教學(xué)設(shè)計(jì) 完整版：利用人工智能技術(shù)加工信息

高中信息技術(shù)（必修）信息技術(shù)基礎(chǔ)利用人工智能技術(shù)加工信息教學(xué)設(shè)計(jì)課題名稱利用人工智能工具處理信息教學(xué)目標(biāo)認(rèn)知：能從操作的過(guò)程中了解智能信息處理工具的基本工作過(guò)程。技能：(1)能使用教材中出現(xiàn)的智能信息處理工具。(2)簡(jiǎn)單了解智能信息處理工具的工作原理。情感：(1)認(rèn)識(shí)到智能信息處理這一前沿技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。(2)能在應(yīng)用和體驗(yàn)智能信息處理工具的過(guò)程中，形成對(duì)信息前沿技術(shù)探索的強(qiáng)烈要求。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)能應(yīng)用和體驗(yàn)智能信息處理工具。教學(xué)難點(diǎn)簡(jiǎn)單了解智能信息處理工具的工作原理。教學(xué)方法采用講解、探究、任務(wù)驅(qū)動(dòng)和自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方法。

教學(xué)地點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)教室

教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)引入前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了對(duì)信息進(jìn)行加工和表達(dá)的各種方法，我們知道用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題的方法是多種多樣的，在這節(jié)課中我們將學(xué)習(xí)如何利用智能工具處理信息。學(xué)生閱讀教材P88頁(yè)有關(guān)全球第一個(gè)虛擬主播安娜的案例，并登錄網(wǎng)站親身體驗(yàn)人工智能的神奇效果。新課信息智能處理工具的使用教師指導(dǎo)學(xué)生從教材中給出的活動(dòng)中選擇一個(gè)或幾個(gè)進(jìn)行操作，嘗試信息智能處理工具的智能化。（1）手寫板的使用（2）掃描儀及OCR軟件的使用（3）訪問(wèn)自然語(yǔ)言處理網(wǎng)站（），驗(yàn)證機(jī)器人ELIZA的智能性。（4）訪問(wèn)自然語(yǔ)言處理網(wǎng)站選擇一個(gè)機(jī)器人并與其對(duì)話，尋找其“談話”的破綻。（5）搜索雙向翻譯軟件并下載后安裝，嘗試將一段英文先翻譯成中文，再將該段中文翻譯成英文，看看準(zhǔn)確性如何。學(xué)生根據(jù)教師的指導(dǎo)選擇5個(gè)活動(dòng)中的一至兩個(gè)進(jìn)行實(shí)踐，親身體驗(yàn)信息的智能化處理。信息智能處理的方式教師分析前面5個(gè)活動(dòng)中用到的智能處理工具對(duì)信息處理的特點(diǎn)，得出由于技術(shù)上的問(wèn)題，可以導(dǎo)致對(duì)信息處理結(jié)果可能是正確的，也可能是不正確的，并歸納出各種智能工具對(duì)信息進(jìn)行處理的簡(jiǎn)單原理。學(xué)生通過(guò)教師的講解，了解各種信息智能處理工具的特點(diǎn)和原理，進(jìn)一步了解信息智能處理的方式。信息智能處理的應(yīng)用讓學(xué)生了解信息的智能處理給我們的信息活動(dòng)帶來(lái)極大的震撼，極大地改善的我們的學(xué)習(xí)和生活，但是由于技術(shù)上的問(wèn)題，也發(fā)現(xiàn)存在一些不盡人意的地方，科學(xué)家們也在不斷地努力著，力求使智能信息處理更快、更準(zhǔn)、更好，能夠更好地為人們服務(wù)。學(xué)生閱讀教材，了解信息智能處理的應(yīng)用。小結(jié)本節(jié)主要通過(guò)一些活動(dòng)讓學(xué)生親身體驗(yàn)智能處理信息的方式方法，讓學(xué)生了解隨著技術(shù)的發(fā)展，信息的智能處理會(huì)越來(lái)越多地被人們所利用，了解掌握一些信息智能處理工具會(huì)給自己的學(xué)習(xí)和生活帶來(lái)極大的方便。練習(xí)教師布置課本的練習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)尋找一個(gè)在線下棋網(wǎng)站，嘗試在與機(jī)器下棋，體驗(yàn)在線棋類網(wǎng)站中的智能信息處理過(guò)程。學(xué)生課后上網(wǎng)尋找一個(gè)在線下棋網(wǎng)站，嘗試在與機(jī)器下棋，并體驗(yàn)在線棋類網(wǎng)站中對(duì)信息的智能處理過(guò)程。參考資料材料1：機(jī)器翻譯在世界范圍內(nèi)，機(jī)器翻譯的研究與開發(fā)已經(jīng)走過(guò)了50年的歷史。我國(guó)機(jī)器翻譯的研究開始于1956年。機(jī)器翻譯歸根結(jié)底是一個(gè)語(yǔ)言處理問(wèn)題，系統(tǒng)需要強(qiáng)大的語(yǔ)言知識(shí)的支持；首先機(jī)器詞典要有足夠的詞匯量，常用詞語(yǔ)以英語(yǔ)或漢語(yǔ)論應(yīng)不低于4萬(wàn)；為詞典中每個(gè)詞語(yǔ)給出的信息愈豐富愈好，一般分為詞法、句法和語(yǔ)義信息。可以簡(jiǎn)單地說(shuō)，機(jī)器翻譯主要是通過(guò)對(duì)大容量（超大容量）詞匯的記憶、對(duì)語(yǔ)法進(jìn)行一定的分析等技術(shù)來(lái)進(jìn)行的。材料2：中國(guó)機(jī)器翻譯的世紀(jì)回顧首先，中國(guó)的機(jī)器翻譯研究從一開始就得到了國(guó)家的高度重視。早在1956年它便以"機(jī)器翻譯"/"自然語(yǔ)言的數(shù)學(xué)理論"列入了當(dāng)時(shí)的《科學(xué)發(fā)展綱要》。以后則列為"六五"、"七五"，以及"863"等重大科研項(xiàng)目。中國(guó)的機(jī)器翻譯研究雖然也有過(guò)10年的停滯，但與國(guó)外不同，并不是由于對(duì)機(jī)器翻譯研究本身的中斷投資引起的。其次，中國(guó)的機(jī)器翻譯研究從一開始就具有多單位，多方面不同知識(shí)結(jié)構(gòu)人員的協(xié)同攻關(guān)的特點(diǎn)。這是這項(xiàng)研究自身的特點(diǎn)所決定的，它需要至少計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、語(yǔ)言學(xué)等多方面知識(shí)。70年代中期，我國(guó)機(jī)器翻譯研究從停滯走向了復(fù)蘇，是協(xié)同攻關(guān)的特點(diǎn)體現(xiàn)最充分的時(shí)期。當(dāng)時(shí)在中國(guó)科技情報(bào)所的組織下集中了許多部委的研究人員在社科院語(yǔ)言所的專家的具體指導(dǎo)下協(xié)同攻關(guān)。當(dāng)時(shí)的理想是通過(guò)這樣的大協(xié)作，開發(fā)出系統(tǒng)，培養(yǎng)一批人材，然后把系統(tǒng)帶回各自的單位投入使用，并在使用過(guò)程中繼續(xù)完善。雖然遍地開花的良好愿望后來(lái)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，但通過(guò)五年多的通力合作，開發(fā)出了系統(tǒng)，培養(yǎng)了人才和積累了經(jīng)驗(yàn)。在這一時(shí)期，還開始向國(guó)外派出人員學(xué)習(xí)和引進(jìn)技術(shù)，并與當(dāng)時(shí)已在國(guó)際享有盛名的機(jī)譯研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了交流。社科院語(yǔ)言所開始培養(yǎng)機(jī)器翻譯專業(yè)研究生。在這時(shí)期在情報(bào)學(xué)會(huì)和后來(lái)中文信息學(xué)會(huì)下成立了專業(yè)委員會(huì)，并曾定期地舉行全國(guó)性的學(xué)術(shù)研討會(huì)，還曾出版機(jī)器翻譯?？?。80年代中期到90年代初期是我國(guó)的機(jī)器翻譯研究自復(fù)蘇以來(lái)第二個(gè)重要時(shí)期。在這一時(shí)期里，產(chǎn)生過(guò)兩個(gè)在中國(guó)機(jī)譯史上具有重要意義的實(shí)用化系統(tǒng)。它們分別是軍事科學(xué)院研制的"KY-1"英漢機(jī)譯系統(tǒng)，它獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，后來(lái)被開發(fā)為"譯星"，成為中國(guó)第一個(gè)商品化系統(tǒng)，另一個(gè)是中科院計(jì)算所研制的"863-IMT"英漢機(jī)譯系統(tǒng)，它獲得了國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，它的技術(shù)帶來(lái)了十分可觀的效益。這兩個(gè)系統(tǒng)也是多單位、多方面人材通力合作的結(jié)果。在這一時(shí)期里還有一個(gè)機(jī)譯系統(tǒng)是不應(yīng)被遺忘的。它就是由郵電科研院研制的"MT-IR-EC"，這是一個(gè)非常實(shí)用的通訊題錄系統(tǒng)，人們利用它翻譯出版通訊題錄刊物，從而使刊物的發(fā)行效率得到很大的提高，它因此成為了第一個(gè)榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)的機(jī)譯系統(tǒng)。在這一時(shí)期里，中國(guó)參加了由日本發(fā)起的亞洲五國(guó)機(jī)器翻譯研發(fā)的合作項(xiàng)目。國(guó)內(nèi)近10個(gè)單位參加了這一長(zhǎng)達(dá)7年的國(guó)際項(xiàng)目。這次的大協(xié)作對(duì)于培養(yǎng)人才、傳播技術(shù)、積累資源(如詞典等)，以及使中國(guó)的機(jī)譯研究走向世界，都有著深遠(yuǎn)的影響。另外，這個(gè)時(shí)期又正值"七五"，它給了更多的單位和研究人員參與機(jī)譯研究的機(jī)會(huì)。在此期間，清華大學(xué)和南京大學(xué)研制了實(shí)用的日漢機(jī)譯系統(tǒng)。中國(guó)科大在機(jī)譯通用工具方面進(jìn)行了富有成果的研究。北京大學(xué)研制成功了機(jī)譯系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)，這在國(guó)內(nèi)外尚屬首例。90年代初期至今，中國(guó)的機(jī)器翻譯走入了快速發(fā)展的時(shí)期，出現(xiàn)了許多商品化系統(tǒng)。近期的機(jī)譯系統(tǒng)大體上有這樣一些特點(diǎn)：多數(shù)配有大規(guī)模的多種領(lǐng)域的專業(yè)詞典，多數(shù)能在網(wǎng)上運(yùn)行，有相當(dāng)不錯(cuò)的方便用戶的界面。新的應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)器翻譯研究，如對(duì)話翻譯系統(tǒng)的研發(fā)等也已開始。中國(guó)的機(jī)譯研究的水平在總體上從一開始就不低，如今在PC產(chǎn)品、網(wǎng)上系統(tǒng)的開發(fā)方面與世界上機(jī)譯研究發(fā)達(dá)的國(guó)家相比并不遜色。(本文作者為中國(guó)中文信息學(xué)會(huì)常務(wù)理事)材料3：人機(jī)大戰(zhàn)人們習(xí)慣把計(jì)算機(jī)稱為“電腦”，也許就是希望它能像人腦那樣學(xué)會(huì)思考，這也正是人工智能科學(xué)研究的中心目標(biāo)。而博弈，作為人類最為普遍的智能活動(dòng)，自然也就成了人工智能研究的“試金石”，所以，國(guó)際象棋世界冠軍和計(jì)算能力超強(qiáng)的電腦之間進(jìn)行的“人機(jī)大戰(zhàn)”一直以來(lái)都受到世人的廣泛關(guān)注。早在1980年，那時(shí)的國(guó)際大師或國(guó)際特級(jí)大師在與當(dāng)時(shí)最強(qiáng)的電腦軟件對(duì)弈中能夠戰(zhàn)勝它、或是勝多負(fù)少。但在1994年，這種現(xiàn)象發(fā)生了明顯的變化，以Fritz和Genius為代表的一批軟件在與國(guó)際特級(jí)大師的快棋賽上，比分排在了前面；在與國(guó)際大師的限時(shí)循環(huán)賽上，處于領(lǐng)先。人們認(rèn)為計(jì)算機(jī)軟件對(duì)局面的認(rèn)識(shí)是以一種持續(xù)固定的眼光來(lái)看待，而不同的人，對(duì)某些局面可能研究和理解得更深一些。因此在以后的人機(jī)對(duì)抗賽中，擺在人類面前的問(wèn)題不是如何下一盤好棋，而是如何駕馭局面的主動(dòng)。2022年2月7日，在1997年敗給“深藍(lán)”之后，國(guó)際象棋特級(jí)大師卡斯帕羅夫與電腦軟件棋手“小深”驚心動(dòng)魄的“人機(jī)大戰(zhàn)”在紐約降下帷幕。在總共六局比賽中，雙方各一勝一負(fù)，另有四局打成平手，同積3分，不分伯仲。卡斯帕羅夫賽后笑著說(shuō)：“別看時(shí)間不長(zhǎng)，但對(duì)我來(lái)說(shuō)，這不僅僅是一場(chǎng)國(guó)際象棋比賽，更是一場(chǎng)賭博：人腦和電腦的較量。最重要的是我們雙方都在學(xué)習(xí)。計(jì)算機(jī)越來(lái)越進(jìn)步，但是我們?nèi)祟愐苍谶@個(gè)過(guò)程中學(xué)習(xí)?！庇袑＜艺J(rèn)為，“人機(jī)大戰(zhàn)”具有三重意義：一是要說(shuō)明計(jì)算機(jī)可以模擬人的某些智能活動(dòng)，甚至比人類做得更好，從而實(shí)現(xiàn)部分腦力勞動(dòng)自動(dòng)化，比如代替人類去從事某些危險(xiǎn)性活動(dòng)；二是說(shuō)明人腦并非不能超過(guò)電腦，在搜索經(jīng)驗(yàn)的過(guò)程中，人腦遠(yuǎn)遠(yuǎn)比電腦要快，因?yàn)殡娔X工作的方式是“窮舉法”，而人腦儲(chǔ)存的信息有限，搜索速度自然要比電腦快；三是個(gè)別企業(yè)達(dá)到了商業(yè)目的，如“深藍(lán)”的技術(shù)目前正被用于石油勘探、數(shù)字動(dòng)畫、生命科學(xué)等領(lǐng)域，IBM的投入也換來(lái)了豐