信息技术第1节 初识人工智能教学设计

教学内容

第二单元 第1节 初识人工智能

教学目标

知识与技能：

1.了解生活中的人工智能应用；

2.知道机器学习的原理；

过程与方法：

掌握图形化编程软件中机器学习的过程；

情感态度与价值观：

感受人工智能带给人们生活的便捷，体验机器学习的过程，初步建立人脑学习与机器学习的差异。

重点

难点

本课重难点包括两个部分。一是机器学习的原理，在对比大脑和机器学习的过程中，理解机器如何具有人工智能的。二是使用图形化编程软件中的机器学习模块体验机器学习的过程。

教学准备

1.慧编程软件安装包，形态各异的苹果、梨子若干（模型也可）；

2.USB摄像头。

教学过程与方法

主      备

复   备

1.任务导入

教师：欢欢常常听到“人工智能”“机器学习”这些词语，欢欢很疑惑，人工智能是什么？机器学习又是什么呢？接下来，我们就和欢欢一起来研究人工智能。

2.课程聚焦

教师：我们将从生活中的人工智能开始，学习人工智能的概念，机器学习的原理及在图形化编程软件中体验机器学习的过程。

3.任务分解

任务一：生活中的人工智能

任务二：机器学习原理

任务三：机器学习体验

4.子任务突破

子任务一：生活中的人工智能

教师：生活中，我们经常会遇到应用了智能识别技术的机场、火车站和无人停车场等场景，这些都是人工智能技术的具体应用。如无人值守停车场，当汽车行驶到识别区域时，系统识别车牌。当车辆驶离该停车场时，系统再次识别车牌，并计算停车费。待用户缴纳停车费后，系统自动开启道闸。请学生在说说自己知道的例子。

学生：说说自己知道的生活中的人工智能应用的例子。（如超市自主结账机、拍照识物、无人超市等）

教师：人工智能在生活中应用已经很广泛了，那么什么是人工智能呢？

人工智能的含义：

人工智能（Artificial Intelligence,缩写为Al）主要研究利用机器来模拟人脑思维活动的过程。机器学习是人工智能研究的核心知识，是实现人工智能的重要方法之一。

教师：机器学习是人工智能研究的核心，接下来就一起了解下机器学习的过程。

子任务二：机器学习的原理

教师： 我们先来回想一下，如何教小朋友识别苹果和梨。先让小朋友观察各种苹果和梨的外观，小朋友归纳出它们各自的特征后，再分别给小朋友苹果和梨时，小朋友就能区分它们了。

教师：那么能不能使用机器来模拟小朋友的大脑思维过程呢？科学家经过研究，发现是可以实现机器模拟大脑的思维过程。首先，生产一台机器，给这台机器提供尽可能多的苹果和梨的照片（数据）；再通过程序，得到苹果和梨的特征（模型）；最后，当机器再“看到”苹果和梨时，就可以识别它们了。这就是模拟人脑思维过程的“机器学习”。在识别苹果和梨的例子中，小朋友的大脑经历了“观察——归纳——识别”的认知过程。机器学习模拟人脑思维活动，对应的过程是“学习——建模——应用”。而无人值守停车场则是将机器学习运用到了具体的生活场景中。

子任务三：机器学习体验

教师：可以在软件中体验“机器学习”的实现过程。为此，我们必须在使用前添加相关扩展功能。这里使用的时接下来，我们就去试一试。

教师：这里用到的是慧编程软件中的“机器学习”模块。安装和打开软件，切换到“角色”选项卡，添加扩展“机器学习”，就可以体验机器学习了。

学生：下载、安转软件，添加机器学习扩展模块。

教师：接下来完成模型训练与使用模型识别物体。具体步骤如下：

（1）训练模型，点击“训练模型”按键，打开训练模型窗口。在样本1中输入“苹果”，将苹果放在电脑的摄像头前，再点击样本1下面的“学习”按钮，拍摄苹果照片。可以改变角度和更换苹果再拍。按照样本1的方法，采集好样本2。在样本3的输入框中，输入“其他”，不用点击“学习”按钮。这样，除苹果和梨以外的其他物品，都识别“其他”。最后，点击“使用模型”按钮，就可以使用识别功能了。

（2）使用模型，识别物体，编写程序，再点击运行程序，就可以识别物体了。

学生：完成模型训练及应用模型识别物体。

作业设计

1.今天我们了解了人工智能，认识了人工智能的核心知识——机器学习，它是模拟人脑的思维过程进行学习的。请你结合具体例子，用自己的话说一说机器学习的过程吧！

2.思考一下，生活中哪些活动还可以使用机器学习完成，将自己的设想写下来和同学分享一下吧。

板书设计

教学反思

本课从人工智能在生活中的应用实例开始，介绍了人工智能的概念及机器学习的原理，在最后体验了机器学习的过程和应用。学生学习之后，对人工智能有了客观的认识。