4.2.2 信息智能处理的方式教学目标设计

用智能工具处理信息

一、教材分析:

本节内容选自广东版普通高中《信息技术基础》(必修)中的第四章第二节。沿着技术发展趋势，信息技术自然会涉及到信息智能处理，这也是前沿技术在日常应用中的体现，高中学生有必要也有兴趣追求和学习前沿技术；本节是在学习了“第一节

用计算机程序解决问题”之后，又接触到的初中阶段没有学过的第二种处理信息解决问题的方法，因此，要求学生在使用信息智能处理工具的过程中，以体验为主，开阔视野、形成感性认识，激发并提高学生对信息智能处理内容的学习兴趣，并可以在今后的生活中对智能处理工具有一个主动认知的能力，也为选修模块《人工智能初步》的开设提供准备。

根据课本内容以及基于学生的学习思维发展，设计了一系列操作活动，让学生根据自己的兴趣和实际情况，有选择的进行体验式实践。本节采用了“情境引入→案例分析→操作体验→了解原理→应用展望”的线索组织内容。

二、学生分析: 通过前面的学习，高一年级学生已经具备了丰富的计算机使用经验，但大多数都是与常用工具软件的使用及网络应用有关，对于信息智能处理工具软件的使用，个别学生已经具有一定的使用经验，例如翻译软件、手写板输入等，但大多数学生对于信息智能处理工具软件的使用还不熟悉，所以在教学中我引用了更贴近学生学习生活的处理工具，让学生先体验操作过程，后探究计算机为什么能做到这一点，通过对比思考，它与我们之前学过的信息处理工具又有什么不同，并能对智能工具软件的应用价值进行分析，引导学生在实践中发现问题、解决问题、自主探究，整个过程注重对学生兴趣的培养。

三、教学目标：

（一）知识与技能

1.了解智能处理工具的研究领域； 2.感受智能工具处理信息的基本工作过程；

3.认识并初步掌握分析信息智能处理的工作原理；

4.了解智能工具的应用价值。

（二）过程与方法

1.掌握简单的智能工具的使用方法；

2.通过完成任务，体验人工智能的独特魅力；

3.掌握分析问题、呈现观点和交流思想的方法。

（三）情感态度与价值观

1.认识到智能工具在实际生活中的应用价值；

2.体验人工智能的神奇魅力，形成对人工智能这一技术前沿的探索愿望；

四、重点难点：

重点：应用和体验智能信息处理工具

难点：理解模式识别和自然语言理解的工作原理

五、教学资源：

网络教室、课件、学案、用于OCR识别的扫描图片、相关软件（汉王OCR、逍遥笔手写输入法、酷狗音乐）

六、教学方法： 案例教学法、任务驱动法、实践探究、讨论法、类比推理法（开展技术游戏）

七、课时安排： 2课时。

八、教学过程: 第一课时

（一）【创设情境，激发兴趣】

【情境设置】：播放视频“智能机器人：小胖”

【教师引入】大家认识机器人小胖吗？你们觉得它聪明吗，为什么？通过视频，请大家思考一下，小胖是如何跟主人交流的呢？

【学生讨论】在电视广告里见过，是台机器人，很聪明，因为它能理解人类的语言并能做很多事情，它能和人交流应该是具备语音识别系统，通过植入芯片进行信息处理，它是一台高级的电脑……

【教师引申】（配合教师解说展示网易新闻“人工智能走进中国家庭

机器人‘小胖’开售”）小胖是去年9月份走入中国家庭的智能机器人，大家刚才说的这些都属于人工智能的范畴，随着信息技术的飞速发展，智能工具已经渗透到每个人的工作和生活中，今天就让我们共同学习如何用智能工具处理信息吧。（课件展示课题）。

【设计意图】在人工智能的应用当中最有趣的就是机器人了，机器人也能多方面的展示

智能工具处理信息的功能，而且小胖很多同学通过网络和电视都知道，但它的工作原理是怎样的，学生却不清楚，可以说是“熟悉的陌生人”，因此，选择这一视频做为导入可以高度的引起学生的注意和学习的兴趣，营造良好的课堂氛围。

（二）案例分析，全面了解

【教师活动】引导学生阅读5个智能工具应用案例（详见教学课件）；引导学生分析案例中所提及问题的解决手段，即用到何种智能工具。

【学生活动】阅读5个智能工具应用案例，讨论、分析案例中所提及问题的解决手段。

案例1：扫描仪+OCR；

案例2：手写输入、语音输入；

案例3：语音识别系统；

案例4：双向翻译系统；

案例5：机器人+自然语言理解；

【设计意图】：通过分析几个在生活中常见的案例，让学生较全面了解智能工具的应用领域。

（三）任务驱动，操作探究

【教师活动】要求学生在“任务一（模式识别）”和“任务二（自然语言理解）”中各选至少1项方案（详见“学案”）进行独立操作。

【学生活动】独立操作探究并完成“学案”上的任务。（参考学案给出的操作方法并可以相互讨论，比较操作结果；）

【设计意图】让学生在独立操作的过程中形成自己对所操作工具的认识，并在讨论、比较中感知智能工具处理问题所获得结果的不确定性；两个任务各设多项方案，争取全面照顾学生的个体差异，让每个学生充分发展。

（四）集思广益，交流分享

1.分享结果

【教师活动】邀请学生就自己所选择的活动过程及结果发表意见。

【学生活动】交流分享操作探究的结果。

【共同交流】在学生分享结果时教师要针对学生的一些亮点进行引申。比如有个学生发现“小I机器人仅用了自然语言理解技术，还具有语音输入也就是模式识别”，引导学生理解有些智能产品综合运用多项技术实现一些实用功能。

2.总结提升

【教师活动】提出人工智能的两个重要的研究领域：模式识别、自然语言理解；引导学

生对今天的多项体验进行分类：哪些是模式识别？哪些是自然语言识别？ 【学生活动】进行分类，并用自己的语言简单试述其工作原理。

【共同交流】同领域的不同应用之间的异同，比如OCR和手写输入、语音输入等。

【设计意图】让所有的学生对各个活动中所使用的智能工具的性能、功效等，有较全面的感知，并能进行归类和对其工作原理有个感性认识。

第二课时

（五）层层深入，归纳提炼

1.与一般处理工具的区别。

【教师活动】回顾上节课任务，引导学生归纳出智能工具与一般处理工具的区别并引出“人工智能”的含义。

人工智能：让机器能够进行人类的思考，做人类能做的事。人工智能是以探索和模拟人类智能活动为基本目标而设计出类似人的某些智能的自动机器的科学。

【学生活动】理解智能工具处理信息与一般处理工具的区别。

2．模式识别、自然语言理解的一般工作过程；上节课体验的各个智能工具的工作原理。

【教师活动】帮助学生从学生之间的交流和课本中归纳提炼出：模式识别和自然语言理解的一般工作过程；各种智能工具的工作原理。

【学生活动】理解模式识别和自然语言理解的一般工作过程；各种智能工具的简单工作原理。

（1）模式识别技术：是指利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别的技术。它的一般过程包括：

【插入小游戏：两人一组，相互在背后写字，猜出对方所写的字】

思考：你是如何识别出对方所写的字，经过了哪几个过程？（提醒：对比模式识别的一般过程）

生（回答）：写字的过程（样本采集-信息的数字化-预处理）写字注意特征的提取大脑中有相关笔划和事物的信息(与标准模式相比较)说出结果（分类识别）。

师：像我们这个游戏的过程一样，科研人员将这样的识别过程用机器模拟实现，开发出OCR（光学识别软件）和手写输入及语音输入，接下来，让我们了解一下它们的工作原理。（展示课件）

【共同总结】手写板与语音输入虽然采集的样本不一样，但工作原理是一样的，都属于模式识别。

（2）自然语言理解：是主要是研究如何使计算机能够理解和生成自然语言的技术。

师：上节课我们用机器翻译了“I am afraid”，请大家看网友们翻译的其他版本，比较分析“人译”与“机译”有什么不同之处？（课件展示）

生：机译死板、生硬，

“人译”更能体现翻译人的情绪、感情色彩！……

【共同总结】机器翻译虽然能达到一定程度对自然语言的理解，但计算机却无法理解字里行间的意思，还不能代替人类；与机器人聊天和机器翻译虽然工作流程不同，但工作原理是一样的，都属于自然语言理解。

【设计意图】为学生的学习进行整理归纳，通过穿插游戏用类比的方法、机译对比人译的各种搞笑版本，加深学习的理解，巩固知识。

（六）发散思维，延展新知

常见智能工具的应用及价值

【教师活动】引导并鼓励学生发现并说出智能工具在生活中的应用情况，思考具有什么样的价值（课件中以思维导图的方式展示）

【学生活动】发散思维、展开思考，搜索生活中知道的智能工具、应用场合和价值的例子。

【共同提升】汇总集体智慧成果，并引导学生进行智能工具的分类（PPT展示）

【设计意图】将课堂知识拓展到生活中，开阔学生视野，让学生感受到智能工具的魅力，激发学习热情，形成对信息前沿技术探索的强烈要求，并使学生认识到智能信息处理这一前沿技术的实际应用价值。

（七）课堂测验，知识巩固

【教师活动】开展课堂测试。（PPT展示）。

【学生活动】思考并回答测试内容。

【设计意图】通过课堂测试的方式帮助学生检查、巩固本节课的知识。

（八）课外延伸，展望未来

【教师活动】鼓励学生根据自己的基础和兴趣，选择一个项目进行探究。

1.找一个自己感兴趣的智能工具，深入了解，形成专题（格式不限）

2.在通用课上，同学们学了怎么设计，请综合运用所学知识及经验，设计一个智能产品，如：智能家居、智能文体用品等。（格式详见学案）

【学生活动】尝试就智能工具某一领域进行探究或运用所学知识充分发挥创新创客精神进行智能产品创造。

【设计意图】激发学生努力学习、探讨新知，锻炼学生综合运用所学知识进行创新。

九、教学评价

《用智能工具处理信息》课堂学习评价表

评价内容

通过学习，有没有了解到什么是智能工具？

通过学习，能不能正确的区分一般处理工具和智能处理工具？

自评等级

√

□非常了解

□了解

□不了解

□可以

□勉强可以

□不可以

通过学习，能不能更好的识别生活中的智能工具? □可以

□勉强可以

□不可以

通过学习，你认为有没有掌握分析智能工具工作过程或者工作原理的方法？

通过学习，你认为了解智能工具的工作过程或者工作原理，是否有助于我们更好的使用智能工具？

通过学习，你认为了解和认识更多的智能工具对我们的生活学习有没有意义？

总结一下这节课你自己的心得体会

（比如：有哪些方面还没有弄清楚？你学会了什么？你还想学习了解什么？）

□已经掌握

□勉强掌握

□没有掌握

□很有帮助

□有帮助

□没有帮助

□非常有意义

□有意义

□没有意义

十、教学反思

(一)

优点：

1．本节以去年正式走入中国家庭的智能机器人视频作为情景引入，能让学生真切感受到当今智能工具的发展速度，既熟悉又不了解的感觉极大的吸引了学生的学习兴趣。

2．通过多个生活中很常见的案例分析，让学生对生活中的智能工具有个全面的了解。

3．通过任务驱动、多重方案选择的方式让学生充分发挥兴趣特长，在独立操作的过程中，形成对信息前沿技术探索的强烈要求。

4.在教学过程中，任务驱动、问题引导这两种教学方法贯彻始终，这不仅大大提高了学生的动手能力，而且，问题引导的方式在引领学生思考的同时，也很好的验证了学生的学习效果。

5.课外拓展部分考虑到学生的个体差异，让他们根据能力兴趣二选一，或自主探究或智能创造，体现素质教育对创新创造能力的培养。

(二)

不足：

1.忽视了少部分同学对软件操作的掌握。

2.如何更好的实施分层教学，全面照顾学生的个体差异。