2.1初识人工智能（教案）五年级下册信息技术川教版

初识人工智能 教学设计 教学目标 1.能够发现人工智能在生活中的应用，培养学生信息意识。 2.掌握机器学习的原理，了解机器学习在生活中的应用，感受生活中的数字化学习与创新。 3.正确认识人工智能，认识到在智慧社会新形态下的机遇与挑战，承担其信息社会责任。 教学内容 教学重点： 1.发现生活中的人工智能。 2.理解并掌握机器学习的原理。 教学难点： 理解并掌握机器学习的原理。 教学过程 一、情境导入 1.创设和欢欢一起学习的情境，通过熟悉的电影片段，让学生快速联系生活中的人工智能，培养学生信息意识。 教师：提到人工智能，首先让你想到的是什么呢，是憨态可掬的大白，古灵精怪的瓦力，还是聪明智慧的七七二三，原本只存在于影视作品中的高科技早已出现在我们的日常生活。 2.引出“人工智能就是利用机器来模拟人脑思维活动的过程”，并引导学生和欢欢一起思考生活中还有哪些人工智能的应用。 教师：人工智能（Artificial Intelligence，缩写AI）主要研究利用机器来模拟人脑思维活动的过程。简单来说就是机器模仿人类的行为，那么请你暂停视频思考一下，在我们的生活中还有哪些人工智能的应用呢？ 欢欢：还有指纹识别、无人值守停车场。 教师：是的，而且这些应用都是借助机器学习这一技术来是实现的。机器学习是人工智能研究的核心知识，是实现人工智能的重要方法之一。 二、新课讲解 1.根据生活中的人工智能引出机器学习，同时引导学生思考生活中是如何分辨苹果和梨。 教师：首先请你想一想在生活中我们是怎么分辨苹果和梨的？ 欢欢：嗯...苹果圆圆的，像个小皮球，外表又滑又亮。苹果皮有的是青青的，还有的是大红大红的。削掉苹果皮，就能看到白里带点黄的果肉，再尝一下果肉，又甜又酸。梨是金灿灿或者绿油油的，还有一些小小的点点，但是摸上去很光滑。梨的形状像一个小葫芦，刮开梨子皮时，会露出了雪白雪白的果肉，咬下去是脆脆的、甜甜的。 2.通过与欢欢对话，联系分辨苹果和梨这一认知过程，初步理解机器学习的基本过程。 教师：所以你是根据他们的特点进行归纳总结，比如说大部分的苹果是圆形，颜色是红色或者青色，梨是水滴形状的，颜色是黄色或者青色，再次看到有类似特点的水果时，你就能区分出它们了。在这一过程中你的大脑经历了“观察——归纳——识别”，通过这一认知过程也就学会了分辨苹果和梨。你想知道机器是怎么分辨它们的吗？ 欢欢：当然当然，老师您快讲讲！ 教师：首先机器会拍摄各种苹果和梨的图片（出示各种各样苹果和梨的图片），然后根据多张苹果的图片，归纳出它的特点，构建苹果的模型；用同样的方法，构建梨的模型，当摄像头中再次出现类似物体时，机器就能识别出它们是苹果或梨。如果用计算机的语言来说，就是“学习——建模——应用”。 欢欢：哦~原来是这样。 教师：而且当你将这两个过程放在一起的时候会发现，机器学习的过程与人脑的认知过程是一一对应的，所以，其实人工智能模拟的还是人类的行为。 3.结合生活中的实例“指纹解锁”和“无人值守停车场”进一步理解机器学习的原理，感受生活中的数字化学习与创新。 教师：我们生活中有许多运用机器学习原理的例子，如欢欢说到的指纹解锁，我们的手机要使用指纹识别进行解锁首先要“学习”即录入用于解锁的指纹，然后“构建”这个指纹的模型，当我们需要用指纹解锁时，系统会自动“应用”这一功能，常见的例子还有无人值守停车场，机器首先会拍摄尽可能多的车牌图片，然后从这些图片中归纳出字符特征，当摄像头中再次出现车牌时，系统就能自动识别出车牌，并记录入场时间和离场时间等信息。 三、扩展总结 1.借用AlphaGo战胜李世石的例子，引导学生思考回答机器是否会取代人类，正确认识人工智能，承担信息社会的责任。 教师：这是2016年人工智能机器人AlphaGo战胜了当时的世界围棋冠军李世石。AlphaGo战胜了李世石，那么我们就可以说是机器人战胜了人类吗，你是否会担忧，在未来，机器会替代人类。是的，答案当然是否定的。AlphaGo为什么能够对李世石的每一步都做出精准的判断，首先它收集、观察尽可能多的棋谱，通过归纳、建模识别围棋的规则，然后将这些“规则”应用到与李世石的对战中。所以，其实是人类历史上所有的围棋大师战胜了李世石，而不是AlphaGo，它的智慧还是来源于人类，模仿的是我们的思维。 欢欢：我知道啦，只要我们不停的对自我进行探索，就不可能被机器取代。 2.复习回顾机器学习的基本过程，在图形化编程软件中借助机器学习扩展体验机器学习。 教师：心动不如行动，接下来请你利用图形化编程软件中“机器学习”扩展模块，借助程序学习并构建模型然后用它识别真实的物体，体验机器学习，如果在练习的过程中有疑惑的地方可以扫描屏幕中的二维码观看操作演示。好了，今天的学习就到这里，我们下次再见。 备注：教学设计应至少