第5章 第20课 人工智能及应用-【精彩三年】2024-2025学年高中信息技术必修第一册课程探究与巩固PPT课件（浙教版2019）

第20课　人工智能及应用 第五章│人工智能及应用 ——5　人工智能及应用，教材第162～180页 新课程目标 1．理解人工智能的概念，了解人工智能所涉及的知识领域以及主要方法。　2.了解各类人工智能的特点及典型应用。　3.了解人工智能对社会的影响。 目录 CONTENTS 教材整体感悟 知本与探源 01 02 命题整体感知 尝试与研析 01 教材整体感悟 知本与探源 教材整体感悟 知本与探源 1．人工智能的产生与发展 (1)人工智能的概念 ①人工智能是指以机器(计算机)为载体，_____________________人类智能。 ②人工智能作为一门多学科广泛交叉的________科学，不仅涉及计算机科学，还涉及控制科学、认知科学、心理科学、脑及神经科学、生命科学、语言学、逻辑学、行为科学、教育科学、数理科学等众多学科领域。 模仿、延伸和扩展 前沿 教材整体感悟 知本与探源 (2)人工智能的主要方法 人工智能的三种主要方法为：符号主义、联结主义和行为主义。 ①符号主义：又称____________、心理学派或______________，认为学习或者其他的智能特征原则上均可以被符号精确地描述，从而被机器仿真。智能行为就是________________________。典型代表：沃森系统、_____________(手工构造知识库＋推理引擎)、NELL。 ②联结主义：又称____________或____________，通过模仿人类大脑中神经元之间的复杂交互来进行认知推理，如以多层神经网络为核心的 逻辑主义 计算机学派 对符号的推理和运算 专家系统 仿生学派 生理学派 教材整体感悟 知本与探源 _____________。深度学习是数据驱动人工智能方法，在 ________________、________________、____________、____________、________________等领域表现出良好的性能。典型例子是AlphaGo。 ③行为主义：又称_____________或控制论学派。这一方法从 “_______________”角度来刻画智能行为，认为智能体可以在与环境的交互中不断学习，从而提升自己的智能水平。典型代表：____________、_____________、AlphaGo Zero。 深度学习 自然语言处理 知识图谱构建 图像分类 语音识别 视频运动提取 进化主义 交互—反馈 试错学习 强化学习 教材整体感悟 知本与探源 (3)人工智能的发展历程 ①从计算到智能测试：20世纪30年代，三种计算机制(原始递归函数、lambda演算和图灵机)相继被提出，__________成了现代计算机的理论模型。 ②人工智能登上历史舞台：1956年，人工智能达特茅斯夏季研讨会在美国达特茅斯学院如期召开，这标志着人工智能作为一门新兴学科正式诞生。 ③以符号主义表达与推理为代表的人工智能：符号主义人工智能方法包 图灵机 教材整体感悟 知本与探源 含__________和____________两个部分。在这种方法中，先要将所有知识以逻辑形式表达，然后依靠推理引擎，形成“____________”。 ④数据驱动的人工智能方法：____________是典型的数据驱动的人工智能方法，能够让计算机直接从数据中学习知识。 ⑤问题引导下的人工智能学习方法：在问题引导下开展_____________，在学习过程中不断尝试各种解决问题的可能途径，然后根据结果反馈来调整相应的学习方法。这种_____________体现了一种自我学习的能力。 知识库 推理引擎 专家系统 深度学习 试错学习 强化学习 教材整体感悟 知本与探源 2．人工智能的应用 (1)领域人工智能：依赖于领域知识和数据的人工智能。 (2)跨领域人工智能：智能系统从一个领域快速跨越到另外一个领域。跨领域人工智能不仅依赖于已有数据和已有规则，而且专注于知识和技能的获取，能够开展深度推理。 (3)混合增强智能：多种智能体的混合形式，它将人的作用或人的认知模型引入人工智能系统，形成“混合增强智能”的形态。 教材整体感悟 知本与探源 3．人工智能对社会的影响 (1)人工智能改善人类生活：人工智能技术被广泛应用于智能家居、智慧城市、智能出行、智能购物等方面。 (2)人工智能促进经济发展：①为人类社会带来巨大的经济效益；②提高生产力、创造全新的产品和服务；③推动人工智能与实体经济结合，加快实体经济转型升级。 (3)人工智能带来的社会担忧：人工智能加剧就业困难；人工智能可能威胁人类的安全。 教材整体感悟 知本与探源 符号主义：智能行为就是对符号的推理和运算。关键词：沃森系统、专家系统(手工构造知识库＋推理引擎)、NELL。 联结主义：通过模仿人类大脑中神经元活动来完成识别和分类等智能活动，深度学习是数据驱动人工智能方法，在自然语言处理、知识图谱构建、图像分类、语言识别、视频运动提取等领域表现出良好的性能。关键词：AlphaGo。 行为主义：从“交互—反馈”角度来刻画智能行为，认为智能体可以在与 教材整体感悟 知本与探源 环境的交互中不断学习，从而提升自己的智能水平。关键词：试错学习、强化学习、AlphaGo Zero。 02 命题整体感知 尝试与研析 命题整体感知 尝试与研析 例1[2023·浙江1月选考]下列关于人工智能的说法中，不正确的是(　　) A．深度学习方法一般脱离数据进行学习 B．采用行为主义方法的智能体通过与环境的交互学习提升智能 C．符号主义人工智能的实现依赖对符号的推理和运算 D．人工智能促进社会发展的同时也会带来一定的社会担忧 【解析】 深度学习是基于数据驱动的人工智能，需要大量数据，因此不能脱离数据进行学习，选项A错误。 A 命题整体感知 尝试与研析 变式1 下列关于人工智能的说法中，正确的是(　　) A．人工智能处理数据都采用分治思想 B．神经网络解决分类问题不需要训练数据 C．图灵测试是测试机器是否具有智能的一种方法 D．专家系统是一种典型的基于数据驱动的人工智能方法 C 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，大数据处理采用的是分治思想，选项错误；选项B，神经网络是一种典型的深度学习模型，而深度学习是一种对原始数据所蕴含的特征模式进行学习的算法模型，该模型需要大量数据进行训练，选项错误；选项D，“专家系统”是依据知识库和推理引擎实现的人工智能方法，选项错误。 命题整体感知 尝试与研析 变式2 下列关于人工智能的说法中，不正确的是(　　) A．人类的所有语义可以用符号精确描述，从而被机器仿真 B．深度学习是数据驱动人工智能的典型算法模型 C．问题引导下的试错学习可以根据反馈结果来调整相应的学习方法 D．智能机器人和人工客服合作来回答顾客的问题，是混合智能应用的体现 【解析】 人类的某些语义并不能被精确描述，如“生气”“微笑”等语义很难直接用符号描述，选项A错误。 A 命题整体感知 尝试与研析 变式3[2024·天台中学检测]下列关于人工智能的说法中，不正确的是(　　) A．专家系统是符号主义的典型代表，需要知识的精确化编码 B．深度学习是基于数据学习的算法模型，需要事先手工构造知识库 C．神经网络是受人脑启发的计算模型，主要应用于图像分类和语音识别等领域 D．联结主义是模仿人脑进行认知推理的方法，人脸识别和指纹识别属于其典型应用 B 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 在深度学习中，一旦给定标注数据，根据“端到端(即输入端到输出端)”机制从数据出发，即可学习数据中蕴含的概念或模式，不需要事先手工构造知识库，选项B错误。 命题整体感知 尝试与研析 例2下列关于人工智能发展的说法中，不正确的是(　　) A．人工智能与其他科学相结合极大提高了应用技术的智能化水平 B．人工智能有力地促进了社会的发展 C．人工智能是科学技术发展的必然趋势 D．人工智能的研究是从20世纪50年代开始的 【解析】 人工智能的研究是从19世纪中期开始的，选项D错误。 D 命题整体感知 尝试与研析 例3下列关于数据管理与人工智能的说法中，正确的是(　　) A．通过数据校验可以保护数据的不可否认性 B．MapReduce分布式并行计算能将任务分解并分发到多个节点上处理 C．符号主义从“交互—反馈”角度来刻画智能行为 D．人工智能虽然会取代一些工作岗位，但不可能威胁人类安全 B 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，通过数据校验等方法可以保护数据的完整性，选项错误；选项C，行为主义从“交互—反馈”角度来刻画智能行为，而非符号主义，选项错误；选项D，人工智能会取代一些工作岗位，也可能威胁人类安全，选项错误。 命题整体感知 尝试与研析 例4[2023·浙江6月选考]某智慧课堂系统的部分功能是：教师进教室后刷校园一卡通实现身份认证并启动系统，学生进教室时通过摄像头刷脸签到，签到结果保存在服务器的数据库中，系统可自动生成考勤报表。课堂教学时，教师可将教学资源发送到学生的移动终端，学生可将作业文档上传到系统。可以现场录制教学视频并保存到服务器，系统每天定时备份数据。该系统的下列应用中，体现人工智能技术的是(　　) A．将现场录制的教学视频保存到服务器 B．系统自动生成考勤报表 C 命题整体感知 尝试与研析 C．学生进教室时通过摄像头刷脸签到 D．教师将教学资源发送到学生的移动终端 【解析】 选项A，体现信息系统中的基本数据的存储；选项B，体现信息系统中的基本数据处理；选项C，通过摄像头刷脸签到，这属于人工智能中的视觉识别技术，一般利用联结主义中的深度学习完成；选项D，体现信息系统中的数据的传输。 命题整体感知 尝试与研析 变式1下列选项中，体现了人工智能技术的有(　　) ①部分软件在连接Wi－Fi后自动下载更新 ②停车场出入口自动识别车牌放行 ③涵盖了客服和金融百科问答功能的智能助理 ④自动识别语音并将其转换为文字 ⑤开发3D 技术的电脑游戏 A．②③⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．①③④ C 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 ②停车场出入口自动识别车牌放行，图像识别属于深度学习；③智能助理，有语音识别，体现深度学习；④自动识别语音并将其转换为文字，语音识别属于深度学习。 命题整体感知 尝试与研析 变式2[2024·丽水中学检测]王老师发现一份资料中某些题目比较好，可以做一份关于某个知识点的专题资料。于是，她利用手机中某款具有扫描功能的APP对这些题目进行识别，得到一份识别后的电子文档“ziliao.doc”。然后，王老师对这份文档进行字词错误修改、格式整理，并将其保存为“ziliao.pdf”文件，最后将其打印出来分发给学生，方便学生进行练习。下列操作中体现人工智能技术的是(　　) A．用APP扫描资料后得到图片 B．用APP对这些题目进行识别，识别后得到一份电子文档“ziliao.doc” B 命题整体感知 尝试与研析 C．对这份文档进行简单的字词错误修改、格式整理，并将其保存为“ziliao.pdf”文件 D．将文件打印出来分发给学生 【解析】 选项B中涉及到字符识别，从扫描图片中识别出文字存入电子文档中，属于人工智能的应用；其余选项都只是对图片进行的操作，不涉及人工智能。 命题整体感知 尝试与研析 |随|堂|检|测| 1．车牌识别系统是现代智能交通系统的重要组成部分，它能自动提取车辆牌照信息(含汉字、英文字母、阿拉伯数字及车牌颜色)，实现汽车“身份”的自动登记及验证，广泛应用于多个场景。车牌识别系统完成车辆牌照识别主要应用的技术是(　　) A．人工智能技术 B．虚拟现实技术 C．多媒体交互技术 D．无线通信技术 【解析】 车牌识别系统涉及人工智能技术，选项A正确。 A 命题整体感知 尝试与研析 2．[2024·定海一中检测]下列关于人工智能的说法中，不正确的是(　　) A．深度学习是一种典型的基于数据驱动的人工智能方法 B．强化学习是根据事先知道的最终答案进行相应调整的学习方法 C．AlphaGo 从围棋领域到电力控制领域是跨领域人工智能的应用 D．人工智能将会逐步取代高度重复或按部就班的工作 【解析】 强化学习是事先不知道最终答案，在学习过程中不断尝试各种解决问题的可能途径，然后根据结果反馈进行相应调整的学习方法，选项B错误。 B 命题整体感知 尝试与研析 3．下列关于人工智能的说法中，正确的是(　　) A．人工智能目前已经超越了人类的智能 B．人工智能可以在所有社会工作中取代了人 C．人工智能不能在艺术、音乐和写作等创造性领域进行应用 D．人工智能可以帮助我们进行模式识别、预测分析和决策支持 D 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，人工智能以计算机为载体，模仿、扩展人类智能，尚未超越人类智能，选项错误；选项B，人工智能在可预测的环境中取代了那些高度重复或按部就班的工作，但还不能在所有工作中取代人类，选项错误；选项C，人工智能已经在艺术、写作等领域开展应用，如AI 绘画等，选择错误。 命题整体感知 尝试与研析 4．某校为打造智慧食堂，引入了智能结算系统。管理员通过网页平台进行师生账户管理、菜品管理和查询记录。师生在用餐前仅需将盛有菜的碗碟放到结算台，结算台的读写器读取碗碟中的电子标签信息并计算价格，摄像头采集到人脸信息，结算台的软件将人脸信息和消费价格一起发送给服务器，服务器进行人脸识别并返回扣费结果至结算台。下列关于人脸识别的说法中，正确的是(　　) A．采用了深度学习 B．基于问题引导下的学习 C．应用了知识库和推理引擎 D．不需要借助数据进行学习 A 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 人脸识别基于不同的脸型数据进行采集并智能捕捉该脸部的特征信息属于深度学习，选项A正确。 命题整体感知 尝试与研析 5．[2024·义乌中学检测]下列关于人工智能的说法中，正确的是(　　) A．AlphaGo 从围棋跨界到电力控制领域属于混合增强智能 B．达芬奇外科手术机器人与人类医生共同完成外科手术属于跨领域人工智能 C．强化学习是以符号主义表达与推理的人工智能学习方法 D．联结主义通过模仿人类大脑中神经元之间的复杂交互来进行认知推理 D 命题整体感知 尝试与研析 【解析】 选项A，AlphaGo 跨界到电力领域属于跨领域人工智能，选项错误；选项B，机器人和人类共同完成手术属于混合增强型人工智能，选项错误；选项C，强化学习是问题引导下的人工智能学习方法，选项错误。 命题整体感知 尝试与研析 6．下列选项中，体现了人工智能技术的是(　　) ①通过人脸识别进行付款　②扫描二维码获取网站地址　③与智能语音助手聊天 ④在网络上与好友进行象棋对弈　⑤在手机屏幕中以手写的方式输入文字 A．①③⑤ B．②③④ C．②④⑤ D．①②⑤ 【解析】 ②属于信息的解码，不属于人工智能；④属于信息传输，不属于人工智能。 A 温馨提示：请完成高效作业20 感谢聆听，再见！ $$