《智能信息处理》教学设计
永丰县永丰中学 金桦勇
一、教材分析
《智能信息处理》是上海科技教育出版社出版的高中信息技术必修教材《信息技术基础》第三章第三节的教学内容，本课内容是根据课程标准中对智能信息处理的内容要求进行编写。主要从人工智能的定义、人工智能的主要研究领域、常见的智能信息处理等三个方面展开论述。
对于人工智能的定义，教材给出了具有代表性的定义，是要让学生体会人工智能的的作用。如果这种定义仅从阅读的角度让学生理解，过于枯燥，且不利于学生形成认识，因此必须通过贴近现实生活的体验性的课堂活动来引起学生的学习兴趣，帮助学生建构认知。本节内容在教学中主要是要求学生在了解和使用信息智能处理信息的过程中，对信息智能处理工具进行初步体验，并形成感性认识，为下学期的选修课指引方向。
为了加深学生对人工智能的认识，教材设计了让学生从常见的智能信息处理中，分析可获得哪些人工智能的活动。
二、教学目标
1．知识与技能：
（1）了解人工智能的基本知识。
（2）认识到人工智能对人类学习、生活的巨大影响。
（3）能够使用一些智能信息处理工具。
2．过程与方法：
（1）体验智能软件，了解人工智能的应用价值。
（2）客观的认识人工智能的研究领域
3．情感、态度与价值观：
（1）通过感受人工智能技术的丰富魅力，激发学生对人工智能技术的兴趣。
（2）客观认识人工智能技术对社会的影响，培养正确的科学技术应用观。
三、教学重点、难点
1．教学重点：
（1）让学生正确处理认识人与机器之间的关系。
（2）了解模式识别技术和机器翻译技术的应用。
（3）简单智能工具软件的使用。
2．教学难点：
（1）正确认识机器与人的关系，人工智能技术对社会的影响，发展他们的辩证思维，培养正确的科学技术应用观。
（2）了解人工智能的研究领域。
四、教学方法
讲授法、演示法、小组讨论法、多媒体辅助教学法、任务驱动教学法
五、教学环节
【新课导入】：
通过播放《人工智能时代》视频，感受人工智能的发展趋势，让学生对人工智能的发展有一定的认识，揭开人工智能的神秘面纱。
【新课讲解】：
步骤 | 教师活动 | 学生活动 | 设计思想 |
1、初步了解人工智能 | 教师组织学生分小组讨论对人工智能的认识，了解身边的人工智能体现在哪些方面，并分小组回答。 | 各小组讨论和查找资料，一起总结，选出代表回答老师的提问。 | 激发学生的表现欲和竞争欲。培养学生的信息素养与合作能力 |
2、讲解人工智能的概念 | 教师分析各小组的答案，并强调在“人机大战”中机器能战胜人类，是依靠了人类所设计的程序和计算机高速计算的优势。然后给出人工智能的概念：人工智能就是指用人工的方法和技术，研制智能机器和智能系统不模仿、延伸和扩展人的智能，实现智能行为和“机器思维”，解决需要人类专家才能处理的问题。 | 认真听讲，掌握人工智能的概念。 | 提升学生对人工智能的认识，提升学生的思辨能力
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3、讲解人工智能的九大研究领域 | 教师用课件分别介绍人工智能研究的九大领域，并配以图片说明各领域的特点。 | 结合课本内容认真观看教师的课件，思考人工智能研究的九大领域，特点。 | 1、让学生感受 “人工智能的内涵。 2、让学生知道人工智能已融入我们的日常生活。 |
4、讲解常见的智能信息处理——模式识别中的光学字符识别技术 | 教师讲解常见的智能信息处理并举例，说明人工智能离我们并不遥远。 教师讲解光学字符识别技术的原理是：通过扫描仪或阅读器等电子设备检测纸上的字符，根据检测到的暗、亮确定其形状，然后按字符识别模式将形状“翻译”成计算机中的一种字符代码。常见的中文OCR软件有汉王文本王、尚书、蒙恬等。 教师演示OCR软件对两张图片进行识别使用过程（一张印刷体，一张手写）。并提出问题：影响OCR软件识别率有哪些主要因素？ 教师点评：影响OCR软件识别率的主要因素是纸张的质量、扫描的效果、是否印刷体等。 | 学生仔细听讲后体验OCR软件的操作过程，并回答老师提出的问题 | 用体验OCR软件的操作形式来激发学生兴趣。了解光学字符识别软件的使用及工作原理。
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5、讲解智能信息处理——模式识别中的手写输入识别技术 | 教师演示利用手写笔输入和用键盘输入一首唐诗的过程并提问： 问题1：你觉得键盘输入与手写输入哪种快？ 问题2：造成手写输入速度不快的原因是什么？ 总结：手写时注意字要写工整。 | 学生体验手写输入工具的使用方法并回答问题。 | 让学生体验手写输入软件的使用，意识到手写输入速度受限于人的因素。 |
6、讲解智能信息处理——模式识别中的语音输入技术 | 教师播放语音识别视频，引出语音识别技术：利用模式识别技术将语音识别成文本的方法。在配备了声卡的计算机上，通过话筒把语音录入计算机，再由语音识别软件对语音信息进行模式分类，“翻译”成符合语法和语义的句子。 教师师演示语音输入文字，并指出语音识别目前处于发展与完善阶段。 | 学生观看视频并体验语音输入的乐趣。 | 让学生体验语音输入技术给人们带来的便利，并意识到语音输入还不完善。 |
7、讲解智能信息处理——机器翻译 | 教师讲解机器翻译的原理：机器翻译（MT）又称机译，是利用机器翻译技术把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。用以完成这一过程的软件叫做机器翻译软件。 教师演示金山快译软件和百度翻译网站的使用方法。 | 学生体验金山快译软件和百度翻译网站，自主进行中英方相互翻译 | 让学生感受机器翻译给学习和生活带来的便利，激发学生学习的兴趣。 |
六、学生课堂实践活动
教师展示三个与人工智能相关的网站网址，引导学生进入网站，学习和使用与智能信息处理及人工智能相关的网上操作，亲自体会身边的智能信息处理。这三个网站是
1、使用百度翻译，练习将中文翻译成英文。
网址：http://fanyi.baidu.com/translate
2、浏览“人工智能网”网站 http://www.gzxxjs.cn/1/，掌握最新人工智能技术信息
3、和小i机器人聊天（网址：i.xiaoi.com）
教师积极引导学生在课堂实践过程中，对学生操作出现的问题及时帮助解决，也可以要求学生分组合作，互相交流操作过程体验，激发学生的学习热情。
七、课堂测试
教师展示课堂测试题目，引导学生积极思考与回答问题，并对问题答案及时解答。
选择题：
1．有些人喜欢用计算机“听”小说，因为计算机能把屏幕上的文字朗读出来，这种工作方式是依靠了人工智能中的（ ）
A．语音识别技术
B．语音合成技术
C．自然语言生成技术
D．自然语言理解技术
2．世界国际象棋大师在与一台计算机上棋时，输给了计算机，你认为计算机战胜大师最关键的因素是（ ）
A．下棋是一种高智能活动，计算机的智能在某些方面已经超过了人
B． 面对任何复杂情况，计算机都不会走出错招，而人总有出错的时候
C．计算机“记住”了大量的棋谱，能快速找出最佳走法
D．“计算机下棋”是很多专家研究的结晶，具有“集体的智慧”，人与计算机下棋实际上是个人与群体的较量
3．下列属于人工智能在日常生活中的应用，并且有益于改善人们生活和工作的是（ ）
①能引导盲人外出行走的机器人
②数码相机的自动聚焦系统
③班主任使用的学生评语自动生成系统
④能根据室内情况自动调节风量和温度的家用空调器
A．①③④ B．①②③ C．②③④ D．①②④
判断题：
4．利用人眼的虹膜进行身份鉴别，属于人工智能中的模式识别技术。（ ）
5．用计算机对心理障碍病人进行治疗，比医生治疗的效果要好。（ ）
6．网上的“在线翻译”是应用了自然语言理解技术。（ ）
八、课堂总结，巩固知识
(一)掌握人工智能的概念
(二)了解人工智能的主要研究领域
(三)常见的智能信息处理
1.模式识别
（1）OCR（光学字符识别）
（2）语音输入
（3）手写输入
2.机器翻译：金山快译软件和百度翻译网站
九、教学反思
通过播放视频材料导入新课，能很快的调动学生的积极性；通过分组讨论和演示操作，让学生都参与进来，学生能更好的理解人工智能的概念和应用的领域，并掌握常见的智能信息处理方式，同时让学生认识到人工智能领域的应用还有不足之处，激发学生认真学习的欲望，将来进一步完善人工智能的应用潜力。
