張娟

教材分析

本課是廣東教育出版社出版的《信息技術(shù)基礎(chǔ)（必修）》中第四章第二節(jié)的內(nèi)容，主要是開闊學生的視野，激發(fā)學生對人工智能的興趣，讓學生對智能工具有一個初步體驗和了解，也為選修模塊“人工智能初步”的開設(shè)作鋪墊。本節(jié)內(nèi)容要求學生在使用信息智能處理工具的過程中，初步體驗信息智能處理工具，對其形成感性認識，并在生活中對智能處理工具有主動認知的能力。教師根據(jù)學生的興趣、愛好，選擇了幾種智能處理工具讓他們進行體驗式實踐。本節(jié)采用“情境導(dǎo)入—探究新知—任務(wù)體驗—交流分享—解答疑惑—查找區(qū)別—應(yīng)用展望—鞏固練習—教學小結(jié)”的環(huán)節(jié)組織教學內(nèi)容。

學生分析

本課的教學對象為高一學生，通過前面章節(jié)的學習，學生對學習信息技術(shù)的方法和特點有了一定的掌握。學生已經(jīng)學會使用不同的處理工具來處理信息，已經(jīng)具備一定的計算機使用經(jīng)驗，但大多數(shù)都是常用的工具軟件以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件，對信息智能處理工具的使用并不熟悉，所以在教學中筆者引用了生活中常見的信息智能處理工具，讓學生可以在學習中更貼近生活，讓學生體驗后，再進行知識的講解，在教學中注重學生的興趣培養(yǎng)。

教學目標

知識與技能目標：能從操作的過程中了解智能信息處理工具的基本功能，會使用常見的幾種智能信息處理工具。

過程與方法目標：通過觀看視頻、體驗游戲、操作手寫板、使用翻譯軟件、與QQ機器人聊天等活動，體驗人工智能的魅力及其工作過程、工作原理。

情感態(tài)度與價值觀目標：①認識到智能工具在實際生活中的應(yīng)用價值。②能在應(yīng)用和體驗智能信息處理工具的過程中，形成對信息技術(shù)前沿技術(shù)探索的強烈要求。③培養(yǎng)探究能力、類比推理能力，激發(fā)探索人工智能的興趣和熱情。

教學重點、難點

重點：體驗智能信息處理工具的應(yīng)用。

難點：了解智能處理工具的工作過程和工作原理。

教學方法

本課教學采用任務(wù)驅(qū)動法、實踐探究法、講授法、小組討論法。

教學過程

1.情境導(dǎo)入

教師展示霍金的照片（如圖1），并提出問題。

師：同學們，他是誰？你了解他嗎？

教師播放關(guān)于霍金的視頻，然后請學生談一談自己的看法。

師：智能工具是否真的那么神秘？我們今天就來揭開智能工具的面紗，通過使用、體驗幾種智能工具，了解智能工具處理信息的方式、方法，分析智能信息處理工具的工作原理。

設(shè)計意圖：本節(jié)以霍金的故事作為情境導(dǎo)入，吸引學生對神奇的信息智能處理工具產(chǎn)生興趣，激發(fā)學生對本課內(nèi)容的學習興趣。

2.探究新知

師：大家認識我嗎？知道我的名字嗎？（因為是選班上課，所以學生對我都不熟悉）大家都不知道，但有一位朋友就知道。（展示人臉識別機，進行人臉識別實驗）有哪位同學想和這位朋友打個招呼？（請學生上臺實踐）看來，咱們的這位朋友有點認生，等會再讓它跟大家熟悉。我這里還有一位叫青青的朋友，它是個很擅長交流的智能娃娃玩具，現(xiàn)在請它來自我介紹吧。

教師演示智能玩具的功能，學生觀察并思考。

師：這兩位朋友都采用了智能技術(shù)，我還給同學們設(shè)置了四個智能工具的體驗活動。請同學們完成導(dǎo)學案上的任務(wù)體驗環(huán)節(jié)，哪個小組最先完成體驗活動并通過老師的檢查，就可以選擇人臉識別機或與青青進行對話。

設(shè)計意圖：讓學生對人工智能有了初步的認識，從貼近學生生活的任務(wù)出發(fā)，激發(fā)學生的學習興趣和探究熱情。

3.任務(wù)體驗

師：小組分工，完成四個體驗后，推選代表回答關(guān)于體驗工具的優(yōu)點和不足的問題。

活動一：打開字符識別軟件漢王OCR，按下面步驟識別三張圖片上的文字，并完成以下問題。

文件菜單—打開圖像—選擇文件接收柜—打開識別圖像找到圖像—點擊識別菜單—開始識別—輸出菜單—輸出到指定格式文件—輸入名字保存到桌面。

師：哪個圖像識別的效果好？哪個圖像識別的效果差？哪個字識別的效果不好？你的結(jié)論是什么？（提示：字符識別有什么用處？識別率與什么有關(guān)？）

活動二：打開逍遙筆手寫輸入軟件，在記事本中輸入以下文字，把不認識的字加上拼音，并完成以下問題。

槑 砳 兲 垚 叕

師：以上五個字中，正確輸入識別了幾個？你的結(jié)論是什么？（提示：手寫輸入有什么用處？手寫識別率與什么有關(guān)？）

活動三：點擊文件接收柜中的小I聊天按鈕，訪問自然語言處理網(wǎng)站http：//i.xiaoi.com/，通過與智能語言機器人對話來驗證機器人的智能程度，并完成以下問題。

師：你的問題小I機器人是否都能正確回答？舉個例子說明它的答非所問。

活動四：利用百度在線翻譯功能，把下表內(nèi)容進行中英文互譯。（提示：請將翻譯好的譯文再重新翻譯回去，你會有所發(fā)現(xiàn)）

學生進行活動體驗，教師在巡視中關(guān)注每組的任務(wù)實施情況，并進行指導(dǎo)。

師：在線翻譯能否實現(xiàn)正確翻譯？在線翻譯時，是否會出現(xiàn)逐詞翻譯的現(xiàn)象？

生：在線翻譯網(wǎng)站翻譯并不完全正確，有時候甚至是錯誤的，它會逐字逐詞翻譯，沒有語法規(guī)則。

教師給回答正確的小組提供青青或人臉識別機的體驗作為獎勵。

設(shè)計意圖：讓學生通過體驗合作探究任務(wù)，對各智能處理工具有一個全面的感知，了解它們的功能，為進一步學習智能處理工具的工作原理作鋪墊，并鍛煉學生的自主學習和分工協(xié)作的能力。

4.交流分享結(jié)果——小組搶答優(yōu)點和不足

教師分享四個智能處理工具的功能及優(yōu)缺點。

①字符識別：可以實現(xiàn)快速、批量錄入文字，識別率與源圖像質(zhì)量有關(guān)。

②手寫識別：可以幫助對鍵盤不熟、不會拼音的人輸入漢字，識別率與書寫的規(guī)范程度有關(guān)。

③機器對話：小I能夠進行簡單對話，但有時答非所問。

④翻譯系統(tǒng)：能夠?qū)崿F(xiàn)中英文翻譯，但有時會出現(xiàn)中國式英語即逐詞翻譯現(xiàn)象。

師：人臉識別機和青青的表現(xiàn)如何？我們找位同學來說說。

生：人臉識別機有時候識別不出來，如戴上眼鏡或者光線很強時人臉就無法識別。青青智能娃娃在與人對話時，有些問題聽不懂或者直接就答非所問，所以并不完全智能。

設(shè)計意圖：讓學生通過親身體驗，學會總結(jié)歸納體驗結(jié)果。

5.解答疑惑

學生閱讀資料，了解模式識別和自然語言理解的簡單原理（如圖2）。

師：我們利用學到的簡單原理，再重新審視一下剛才的體驗活動，并請各組代表給大家闡述智能處理工具的工作原理。

生：字符識別的原理是通過掃描輸入文本圖像后，先對圖像的版面進行分析和理解，然后對圖像進行分解，并對圖像文字的特征進行選擇和提取，接著對照字形特征庫中的字體進行匹配，最后輸出識別的文字。

師：大家剛才體驗了人臉識別機，它能很清楚展現(xiàn)整個模式的識別過程，尤其是建立特征庫的過程，它會讓你抬頭、低頭、轉(zhuǎn)頭來錄入特征，然后進行比對。

設(shè)計意圖：對活動的工作原理簡單分析，讓學生的學習實踐與理論相結(jié)合，做到知其然知其所以然。

6.查找區(qū)別

師：大家知道了智能處理工具簡單的工作原理，請同學們思考一個問題：智能處理工具的智能體現(xiàn)在哪里？智能處理工具與一般處理工具的主要區(qū)別是什么？

生：一般處理工具是處理那些有固定算法的問題，最終的結(jié)果是確定的；智能處理工具處理的問題是沒有固定算法的，最終得到的結(jié)果也是不確定的（如圖3）。

設(shè)計意圖：在學生了解了各種智能工具的工作原理后，使其理解智能工具與一般工具的區(qū)別，并更深入地了解智能工具，對智能工具有全面的認識。

7.應(yīng)用展望

師：請大家欣賞一段視頻，并展望智能工具處理信息的應(yīng)用前景。

生：人工智能給我們的生活和工作帶來了很多便捷，應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛，但是它不是萬能的，不能完全代替人，還需要我們今后不斷去研究和探索，創(chuàng)造出更多的奇跡，讓它更好地為人類服務(wù)。

設(shè)計意圖：進一步深化信息智能處理工具的應(yīng)用，將課堂知識拓展到生活中，開闊學生的視野，讓學生感受到智能工具的魅力，激發(fā)學生的學習熱情。

8.鞏固練習

教師出示簡單的練習題目。

設(shè)計意圖：通過課堂測試的方式幫助學生鞏固本節(jié)課的知識點。

9.教學小結(jié)

師：通過本節(jié)課的學習，你有哪些收獲？

學生回答。

教學反思

整個課堂從始至終，學生和教師的互動學習都在和諧而融洽的氛圍中進行。筆者在授課時，把針對四種智能工具如何使用的探索交給學生自己體驗，讓學生在探索實踐的過程中歸納總結(jié)知識，從而獲得成功的樂趣，最終完成教學目標。學生對課程所涉及的知識點基本能夠掌握，但課程內(nèi)容偏多，教師如果想在一節(jié)課中把知識點全部講完，時間會很緊張。筆者在教學過程中有些環(huán)節(jié)還是處理得不夠完美，有待改進。

點 評

教師在教授人工智能的內(nèi)容時，面臨一個兩難的問題：一是人工智能是目前的技術(shù)前沿，如果學習只停留在應(yīng)用的表層則淺嘗輒止；二是人工智能是應(yīng)用非常廣泛的技術(shù)，正在融入我們的日常生活，如果學習更多理論知識，則又會落入藩籬。本節(jié)課中張老師給我們展示了不一樣的處理方式，既照顧了日常應(yīng)用、前沿技術(shù)，又從基本原理進行分析，雖然不難，但很有深度，值得我們借鑒。尤其是對語音識別、手寫識別、人臉識別、機器對話、機器翻譯進行了有趣的實驗，讓學生在動手中感受了人工智能的特點與應(yīng)用，以實證的方式講述人工智能，對學生的理解非常有益。

當然，張老師在教學反思中也說了，這節(jié)課內(nèi)容偏多，在一節(jié)課中完成有難度。但這并非是我關(guān)注的問題，我僅從以下一點談?wù)勎覍@部分內(nèi)容的看法與建議。我們應(yīng)該關(guān)注智能處理工具的哪個工作流程（或原理）？這主要是受課標的影響，不是老師教學的原因，但是也反映出我們的教學創(chuàng)新往往只是局限在課標、課本之下，很被動。本課重視的人工智能的流程是信息檢索的流程，所以這幾個流程圖看起來都是類似的。如果講原理的話，是不是更應(yīng)該重視核心的“識別”流程，即特征信息是怎樣提取的，提取哪些關(guān)鍵點，是如何把模擬信息存儲成數(shù)字信息的。筆畫、人臉、聲音、在線翻譯或機器對話，具體到核心的關(guān)鍵技術(shù)就非常不一樣了，里面會更有“干貨”。

借此，我想提倡大家往更有意義的教學內(nèi)容去創(chuàng)新，而非單純地對教學例子進行翻新，這就需要我們保持突破課標、教材等文本局限的科學精神。