歷史2.2.1人工智能的誕生美國愛荷華州立大學(xué)的阿塔納索夫教授和他的研究生貝瑞在1937年至1941年間開發(fā)的世界上第一臺電子計算機(jī)“阿塔納索夫－貝瑞計算機(jī)（Atanasoff-BerryComputer，ABC）”為人工智能的研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。1956年夏，當(dāng)時美國達(dá)特茅斯大學(xué)數(shù)學(xué)助教、現(xiàn)任斯坦福大學(xué)教授麥卡錫和哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)和神經(jīng)學(xué)家、現(xiàn)任MIT（麻省理工學(xué)院）教授明斯基、IBM公司信息研究中心負(fù)責(zé)人洛切斯特、貝爾實驗室信息部數(shù)學(xué)研究員香農(nóng)共同發(fā)起，邀請普林斯頓大學(xué)莫爾和IBM公司塞繆爾、MIT的塞爾夫里奇和索羅莫夫以及蘭德公司和卡內(nèi)基－梅隆大學(xué)的紐厄爾、西蒙等10名年輕學(xué)者在達(dá)特莫斯大學(xué)召開了兩個月的學(xué)術(shù)研討會，討論機(jī)器智能問題。會上經(jīng)麥卡錫提議正式采用“人工智能”這一術(shù)語，標(biāo)志著人工智能學(xué)科正式誕生。麥卡錫因而被稱為人工智能之父。2.2.2第一次浪潮推理與搜索時代人工智能術(shù)語的誕生求解迷宮問題、人機(jī)博弈、小游戲、自動定理證明......嚴(yán)冬來襲人工智能的權(quán)威馬文﹡明斯基針對風(fēng)靡一時的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，指出了它在特定條件下的局限性美國政府出臺了一個報告（ALPAC負(fù)面報告），認(rèn)為機(jī)器翻譯在短期內(nèi)將難有成果大家逐漸明白：原來計算機(jī)智能解決所謂的“玩具問題”，20世紀(jì)70年代人工智能嚴(yán)冬來襲2.2.3第二次浪潮知識時代人機(jī)對話：和第一次浪潮中利用推理和搜索等簡單規(guī)則不同，依靠“知識”的支持專家系統(tǒng)：引入某個專業(yè)領(lǐng)域的知識，再經(jīng)過推理，計算機(jī)便能夠像領(lǐng)域的專家一樣出色工作MYCIN（斯坦福大學(xué)開發(fā)，20世紀(jì)70年代）：傳染性血液病患者診斷，并開出抗生素處方DENDRAL（愛德華﹡費根鮑姆開發(fā)，20世紀(jì)60年代）：未知有機(jī)化合物的判別“第五代計算機(jī)”計劃——人工智能計算機(jī)（日本，20世紀(jì)80年代）第二次寒冬知識導(dǎo)入使得計算機(jī)變得更聰明，但知識描述之復(fù)雜與困難超出了當(dāng)初預(yù)想，輸入沒有窮盡專家系統(tǒng)之后缺乏新的應(yīng)用場景，資本界對人工智能發(fā)展缺乏耐心，加之新寵兒PC的出現(xiàn)2.2.4第三次浪潮1996.2.10-17，IBM公司的“深藍(lán)”計算機(jī)系統(tǒng)與卡斯帕羅夫進(jìn)行了六局比賽，號稱人腦與電腦的世紀(jì)決戰(zhàn)?？ㄋ古亮_夫以4：2獲勝。1997.5.3-11深藍(lán)再次挑戰(zhàn)特級大師卡斯帕羅夫。1997年5月11日凌晨4時許，美國紐約公平保險公司大廈，深藍(lán)和卡斯帕羅夫“最后決戰(zhàn)”正在進(jìn)行。4時50分，美聯(lián)社、路透社、共同社、新華社…：在世紀(jì)末國際象棋“人機(jī)大戰(zhàn)”的最后一局對弈中，“深藍(lán)”僅用了1小時輕松擊敗卡斯帕羅夫，以3.5比2.5的總比分贏得了最終的勝利！此后十年，人機(jī)互有勝負(fù)，直到2006年棋王卡拉姆尼克被DeepFritz擊敗，人類再也沒有贏過電腦。2016.3，AlphaGo以4:1戰(zhàn)勝韓國棋手李世石，成為第一個擊敗人類職業(yè)圍棋選手的電腦程序。2016.12，AlphaGo身披“Master”馬甲，5天內(nèi)橫掃中日韓棋壇，以60場連勝紀(jì)錄告退。2017.5，AlphaGo在烏鎮(zhèn)以3:0完勝柯潔。2006年，杰弗里·辛頓發(fā)表《一種深度置信網(wǎng)絡(luò)的快速算法》論文，宣告深度學(xué)習(xí)時代的來到，深度學(xué)習(xí)在2010年前后興起是建立在數(shù)十年的積累之上的互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)成為現(xiàn)實超強(qiáng)算例：CPU、GPU、TPU、計算機(jī)集群深度學(xué)習(xí)+大數(shù)據(jù)：讓機(jī)器自己從原始數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)專用人工智能有了突破性的進(jìn)展，就是讓人工智能專門去做一件事，比如下圍棋，爬樓梯，組裝某一件設(shè)備等。在這些面向特定領(lǐng)域或者單一任務(wù)方面，人工智能可以超越人類智能。通用人工智能尚處于起步階段通用人工智能的研究與應(yīng)用任重道遠(yuǎn)人類大腦是一個通用的智能系統(tǒng)，能舉一反三，融會貫通，可處理視覺、聽覺、判斷、推理、學(xué)習(xí)、思考、規(guī)劃、設(shè)計等各類問題，可謂“一腦百用”目前，人工智能距離人類智能水平還有巨大差距，人工智能還有很多不足。四、總結(jié)及布置作業(yè)1.總結(jié)人工智能研究的是使機(jī)器能夠勝任一下通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。人工智能技術(shù)經(jīng)過三次起落，目前處于快速發(fā)展階段，但目前，人工智能距離人類智能水平還有巨大差距，人工智能還有很多發(fā)展空間。2.布置作業(yè)：查閱人工智能相關(guān)資料五、板書設(shè)計第2章走