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视频课题：沪科版高一信息技术选修五第1章初识人工智能第一节什么是人工智能-上海市 - 长宁区
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管窥人工智能
——以机器学习为视角
教学课时：1课时 授课地点：科学楼402机房
一 教学内容分析
（基于2017年版普通高中信息技术课程标准，2018.1）
《人工智能初步》系普通高中信息技术课程标准（2017年版）中高中信息技术课程结构“选择性必修”的“模块4”部分。其中提出，该模块是“针对人工智能的发展特征，从基础知识与应用、简单人工智能应用模块搭建及开发等方面设置的选择性必修模块。”因此，在教学内容的选择上应考虑从“基础知识与应用”和“简单应用模块搭建及开发”这两方面出发。在本节课教学内容的选择上，侧重于其中“基础知识与应用”的部分。
本课教学内容为“人工智能初步”的第一节课，具有课程“入门”的属性。旨在通过教学，帮助学生对人工智能的概念和基本特征形成初步认识。同时，以求学生在简单案例的剖析和基础应用的实践体验中，对“特定领域（机器学习）”的人工智能应用形成感性认识。并在一定程度上提升对“人工智能”的学习兴趣。 二 基本学情分析
在教学内容的认识方面，基于日常生活中的信息获取，学生对“人工智能”的相关话题具备比较初步的基本感知和相对零散的生活经验。
经过前期的教学准备和模拟实践，授课班级对“M-L-F-K”这一机器学习平台的基本操作具备一定程度的了解和认知。
上述两点为本节课的教学提供了基本的认知和实践准备。
上海市第三女子中学 信息科技 苗勇胜
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三 教学目标
【知识与技能】
1. 能描述人工智能的基本概念和基本特征；（学习水平：知道） 2. 能说明机器学习的基本概念、特点和一般过程；（学习水平：理解） 3. 比较传统“基于规则”模式与“机器学习”模式的优劣；（学习水平：理解） 4. 依据机器学习模式，利用机器学习平台构建简单的机器学习模型；（学习水平：运用） 【过程与方法】
1. 通过生活中的应用场景，了解人工智能的基本概念及其基本特征；（知识与技能目标1） 2. 通过对初级智能系统的分析，理解传统“基于规则”模式的基本特征和局限性；（知识
与技能目标3）
3. 依托机器学习平台，运用机器学习的基本思想实现简单的指令识别分类器；（知识与技能
目标4）
4. 结合实践体验，尝试描述机器学习的基本特征和一般过程；（知识与技能目标2） 【情感、态度和价值观】
1. 体验机器学习实现分类任务的一般过程，提升对人工智能相关问题的学习兴趣； 2. 能客观认识机器学习这一途径对于实现人工智能的重要意义；
四 教学重点
1. 机器学习的基本概念和一般过程；
2. 依据机器学习模式，构建简单的机器学习模型；
五 教学难点
依据机器学习模式，构建简单的机器学习模型；
六 教学方法
讲授法、任务驱动
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七 教学过程
教学过程
教师活动
学生活动 设计意图
引入
大家是否听说过人工智能？ 生活中有哪些人工智能的应用？
结合生活经验
分享对人工智能的认识和感
受。
启发学生的生活经验，关注身边的人工智能应用，引出教学内容。
通过一段人工智能的生活应用场景片
段引发同学们的思考。
观看视频。
概念一： 人工智能 所谓人工智能，就是“通过机器来模拟
人类认知能力的技术。”
了解“人工智
能”的基本概
念。
帮助学生了解人工智能的基本定义。
（知识与技能目标1）
过渡
提出问题：在之前我们需要计算机帮助我们解决某一问题，我们一般采用的方法是什么？
事实上，是通过人为定义一些规则，使
得机器可以帮助我们回答、解决特定的问题，从而实现一个非常简单的智能系
统。（具体做法：编写一段具体的程序。） 思考回顾：通过算法与程序解决问题的一般过程。以及通过该方式实
现机器智能化的局限性。
引出实现机器智能化的第一种方式——“基于规则”的传统模式。 但是，上述这种系统，其智能水平相对较低，有很多的局限性。
传统模式：“基于规则”
机器智能化的第一种途径
演示：通过模块化程序，呈现一个具有简单的校歌播放功能的智能系统。如果
把这样一个智能系统直接拿出去使用，
会有什么问题吗？
观看演示，思
考这一模式实
现人工智能的
缺陷。思考可
行的改进方
案。
帮助学生理解实现机器智能化的第一种方式——“基于规则”的传统模式。
（知识与技能目标3）
那么对于上述这个相对初级的智能设
备进行怎样的改进，可以在一定程度上
解决其他指令无效的问题？
简单介绍早期“智能系统”——“深蓝Deep Blue”实现智能化的基本模式。
上海市第三女子中学 信息科技 苗勇胜
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小结上述智能模式的弊端：在复杂的应用场景下建立完备的规则系统往往是一个非常繁复且耗时的过程。 过渡
那么对于上述这个相对初级的智能设备进行怎样的改进，可以在一定程度上解决其他指令无效的问题？
讨论、思考可行的改进方
案。 通过传统的“定义规则”式的问题解决模式所赋予机器智能的局限性，引出“机器学习”的概念。
考虑如何能让计算机能够根据我们已
经发出的指令进行“学习”（learning），发现指令的规律，进而能明白其他相似的指令。
实践活动 提出要求：通过实践平台对上述播放器进行改进。
操作演示，过程中指导学生进行操作。 利用实践平台，参考“操作说明”视频
尝试完成播放器的改进。
帮助学生感性认识“机器学习”的一般过程。
（知识与技能目标2） （知识与技能目标4）
通过不同语句
指令对改进后的播放器效果进行测试。
帮助学生感受“机器学习”相较于传统“基于规则”模式的优势。
（知识与技能目标3）
（知识与技能目标4）
机器学习：“基于数据”
机器智能化的第二种途径
（文字识别） 给出“机器学习”的概念：让计算机能
够自动地从数据中“学习”（learning）规律，并利用规律对未知数据进行预测。
介绍“机器学习”的一般过程及基本特点。
了解“机器学
习”的一般过程及基本特点。
帮助学生了解“机器学
习”的基本概念和特征。
（知识与技能目标2）
概念二： 机器学习
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机器学
习：“基于
数据”
机器智能
化的第二
种途径
（图像识别）
列举机器识别对象特征的困境： “狼”&“哈士奇”；“马”&“驴”等，
引出“基于规则”的传统模式的第二个
弊端：很多基于自然输入的应用，很
难以人工定义具体的规则。（比方说，
图像识别）
听讲，思考
帮助学生理解传统“基
于规则”的模式存在的其他方面的局限性。
（知识与技能目标3）
播放视频，总结提炼人工智能的第二种
实现途径——“基于数据”的“机器学习”的基本过程及优势。
观看视频，思
考、梳理“机
器学习”的基
本过程机器优势。
帮助学生梳理“机器学习”的基本过程机器优势。
（知识与技能目标2）
（知识与技能目标3）
小结
总结两种实现人工智能的基本途径；
回顾“机器学习”的一般过程；
分析当下多用“机器学习”的方式实现
人工智能的原因。（“机器学习”优势） 回答“机器学
习”的各个关
键环节。
回顾“人工智能”、“机器学习”等基本概念及“机器学习”的基本过程。巩固学生对“人工智能”的初步认识。 附加活动 情境问题：创建“AI守护者”人工智能，对羊群进行守护，通过对羊和狼的
辨识，有效防范狼入侵羊圈。
提出问题：“AI守护者”，能否通过“基于规则”的传统模式来实现?
根据操作提示说明文档进行模型的构建。 课后尝试思考与实践，通过小组合作，运用枚举算法的基本思想实现简单的图像识别分类器；为单元教学设计的第二部分“图像识别”问题提供铺垫。
（附加目标）
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
