信息技術(shù)（基礎(chǔ)模塊）電子教案 專題8 人工智能初步 任務(wù)1 初識(shí)人工智能（教案）

任務(wù)1初識(shí)人工智能任務(wù)1初識(shí)人工智能教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)：通過(guò)學(xué)習(xí)增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感;體會(huì)到人工智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)正確的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀，激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能學(xué)科的濃厚興趣;學(xué)會(huì)獨(dú)立地、辨證地思考問(wèn)題，提高科學(xué)素養(yǎng)。知識(shí)目標(biāo)：能夠簡(jiǎn)要與其他人分享人工智能的基本概念；能夠說(shuō)出人工智能的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域。能力目標(biāo)：能夠簡(jiǎn)要敘述人工智能對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的影響；能夠理性看待人工智能發(fā)展的倫理道德問(wèn)題。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：體驗(yàn)人工智能的獨(dú)特魅力，了解其應(yīng)用領(lǐng)域和實(shí)用價(jià)值。。教學(xué)難點(diǎn)：辨證看待人工智能，客觀認(rèn)識(shí)人工智能技術(shù)對(duì)社會(huì)的影響，樹立正確的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀。三、課時(shí)安排2課時(shí)四、教學(xué)策略教法：項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、講授法、演示法學(xué)法：自主探究學(xué)習(xí)法、討論法、小組合作學(xué)習(xí)法教學(xué)資源：多媒體教學(xué)設(shè)備、理實(shí)一體化機(jī)房、信息化教學(xué)平臺(tái)、配套教學(xué)課件教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)意圖課前學(xué)習(xí)課前發(fā)布紀(jì)錄片《你好，AI》，讓學(xué)生觀看后記下紀(jì)錄片中提到的人工智能應(yīng)用領(lǐng)域有哪些。培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。任務(wù)導(dǎo)入創(chuàng)設(shè)情景，任務(wù)引入：日常生活中，我們有很多場(chǎng)景都用到了人工智能的技術(shù)，如汽車車牌識(shí)別、人臉識(shí)別、語(yǔ)音輸入等。為了了解人工智能的相關(guān)原理和應(yīng)用領(lǐng)域，小小開(kāi)始了人工智能相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)和探索。要學(xué)習(xí)人工智能，首先需要了解什么是人工智能，通過(guò)感受和體驗(yàn)人工智能在生產(chǎn)、生活中的典型應(yīng)用，了解人工智能的基本原理。感知體驗(yàn)：新冠肺炎疫情暴發(fā)以來(lái)，我國(guó)政府堅(jiān)持人民至上、生命至上，舉全國(guó)之力，快速有效地調(diào)動(dòng)全國(guó)的資源和力量，不惜一切代價(jià)維護(hù)人民生命安全和身體健康。我國(guó)許多科技企業(yè)也紛紛加快產(chǎn)品研發(fā)，將科技力量轉(zhuǎn)換為疫情防控力量，其中比較典型的就是將紅外測(cè)溫儀與人臉識(shí)別技術(shù)進(jìn)行組合，幫助各個(gè)公共區(qū)域構(gòu)建應(yīng)對(duì)疫情的“科技防線”。小小返回學(xué)校以后，就發(fā)現(xiàn)學(xué)校增加了集測(cè)溫和人臉識(shí)別為一體的智能設(shè)備，如圖8-1-1所示。這套設(shè)備既可以對(duì)進(jìn)校的人員進(jìn)行自動(dòng)測(cè)溫，又可以通過(guò)人臉識(shí)別進(jìn)行身份驗(yàn)證。只有人體溫度正常且通過(guò)人臉識(shí)別驗(yàn)證的人員，閘機(jī)才會(huì)自動(dòng)開(kāi)放，允許其進(jìn)入校園。請(qǐng)結(jié)合生活實(shí)際，討論在哪些場(chǎng)合也用到了類似的設(shè)備。通過(guò)設(shè)置貼近學(xué)生實(shí)際的生活情境，結(jié)合感知體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引入學(xué)習(xí)任務(wù)。知識(shí)學(xué)習(xí)1.智能和人工智能（1）智能教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)：人類智能主要包含三個(gè)方面：思維能力、感知能力、行為能力。教師引導(dǎo)學(xué)生討論：圖8-1-2中，體現(xiàn)了人類智能的哪些能力，具體體現(xiàn)在哪些方面。學(xué)生歸納總結(jié)。（2）人工智能教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)：人工智能是研究或開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用的一門新的學(xué)科。教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)：在日常生活中，如果一臺(tái)機(jī)器或設(shè)備能夠模擬人類進(jìn)行許多活動(dòng),就可以認(rèn)為這臺(tái)機(jī)器或設(shè)備已經(jīng)具備了某種性質(zhì)的人工智能。教師總結(jié)：人工智能的主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理。學(xué)生討論：人工智能的三個(gè)研究方向，分別處理哪些問(wèn)題？教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)：“看”是人類與生俱來(lái)的能力，人們可以在看到的各種景象中找出關(guān)注的重點(diǎn)，可以通過(guò)“聽(tīng)”和“說(shuō)”來(lái)進(jìn)行有效的溝通和交流，而計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別和自然語(yǔ)言處理就是為了提高機(jī)器在這些方面的處理能力。2.人工智能的發(fā)展歷程教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)：人工智能的發(fā)展歷程3.人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索：人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括智慧交通、智能制造、智能物流、智能安防、智慧農(nóng)業(yè)等。學(xué)生分小組匯報(bào)網(wǎng)絡(luò)搜索的結(jié)果，說(shuō)一說(shuō)自己的認(rèn)識(shí)。討論活動(dòng)：人工智能在智慧教育、智能制造、智慧農(nóng)業(yè)、智能物流、智慧交通、智慧金融、智能家居等各個(gè)領(lǐng)域中還有很多的應(yīng)用，請(qǐng)討論上述領(lǐng)域的其他應(yīng)用場(chǎng)景，并與其他同學(xué)分享。4.人工智能的基本原理教師引導(dǎo)學(xué)生分析圖8-1-9和圖8-1-10：對(duì)比在籃球和足球的判斷過(guò)程中，人類判斷與機(jī)器判斷的區(qū)別：人類：觀察--歸納--識(shí)別機(jī)器：學(xué)習(xí)--用程序得到特征并建模--識(shí)別教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)：人工智能層次結(jié)構(gòu)圖5.人工智能的前景與倫理教師引導(dǎo)學(xué)生討論：人工智能未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，正確認(rèn)識(shí)人工智能與人類和諧發(fā)展的必要性。學(xué)生網(wǎng)絡(luò)搜索：搜索關(guān)于人工智能的倫理道德相關(guān)材料，與其他同學(xué)分享。探究活動(dòng):請(qǐng)根據(jù)學(xué)習(xí)的知識(shí)，對(duì)生活中常見(jiàn)的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)研，分析這些場(chǎng)景屬于人工智能的哪些技術(shù)方向，完成表8-1-2。填寫完成以后，進(jìn)行交流與分享。通過(guò)對(duì)人類智能進(jìn)行了解和分析，為引出人工智能的概念奠定基礎(chǔ)。學(xué)生用自己的語(yǔ)言描述人工智能，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、總結(jié)的能力，產(chǎn)生對(duì)人工智能的模糊認(rèn)識(shí)。鍛煉學(xué)生自主探究意識(shí)。促進(jìn)學(xué)生了解人工智能的發(fā)展歷程，增加對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力和小組合作探究能力。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析人類和機(jī)器判斷籃球和足球的區(qū)別，初步了解人工智能工作的基本原理。在提高學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生辯證看待問(wèn)題的能力。通過(guò)探究活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行強(qiáng)化和鞏固。任務(wù)拓展拓展延伸：國(guó)家新一代人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)為了著力提升技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)實(shí)力和基礎(chǔ)軟硬件開(kāi)放共享服務(wù)能力，支撐全社會(huì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人員、團(tuán)隊(duì)和中小微企業(yè)投身人工智能技術(shù)研發(fā)，促進(jìn)人工智能技術(shù)成果的擴(kuò)散與轉(zhuǎn)化應(yīng)用，使人工智能成為驅(qū)動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)事業(yè)發(fā)展的新引擎。2017年11月科技部相繼公布了百度、阿里云、騰訊、科大訊飛、華為、小米、京東、360等十幾家公司入圍國(guó)家人工智能開(kāi)放創(chuàng)新建設(shè)平臺(tái)名單。依托百度公司建設(shè)自動(dòng)駕駛國(guó)家人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)。截至2021年4月份，百度智能駕駛創(chuàng)新平臺(tái)已迭代9個(gè)版本；開(kāi)源代碼超過(guò)70萬(wàn)行，使用者約6500萬(wàn)人，覆蓋97個(gè)國(guó)家和地區(qū)，包括俄羅斯、南美洲等；涵蓋國(guó)內(nèi)外200多所高校、300多家企業(yè)。依托騰訊公司建設(shè)醫(yī)療影像國(guó)家人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)。騰訊公司推出一款人工智能醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品——騰訊覓影，它將圖像識(shí)別、大數(shù)據(jù)處理、深度學(xué)習(xí)等人工智能領(lǐng)先技術(shù)與醫(yī)學(xué)跨界融合研發(fā)而成，輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病篩查和診斷。短短半年，“騰訊覓影”就已實(shí)現(xiàn)了單一病種到多病種的應(yīng)用擴(kuò)張，從早期食管癌篩查拓展至肺結(jié)節(jié)、糖尿病視網(wǎng)膜病變、胃癌、乳腺癌等疾病篩查，并落地全國(guó)100多家三甲醫(yī)院，幫助醫(yī)生提升診斷效率和準(zhǔn)確率，共同推動(dòng)人工智能技術(shù)與醫(yī)院能力相結(jié)合。依托科大訊飛公司建設(shè)智能語(yǔ)音國(guó)家人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)?？拼笥嶏w語(yǔ)音識(shí)別領(lǐng)域斬獲多項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng)，相關(guān)技術(shù)已達(dá)到全球領(lǐng)先水平，包括聲音定位、語(yǔ)音檢測(cè)、語(yǔ)音識(shí)別、復(fù)雜場(chǎng)景下的語(yǔ)音分離等。在國(guó)際多通道語(yǔ)音識(shí)別大賽（CHiME-6）中，科大訊飛連續(xù)三年斬獲冠軍，將語(yǔ)音識(shí)別錯(cuò)誤率從CHiME-5的46.1%降低到了30.5%。依托華為技術(shù)有限公司建設(shè)基礎(chǔ)軟硬件國(guó)家新一代人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)。其中，昇騰基礎(chǔ)軟硬件平臺(tái)，包括AI處理器、服務(wù)器硬件、芯片使能軟件、MindSpore全場(chǎng)景AI計(jì)算框架和應(yīng)用使能平臺(tái)MindX，從基礎(chǔ)軟件到應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了全覆蓋。