《4.2用智能工具处理信息》教学设计.doc

教学设计学科名称高中信息技术基础教材版本广东教育出版社课题名称4.2用智能工具处理信息执教人李彦课时第一课时制定教学目标的依据教材分析本章内容主要包括编写程序解决问题及使用智能工具处理信息等，这是信息的加工与表达的延续，也是选修模块算法与程序设计基础内容的衔接部分。课标对本章的定位在体会、体验与了解。本节使用智能工具软件处理信息，只是要求学生了解并体验其工作过程及实际应用价值，提高对信息智能处理内容的学习兴趣，从而为选修人工智能初步提供准备。学情分析高一年级学生已经具备了丰富的计算机使用经验，对于信息智能处理工具软件的使用，可能个别学生已经具有一定的使用经验，如：翻译软件、手写板输入等，但学生们可能更感兴趣的是计算机为什么能做到这一点，它与我们常用的其他工具软件有什么不同，这正是本书的学习任务之一，教师需注意引导。教学目标知识与技能1) 认识常见的智能工具，知道智能工具的工作流程；2) 初步理解模式识别和自然语言理解的概念及其简单的工作原理；3) 知道智能处理工具与一般处理工具的区别。过程与方法1) 通过“手写板”和“OCR”软件识别文字，知道模式识别技术的应用，体验其简单的工作原理和使用价值；2) 通过在线翻译网站进行中英文的翻译，通过与机器人聊天体验自然语言理解技术的应用。情感态度价值观1) 通过智能工具的使用，感受人工智能技术对日常生活的影响及其魅力；2) 能在应用和体验智能信息处理工具的过程中，形成对信息前沿技术探索的强烈要求。教学重点难点教学重点1) 初步理解模式识别技术和自然语言理解技术的概念；2) 能应用智能处理工具解决实际问题，体验其使用价值。教学难点理解常见的智能处理工具的工作原理教学方法与手段教学方法演示法、任务驱动、合作探究教学资源OCR软件、在线翻译软件、手写输入、在线人机对话网站教学环境多媒体教室课前准备学生准备按小组分派任务，让学生在课余时间通过完成活动任务，对本节内容有初步了解教师准备为学生使用的电脑准备好手写板、麦克风、OCR软件、双向翻译软件等板书设计教学过程教学环节教学活动学生活动媒体资源使用方式方法设计意图新课引入问题引入【提问】前段时间因为一个朋友的女儿过生日，就去了一下玩具店，突然发现现在孩子玩的和以前玩的东西大不一样了。请同学们回想一下，在你们小的时候，都玩一些什么玩具？现在的孩子又玩些什么呢？其实，只要同学们仔细观察，就会发现不光使玩具变得智能了，还有一些智能工具已经渗透到我们日常生活的方方面面了，这些智能工具到底是怎么工作的？他们与一般信息处理工具又有哪些区别？今天就让我们一起学习第四章第二节，用智能工具处理信息（写板书）。PPT展示学习目标通过学习本课，我们要了解以下内容：1、 认识常见的智能工具，知道智能工具的工作流程2、 初步理解模式识别和自然语言识别技术的概念及其简单的工作原理3、 了解智能处理工具与一般处理工具的区别·学生回想自己小时候玩过的玩具。·一起阅读本节课的教学目标·PPT展示同学们过去玩得玩具以及现在孩子们玩得智能玩具，如电子狗、能进行对话的语音洋娃娃、无人机等等。·PPT展示本节课的教学目标·通过提问儿时玩具，勾起学生对儿时的回忆，活跃课堂氛围的同时，对比现在孩子们玩得智能玩具，由此引入新课。·展示学习目标，让学生清楚本节课需要掌握的内容新课讲授一、 人工智能研究的领域人工智能的研究领域很多，课本上主要介绍了两个研究领域：模式识别和自然语言理解。那到底什么是模式识别和自然语言理解？它们是怎样工作的？接下来，请同学们分组进行活动体验。打开电脑桌面上的活动文件夹，完成相应的活动任务。（一）模式识别1. 理解模式识别概念体验活动一：OCR软件的使用体验【交流分享】请A组同学进行分享【问题】这类智能工具是模式识别技术中利用计算机对（图像）进行的自动识别。【教师演示】褶皱的图像识别出的效果【提问】为什么这张图片识别出来的错别字较多？是什么地方出现了问题？（噪声太多）体验活动二：手写输入体验【交流分享】先请B组同学进行分享【问题】这类智能工具是模式识别技术中利用计算机对（文本）进行的自动识别。2. 模式识别技术工作原理【过渡】为什么手写板可以对文本进行自动识别呢？它的工作原理是什么？为了研究这个原理，我们先研究人猜汉字的过程，再对比理解手写板猜汉字的流程。【游戏体验】“心有灵犀，你写我知”游戏形式：以两人小组为单位，互相在对方后背写字，猜字者思考所写字为何字？经历了哪几个过程猜出来的？然后回答老师的提问：猜出的汉字是：猜字的过程是：猜错的原因是：【探究手写板工作原理】阅读教材第86页图4-15及上面一段文字，你会发现智能工具手写板的工作过程跟刚才人猜汉字的过程基本上是类似的，但是又有点不一样的地方，是哪个地方不一样？【思考】1) 预处理是什么意思？2) 特征库存放的是什么？3) 要提高智能工具的智能性，可以从什么环节入手？4.模式识别的概念通过活动1和活动2，我们体验了手写板和OCR软件的使用，它们都是模式识别技术的一种应用，那到底什么是模式识别？3. 拓展应用除了手写板和OCR软件，我们生活中还有哪些模式识别技术的实际应用？模式识别的应用（工程）模式识别的应用（安全）模式识别的应用（医学）模式识别的应用（军事）·学生分组进行体验活动.·学生进行问题描述，学生演示OCR软件的使用方法·学生思考回答·与同学们分享自己所遇到的问题，并说明自己是如何解决问题的·学生左右两人一组，进行游戏体验，生生互动总结猜字过程：手写汉字感（触）觉分析笔划结构和学过的汉字对比说出汉字学生：总结出错的原因，分析笔划结构以及和学过的汉字对比·学生阅读教材第86页图4-15及上面的一段文字，类比手写板工作过程和人脑猜字过程，理解手写识别汉字的工作过程。·小组代表回答：（1） 除去信号中的“噪声”，将文字大小和笔划粗细等规范化（2） 特征库中存放着标准汉字的字型信息·学生展示活动任务结果·PPT展示人工智能研究的两个领域·PPT展示活动内容·PPT展示用手写板输入汉字的工作流程·PPT展示手写输入和人猜汉字的过程，进行对比展示·学生上台进行活动展示，播放视频·总分总的讲解模式。先让学生通过阅读课本对概念有个整体感知，然后通过活动体验，进一步理解概念、掌握智能工具处理信息的工作原理。·体验活动1和体验活动2中，把声音、手写汉字或图像等转变为计算机中的汉字符号，他们主要采用的是模式识别技术。·通过猜字游戏让同学们对比感知、理解手写板的工作流程·通过学生阅读教材，提高学生自主学习的能力·通过学生和教师演示OCR的使用情况，总结智能处理工具所存在的一些不足，同时，让学生自己总结改进的方法·通过以小组的形式让学生在课下进行活动任务，极大的提高了学生自主探究的能力新课讲授（二） 自然语言理解1.自然语言理解的概念体验活动三：翻译软件的使用【交流分享】请C组同学进行分享交流请同学们翻译以下内容：If you do not leave me ,we will die together.教师使用谷歌翻译：如果你不离开我，我们将一起死亡【讨论】（1） 和人工翻译比较，机器翻译速度和效率怎样？（2） 结合自己的英语知识比较机器翻译是否准确，和你想的结果一样吗？【拓展】其他的人工翻译翻译一：你若不离不弃，我必生死相依。（六级水平）翻译二：问世间问世间，情为何物，直教生死相许。（八级水平）翻译三：山无陵，天地合，乃敢与君绝。（专家水平）翻译四：你在或不在，爱就在那里，不增不减。（超宇宙水平）【小结】跟人工翻译相比，机器翻译就比较机械化，这是因为机器翻译的工作流程就是如此。【问题1】如果要提高智能程度，从哪个环节入手？【问题2】怎样避免中国式翻译体验活动四：通过网络与机器人对话【交流分享】请D组同学进行分享交流、现场演示【提问】你们觉得机器人小i智能吗？能不能听懂你的话？如果同一个问题一直问他，会出现什么样的结果？机器人小i是怎么理解我们的话呢？这个过程就可以解释刚刚老师所提的那个问题，如果知识库里的答案用完了，就会不断重复。所以说，人工智能再有多智能，他的程序也是人类给他们赋予的，如果想提高机器人的智能性，应该从哪方面入手呢？对，就是知识库，多设置一些问题，多进行回答预设，他就会越来越聪明。·齐读教材86页自然语言理解的概念：自然语言理解主要是研究如何是计算机能够理解和生成自然语言的技术。其可以分为三个层次：词法分析、句法分析和词义分析。·请英语课代表翻译·学生感慨高水平的人工翻译·学生阅读教材87页图4-16机器翻译的工作流程，体会机器翻译的工作过程。·学生思考回答扩大语法库和单词库结合语境，联系上下文·全班共同体验与机器人对话，思考机器人对语言处理的过程，体验机器人与真人之间的区别·使用在线翻译软件进行翻译·用PPT展示其他人工翻译的结果·PPT展示机器翻译的工作流程·通过极域软件广播学生演示人机对话·PPT展示人机对话的工作流程·活动3中的软件，可以进行不同语种之间的语言翻译；活动4使网络中的机器人通过网络理解我们输入的内容，并通过网络做出回答，他们都采用的是自然语言理解。·通过一个简单的英语句子，就可以衍生出多种不同的翻译结果，让学生体会语言的魅力，以及翻译中所遇到的最难的问题，即语义分析·通过和机器人小i对话，可以体现出机器人的智能性，当然，他与人类相比还是相差甚远，那是因为，他们的智能是人类所赋予的。以此激发学生学习的欲望。交流讨论二、常用的智能工具今天，我们共同体验了哪几个智能工具呢？·手写板·OCR软件·在线翻译系统·在线与机器人对话前两种属于模式识别研究范畴后两种属于自然语言理解技术研究范畴他们都是人工智能所研究的领域·学生交流讨论，总结本节课所提到的常用的智能工具：·手写板·OCR软件·在线翻译系统·在线与机器人对话·进行板书书写总结·主要让学生回顾总结本节课所涉及到的一些智能处理工具·再次强调是人工智能中所研究的两个领域归纳提炼三、智能处理工具与一般处理工具的区别·学生阅读教材，讨论交流，理解智能处理工具与一般处理工具的区别，并完成表格的填写。PPT进行展示·先体验后总结，只有学生有了对智能工具使用的经验，才能做出比较，进行总结课堂小结本节课，我们共同体验了几种信息智能处理工具的使用，理解了什么是模式识别和自然语言理解，以及他们的简单工作原理。信息智能处理工具到底有哪些实际的应用价值？下节课我们来一起探索这个问题。·学生与教师一起总结本节课所学内容PPT进行展示·总结本节所学内容随堂测试学生完成随堂测试完成随堂测试网上测试检测学生内容掌握情况6 情掌内测测堂测测测内所展进内学节总教题问索一课下用际些底工智信作简他及理自识是什理使工处种几同，小课总进比能，用具智有只总后展进写的成，的工一工处理流，教阅区具处与工提归领个究能工是工处能一及本顾学总书对人系系软 写具能的常所本，流领领研工范研术语于范研别属对器与·翻软 板呢呢个了体共工智讨交望的学发此予人智的为那甚是相他然能人机以，对器分义，问到中翻力言体生果的不生衍就句简个解言自用们答出过并的们理网人中网动译言间不以可的 流作的人展对机演学域流工译示 结译工示 翻行译在区间人人验过处对机，人机同下下，词库回考程作译机，作译器-图材阅翻人水高翻代析义词法析法个分其术言成和能计何是要言：概言自 材明明越，答进，一多库就？入哪该能人机果的们类也程他有智，复复就完案里果如问所刚解就程呢的解怎小机果么现他直个果？懂不吗 器觉】演现流享同 】对人络通四翻国免怎手入环度能提】此是流的翻因这械比器比译跟平宙（减不在爱不在平水（与，地陵平水。死生何情世世平水。相必不不：翻人他吗样果你准是器比英己样率效速机比论死起们开不译歌 , 容下翻们交享学 】分使件译：概概语理言语讲新能能自学提，动进课让式以方的结己让时不在具理结，用 演和能的学高材阅学流作写手感们同字猜术技模是主他符汉机变像汉手把中动 活理原息信具握、解，动通，体个对读过让。讲视播示动上展比，过汉入写展流工汉入用示内活 领两究工示结务活信字的标放范范划笔字”“号答回程作字识解程猜人作板类字的及-页 教对对学及结分，错汉汉比字过结分）程字总生生游行组右题决如己说，遇自们回思方使件 演述问进动活行事（应式模医别全安应式）（别用用术识模有中我件和应别式是到那种技识是，的软和写体我 动概别手入么可性具智么是存思意考样不个，的不点，类本过汉才跟工写工能你字面及-页第理理写是原是程是是问提老然的猜几历字为考者，背在互为小：知我，有】程程汉手比对的猜人们理究了么原作它识进对板么】原工术别别的）对计用别模具类】分进同请享体入：多太（题出么多字错识张什效出识皱】别识的像图计中别模工类分进同 分体用件 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