第一课人工智能应用 教学设计 　2023—2024学年浙教版(2023)初中信息技术八年级下册

课题 人工智能应用 教学 目标 知识与技能：通过了解机器翻译、无人驾驶和人机博弈等人工智能应用，学生能够意识到人工智能技术对现代社会的深远影响，培养关注科技发展的意识。 程与方法：学生在探究人工智能应用的过程中，能够运用计算思维解决实际问题，培养逻辑推理和问题解决能力。 情感与价值观：学生能够利用数字化工具和资源进行自主学习和创新实践，培养数字化时代的核心素养。 教学重难 点 重点：了解机器翻译 难点：掌握无人驾驶、人机博弈 教学 方法 讨论法、探究法。 教学 过程 活动设计 设计意图 【课堂导入】：展示一些人工智能应用的场景，如机器翻译、无人驾驶、人机博弈等，引发学生的兴趣和思考。 环节一：机器翻译 1. 介绍机器翻译的基本原理，讲解其技术实现过程，包括分词、词义匹配、翻译规则等。 2. 机器翻译是以自然语言理解为核心的一门技术，是利用计算机算法将一种自然语言(源语言)转换为另一种自然语言(目标语言)的过程、技术和方法。机器翻译属于计算语言学和自然语言处理范畴，不但具有实用价值，同时也具备重要的科学研究价值。 3. 基于语料库的机器翻译方法主要有两种，一种是在已经形成的知识库中尽可能寻找与需要翻译的句子相似的结构，通过类比的手段，得到目标语的译文。另一种方法是认为目标语中的任何一个句子都有可能是源语言的译文，而唯一的不同是它们成为源语言译文的概率不同，机器翻译的任务就是通过计算找出概率最大的句子。这一方法是通过对数据库的分析对比将知识抽象成模型，根据统计模型来寻找最恰当的译文。 4. 讲解机器翻译的发展历程和现状，介绍一些知名的机器翻译系统，如谷歌翻译、DeepL等。 5. 展示一些机器翻译的应用实例，如实时翻译、多语言网站翻译等，让学生了解其实际应用场景。 二、环节二：无人驾驶 1. 讲解无人驾驶的基本原理和技术，包括传感器技术、控制算法、导航系统等。 2. 无人驾驶是人工智能在社会生活中的一个重要应用。无人驾驶系统一般包含雷达、激光、全球定位系统(GPS)和计算机视觉等感知、认知子系统，能够完成路线规划导航、障碍物识别和路标识别等多项任务，从而实现“无人”与“自动驾驶”的最终目标。 要使无人驾驶车辆“跑”起来，需要解决感知、决策和执行三个层面的技术问题。感知系统又称为“中层控制系统”,负责感知周围的环境，并进行识别和分析；决策系统也称为“上层控制系统”,负责路径规划和导航；执行系统也称为“底层控制系统”,负责汽车的加速、刹车和转向(如图2-1)。通过感知、决策与执行三个系统分工合作，责任明确地控制汽车的运行，就可以使无人驾驶汽车具备理论上的“行驶”条件。 3. 介绍无人驾驶的发展历程和现状，以及其在交通出行、物流配送等领域的应用。 4. 展示一些无人驾驶的应用实例，如自动驾驶汽车、无人机配送等，让学生了解其实际应用场景。 三、环节三：人机博弈 1. 介绍人机博弈的基本概念和发展历程，讲解人工智能在棋类游戏等领域的应用。 2. 博弈是指个人或团队在一定规则的约束下，选择各自的策略来实现预定目标的过程。狭义上的博弈是下棋、玩扑克牌、掷骰子等具有输赢性质的游戏。广义上的博弈是对策和斗智。人机博弈则是运用计算机技术和博弈思想，使计算机像人类一样从事高度智能的博弈活动。人机博弈是机器智能、兵棋推演、智能决策系统等人工智能领域研究的重要基础，同时也被认为是人工智能领域最具挑战性的研究方向。 3. 讲解人工智能在棋类游戏中的算法和策略，如蒙特卡洛树搜索、强化学习等。 4. 展示一些人机博弈的经典案例，如AlphaGo与李世石的围棋对弈等，让学生了解其实际应用场景。 5. “绝艺”是一款由我国科研团队自主研发的围棋程序，采用了搜索算法、深度学习和强化学习技术训练策略网络，再通过与机器自我对弈形成价值网络，快速提高棋力。“绝艺”曾战胜过诸多世界顶级围棋选手，现成为中国国家围棋队训练专用工具。 6. 井字棋是一个流传已久的传统纸笔游戏，它是在3×3格子上进行的连珠游戏。由两个人轮流来下棋，分别用“O”和“×”来代替自身的棋子。轮到下棋时，用棋子占领其中一个空格。如果双方中有一方的棋子可以连成一条直线(横、竖、斜皆可),则该方判胜，对方判负。若所有的格子都被占领，但双方都无法使棋子连成一条直线的话，则判和棋。 7. 1.下“井字棋”时，在先手的情况下，如何保证不败? 8. *2.计算“井字棋”有多少走法。 9. 通过展示实际应用，使学生对人工智能应用有直观的感受，激发学习的兴趣和好奇心。 帮助学生了解机器翻译技术的基本原理和应用，培养其信息意识和计算思维。让学生深入了解无人驾驶技术的基本原理和应用，培养其数字化学习与创新精神。培养学生的信息意识和计算思维，激发其对人机交互的探索兴趣。 板书 设计 作业 设计 作业 批改 典型问题 辅导形式 （ ）集体讲评 （ ）个别辅导 辅导学生 教学 反思 10. 本课作为本单元的第二课，聚焦于人工智能的具体应用。通过学习，学生将深入了解机器翻译、无人驾驶和人机博弈等领域的实际应用。这些内容的选择旨在让学生感受到人工智能如何改变生活和工作方式，培养其在实际生活中运用人工智能技术的能力。同时，通过这些应用案例，学生可以更好地理解人工智能的基本原理和技术，进一步增强对人工智能的认识。 11. 本节课还可以下载井字棋的游戏让学生自己去探索井字棋不败的方法 学科网（北京）股份有限公司 $$