信息技術（第2版）（拓展模塊）教案 拓展模塊5 5.1認識人工智能2

2/7課題名稱人工智能發(fā)展歷程、應用領域和發(fā)展趨勢授課類型理實一體授課對象授課課時所授課程授課地點所授教材一、學情分析本課程授課對象為高職各專業(yè)大一學生，課程開設在大一第2學期，學生在知識儲備、學習特點和信息素養(yǎng)的情況如下：1.知識與技能儲備學生初步理解了人工智能的定義、基本特征，了解了人工智能的社會價值，初步了解了人工智能一些主要的研究領域，熟悉了一些人工智能產品，2.學習特點授課對象都是零零后的學生，在學習方面表現出如下特點：（1）喜好電腦與互聯網的應用，線上操作所見即所得可以引發(fā)學習興趣；（2）喜歡情境設定，參與其中，厭煩平淡無奇的說教；（3）樂于接受可視化教學資源，反感靜態(tài)紙質學習材料；（4）具有較強的求知欲，希望比較全面地了解人工智能應用。3.信息素養(yǎng)學生具備了基礎的信息技術學科素養(yǎng)，對人工智能有了一定的了解，逐步二、教學內容1.知識目標2.能力目標3.素養(yǎng)目標1.教學重點八、教學環(huán)節(jié)教學環(huán)節(jié)教學內容教學活動策略與意圖環(huán)節(jié)一課程回顧與學習目標(10分鐘)【問題導入】1.什么是人工智能？2.人工智能主要研究領域有哪些？【學習目標】了解人工智能的概念、基本特征和社會價值；了解人工智能的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢；了解人工智能在互聯網及各傳統行業(yè)中的典型應用。教師活動1.提出問題，借此回顧上次課所講內容2.介紹本單元的學習任學生活動2.思考記錄1.問題教學法：復習上次課主要內容2.講授教學法：介紹學習目標，使學生明確本次課的要求教學環(huán)節(jié)教學內容教學活動策略與意圖環(huán)節(jié)二了解人工智能發(fā)展歷程(20分鐘)1.人工智能誕生介紹達特茅斯會議情況。會議確定了人工智能的名稱和任務，其主題抓住了許多重要問題的焦點，今天的許多經典定義都能在這次會議中找到起源，因此這是一次具有歷史意義的重要會議，標志著人工智能正式誕生。2.第一次浪潮（1956—1974）自達特茅斯會議之后的近20年間，人工智能的研究在機器學習、問題求解、專家系統、定理機器證明及人工智能語言等方面都取得了許多引人矚目的成就。但隨后人工智能發(fā)展遭遇了無法克服的基礎性障礙，許多機構逐漸停止了對人工智能研究的資助，人工智能遭遇了第一次低谷。3.第二次浪潮（1980--1987）專家系統遍地開花，人工神經網絡等技術取得新的進展。但隨后專家系統所存在的知識領域狹窄、知識獲取困難、適應性差和測試維護復雜等問題逐漸暴露出來，專家系統開始在商界失寵，人工智能在遭遇了一系列財政問題后進入了第二次低谷。4.第三次浪潮（1993至今）2006年，加拿大多倫多大學的科學家杰弗里·辛頓（GeoffreyHinton）提出深度學習。2012年，由辛頓和他的兩名學生設計的深度卷積神經網絡AlexNet在大規(guī)模視覺識別挑戰(zhàn)賽上一舉奪魁，并將圖像分類任務在1000個類別上的top5錯誤率降至15.3%，比第二名領先10.8%。至此，深度學習引爆了新一輪人工智能發(fā)展。教師活動學生活動講授教學法：用講故事的方法敘述人工智能的發(fā)展歷程，揭示人工智能發(fā)展的曲折性，引導學生面對困難勇于創(chuàng)新，同時增強學生對人工智能技術的進一步理解教學環(huán)節(jié)教學內容教學活動策略與意圖環(huán)節(jié)三了解人工智能在互聯網及各傳統行業(yè)中的典型應用(30分鐘)1.人工智能在互聯網行業(yè)中的應用（1）智能搜索引擎（2）智能推送（3）智能移動支付（4）智能客服2.人工智能在工業(yè)領域中的應用（1）日常檢修（2）生產線設備參數優(yōu)化（3）質量檢測（4）倉儲物流3.人工智能在農業(yè)領域中的應用（1）現場監(jiān)測（2）評估農作物和土壤（3）農業(yè)機器人4.人工智能在安防領域中的應用（1）警用方向（2）民用方向智能樓宇工業(yè)園區(qū)監(jiān)控家用安防教師活動1.組織學生分組查閱、討論人工智能在各行業(yè)中的典型應用2.給出互聯網行業(yè)、工業(yè)領域、農業(yè)領域、安防領域中的一些典型應用實例啟發(fā)引導學生3.與學生共同討論分析典型應用案例中使用了哪些方面的人工智能技術4.總結討論結果并加以補充完善學生活動1.討論法：通過人工智能在各行業(yè)中的典型應用討論，開拓學生視野，培養(yǎng)良好的數字化學習和交流溝通能力2.案例分析法：通過分析典型應用案例，使學生能夠辨識一些人工智能典型應用中使用了哪方面的人工智能技術教學環(huán)節(jié)教學內容教學活動策略與意圖環(huán)節(jié)四了解人工智能的發(fā)展趨勢(15分鐘)1.實現跨媒體分析推理未來人工智能將逐步向人類智能感知靠近，模仿人類綜合利用視覺、語言、聽覺、觸覺等全維度感知信息，突破跨媒體統一表征、關聯理解與知識挖掘等技術，實現跨媒體的認知、學習、推理、設計、創(chuàng)作、預測等功能。2.基于網絡的群體智能技術開始萌芽未來人工智能將從單個智能體向基于互聯網的群體智能轉變。群體智能具有統籌優(yōu)化、魯棒性強和信息共享高效等優(yōu)點，可以實現基于群智感知的知識獲取和開放動態(tài)環(huán)境下的群智融合與增強，可以支撐覆蓋全球的大規(guī)模群體感知、協同與演化。3.自主智能系統成為新興發(fā)展方向隨著生產制造智能化改造升級的需求日益凸顯和自主無人系統智能技術的發(fā)展，通過嵌入智能系統對現有的機械設備和系統進行改造升級成為更加務實的選擇。在此引導下，無人車間、智能工廠、自動駕駛、智能機器人將蓬勃發(fā)展，自主智能系統正成為人工智能的重要發(fā)展及應用方向。4.人機協同催生混合增強智能形態(tài)人類智能和人工智能各有所長，兩種智能具有很強的互補性。因此，把人的認知模型引入人工智能系統，形成人機協同的混合增強智能形態(tài)是人工智能一個非常重要的發(fā)展趨勢。在混合增強智能形態(tài)下，人可以接受機器的信息，機器也可以讀取人的信號，兩者相互作用，互相促進，共同完成更加復雜多變的任務，進而大幅提高人類智力活動能力。教師活動1.講授人工智能的發(fā)展趨勢2.與學生互動，暢想人工智能的未來應用場景3.與學生互動討論人工智能產業(yè)發(fā)展及個人職業(yè)規(guī)劃學生活動2.積極思考，。3.思考記錄1.講授人工智能的發(fā)展趨勢，使學生了解人工智能主要技術發(fā)展方向，準備迎接人工智能發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)2.討論法：通過與學生互動式討論，暢想未來人工智能的應用場景，拓寬學生思路，