人工智能的基本内容合肥市第一中学 许燕【教学内容分析】本课所学习的内容是广东教育出版社出版的人工智能初步信息技术（选修5）中的第1章第2节，主要任务是让学生了解人工智能的基本内容，激发学生对人工智能技术进一步探索求知的欲望。本节通过一个对魔方机器人实物的剖析，让学生通过与人类比的方式了解人工智能的基本内容，让学生感受到人工智能神奇魅力。为了更好的激发学生学习人工智能的兴趣，我又让学生分组探究科技教育机器人，亲身体验机器智能，并通过引导学生畅想，让学生对人工智能的学习更加憧憬。【学生情况分析】对于高二的学生，人工智能对他们来说并不陌生，不论是从影视作品中，还是科技展览中，他们多多少少都有一定的了解；而且在高一时候已经有了一些智能软件的体验，如：在线翻译、与网络机器人聊天。另外，我校每年都有机器人特长生，这部分学生在小学初中都参加过教育部或科协举办的电脑机器人大赛，并获得较优异的成绩，他们都是机器人社团的成员，起着带头引领的作用。而且通过前一段时间的学习，学生已经具备了一定的自学能力和信息表达能力，所以在教学中要尽量把舞台让给学生，让学生在自主学习中提升对人工智能的兴趣。【教学目标】目标维度行 为 目 标知识与技能了解人工智能的基本内容过程与方法（1）通过魔方机器人实例的分析，知道人工智能的基本内容及其关系（2）能够根据人工智能的基本内容自主探究机器人情感态度与价值观（1）通过对机器人的探究，感受人工智能的魅力，激发学习兴趣（2）能够在实践活动中较好的进行的团队合作和自主探究【重点难点】教学重点：人工智能的基本内容。教学难点：如何激发学生学习人工智能的兴趣。【教学策略设计】1教学方法设计（1）为了便于捕捉学生面对问题时的真实想法，采用师生互动探讨式教学，引导学生分析问题、观察讨论、得出结论等。（2）开展课堂实践活动，让学生参与到课堂教学中来，培养学生的团队合作和自主探究能力。2教学流程游戏引入实例分析分组实践课堂延伸【教具准备】魔方机器人、科技教育机器人、多媒体课件、网络教室等【教学过程】环节教师活动学生活动设计意图课前准备播放我校机器人队训练和比赛视频。观看PPT图片和视频，听老师介绍吸引学生注意，渴望参与其中，以积极的心态参与新课的学习以图片介绍我校电脑机器人课程开设情况以及“全国机器人实验校”等有利的学习环境，鼓励学生参与到机器人活动中来。从视频中“机器人会沿线走、会搬运物品、会投篮”引出：是什么让机器人这么聪明呢？ 展示课题：人工智能的基本内容（板书）游戏对比所谓人工智能就是指让机器人能够模拟、延伸和扩展人的智能。那么首先我们要了解一下构成人类智能的各要素？亮出魔方并提问学生是否都玩过魔方；师生限时1分钟比赛玩魔方。提问学生：你在解魔方时用到了你身体的哪些器官？引导学生回答并归纳；（板书）学生回答：眼睛、大脑、手在老师的引导下归纳出人类智能的三大要素：感觉要素、思考要素和运动要素以游戏引入，活跃课堂气氛，启发诱导层层递进，为新课内容的引出做铺垫实例 分析请来机器人帮手：魔方机器人（亮出自制教具-魔方机器人）。问：要想让它能模拟人解魔方，它需要具备哪些器官呢？观看魔方机器人，类比人来回答：会看（眼睛）、会思考（大脑）、会转魔方（手）类比人类智能，学生更容易理解，结合实物展示，更加激发学习兴趣1 “眼睛”-感觉要素在PPT中以文字和图片的方式介绍魔方机器人上用到的各传感器（红外、超声波、触碰等），引导学生观察机器人，找出各传感器，让学生想一想各传感器的功能。对照ppt中的图片，找出各传感器的位置，结合人解魔方的过程想一想各传感器的功能通过观察，首先对魔方机器人的感知部分有一个整体印象环节教师活动学生活动设计意图实例 分析演示机器人识别魔方颜色的过程，师生共同分析各传感器是如何感知魔方信息的？归纳出：使机器具有类似于人的感知能力就是机器感知。（板书）观看老师演示机器人，加深对机器人感知能力的理解，了解机器感知通过机器人演示，使学生直观的感受机器感知的过程2“大脑”-思考要素在PPT中以文字和图片展出机器人的大脑：控制器，让学生在魔方机器人的对应地方指出；提问解魔方的学生（为什么你能很快的解开魔方？有什么技巧吗？）引出解魔方的程序，举例介绍简单图形化编程，下载等，便于后面的自主学习。引导学生归纳出：使机器能够模拟人的思维活动就是机器思维。（板书）对照PPT中的图片，认识机器人的“大脑”，了解简单图形化程序的编写、下载等通过与人思考的对比，使原本抽象的过程简单化，图形化的编程让学生也能亲身体验，而不会因为编程难而望而却步，同时也为后面自主探究活动的开展奠定基础继续演示魔方机器人，提醒学生注意观察机器人的运动部件有哪些？ 观看机器人表演，注意观察机器人的运动部件带着问题去观察，培养学生的观察力3“手”-行为要素引导学生回顾机器人在解魔方的过程中表现出的行为有：转动，发声等。在PPT中以文字和图片展出机器人的运动部件：电机和喇叭等。带领学生认识电机，引导学生归纳出：机器行为就是指使机器能够付诸行动，能发声、能走路、能取物、能操作等。（板书）演示机器人完整解魔方。思考并回答老师提出的问题，观察机器人，找出电机的位置，完整观看机器人解魔方，感受机器智能通过机器人的实际演示和师生的互问互答，培养学生的观察力和学习的主动性。观看另一个魔法机器人解魔方的视频（比较快的），提出问题：两个机器人的智能差异与哪些因素有关？但不做解答，让学生通过自己的探究总结答案。观看视频，比较二个机器人的不同为后面的探究做铺垫分组探究为了让每个学生都能亲身体验机器智能，介绍探究机器人：百变飞碟。主要介绍机器人的结构、功能等。如：会唱歌跳舞、会跟人走等。仔细听老师介绍，为后面的探究做好准备整体了解“百变飞碟”，激起探究欲望环节教师活动学生活动设计意图分组探究给各组分发“百变飞碟”，并提出要求：探究任务：自主学习探究素材，编写下面两个程序，并将程序下载到机器人，调试运行，体验机器智能。（1）让机器人动起来思考：你的机器人能笔直朝前走吗？能正确转90度吗？什么影响它的转的角度？（2）让机器人跟人走思考：人在什么位置时，机器人能跟人走？为什么？机器人为什么在撞到人后停下来？比较两个程序，思考：机器人的智能差异与哪些因素有关？组长根据任务要求对组员进行分工，合作完成探究任务，思考并讨论提出的问题，推选组员对探究过程和结果进行汇报。通过学生的实践，不仅能巩固以上所学知识，而且锻炼了学生的动手能力和自主学习的能力，通过分组分工，培养学生的团队合作意识和竞争意识，通过小组成果汇报考察学生的总结能力和语言表达能力。延伸：你还想让机器人做哪些事情？未来的机器人又会是怎样的呢？畅谈现在，畅想未来激发学生对人工智能技术的憧憬，并鼓励学生大胆畅想，怀揣梦想和对未来生活的追求。总结今天我们学习了人工智能的基本内容，包括机器感知、机器思维、机器学习和机器行为，但是人工智能的应用领域是十分广泛的，例如：我们高一时候学习的模式识别、自然语言理解，当然还有智能检索、机器证明、专家系统、机器人学等等，虽然现在的你们还没有足够的知识和能力参与到人工智能的前沿研究中，但是通过今天的学习，我看到了同学们对于人工智能探究的热情，我相信在不久的将来你就能创造奇迹。人类智能看（眼睛）想（大脑）玩（手）机器智能（人工智能）（传感器）机器感知（控制器）机器思维、机器学习（执行器）机器行为人工智能的基本要素三大要素感觉要素思考要素运动要素【板书设计】