• 雍春林 “人工智能”教学初探
  • 2009-9-9 浏览() 【
  • 江苏教育学院附属高级中学 雍春林

    摘要:

    本文主要是对信息技术必修中《人工智能》这一节如何教学进行研究,其中包括教材分析、学生的学习情况进行分析,及对本节课如何实施教学,及教学反思等。

    参考资料:

    1、丁邦平《比较教育研究》2001年《建构主义与面向21世纪的科学教育改革》

    2、顾明远 《当代国际教育新理念》2004年《最近发展区:儿童在与成人的合作中发展》

    3、祝智庭 中国地图出版社2005年《人工智能初步》

    正文:

    《人工智能》是中国地图出版社出版的普通高中新课程标准教科书《信息技术基础》(必修)中的第四单元第四节,新课标和学业水平测试对该节的内容要求是了解人工智能是什么,他的应用领域,以及人工智能对社会的影响。初接触这一节,有的老师可能觉得该节放在此处很突兀,首先觉得这节好像跟前面的章节联系不大,怎么从信息的加工表达,突然跳到人工智能,知识与前面衔接不够紧密;其次人工智能以前听说很多,但是以前的教学中好像接触很少,对它的理解好像它是一个非常深奥的领域,科学家研究的范畴。从课本上看,主要介绍两方面知识:图灵梦想和感受人工智能。很难跟学生讲解,如果讲的简单又觉得没有东西可教,讲的难又不能深入,这个领域涉及的知识面太广,很难处理这一节的教学。下面是我对这一节教学的一个初探。

    一、教材分析:

    本节放在全书的这里,不光恰到好处,更有深层意义。主要有下面三个方面的作用:一、教材在前一节《尝试开发技巧》中,通过网页的HTML语言和特效制作,简单介绍了程序设计和一些编程技巧。本节在前一节的基础上,介绍了人工智能的相关内容,是在信息编程加工基础上的一种提升。二、人工智能是信息加工表达的最高境界,通过学习这节,学习对信息进行智能化处理,来加深学生对信息加工表达的理解。三、向学生阐述信息技术现在的挑战和将来的发展前沿是什么,开阔学生的视野,激发学生对人工智能的兴趣,也为选修模块《人工智能初步》的开设作了有益的铺垫。

    二、学生分析

    学生在生活中或者科幻电影中对人工智能已经有了一些认识,但这些认识是一些零碎的,没有形成系统的知识;有的同学甚至对人工智能已经产生很大的兴趣,但是即使觉得有兴趣,但还是觉得接触不到,那是离他们很遥远的领域。

    从学生的认知情况来看,学生已经学习了前面信息技术的知识,对信息的加工已经能够了解,学生有这样的困惑:是不是信息的加工都是人工加工,有没有更进一步的智能加工?必修信息技术教材也已经接近尾声,学生觉得信息技术难道就是这些枯燥的技术,是这些冷漠、呆板的机器,信息技术更高级的应用在什么地方?信息技术的发展前沿是什么?信息技术将来发展会是什么样?这是学生迫切了解的问题。

    从现在全省选修教学开设情况来看,选修《人工智能》的学校很少,但是很多学生到了大学以后,都会学习到或者跟人工智能领域相关的知识,所以这一节的教学显得尤为重要,必须抓住这一节课,深入浅出的让学生了解人工智能、接近人工智能、感受的人工智能,进一步激发学生的学习人工智能兴趣,才能为进入大学深入学习做好准备。

    三、教学目标

    1、知识与技能

    (1)、理解人工智能技术的含义; 图灵设想;

    (2)、熟悉人工智能的研究领域,如模式识别、人机博弈、智能机器人等;

    (3)、能够列举出人工智能技术在社会生产、生活中的一些应用实例;

    (4)、了解机器人设计三定律

    2、过程与方法

    (1)、通过学习活动,了解感受人机博弈

    (2)、通过具体实践,学会使用尚书七号,了解模式识别。

    (3)、通过学习了解人工智能研究领域,畅想未来人工智能的发展

    3、情感态度与价值观

    (1)、激发学生对人工智能学科的浓厚兴趣;

    (2)、认识到人类智能和机器智能之间的区别和联系;

    (3)、体会到人工智能技术的应用价值,培养正确的科学技术应用观;

    (4)、学会独立地、辨证地思考问题,提高科学素养。

    四、重点、难点分析

    1、教学重点:

    人工智能研究领域中的模式识别,体验人工智能的独特魅力

    了解其应用领域和实用价值,激发学生的学习兴趣。

    2、教学难点:

    理解人工智能中的模式识别

    辨证看待人工智能对待人类社会的影响。

    五、教学设计理论

    前苏联著名心理学家维果斯基提出了“最近发展区”的概念。他认为在教学时,应该了解学生的现有知识水平,即将能够达到的水平,两者之间的差距就是“最近发展区”,“教学要走在发展的前面”。他认为教学决不应消极地适应学生现有水平,而应走在发展的前面,不停顿地把学生从一个水平引导到另一个新的更高的水平。前面学生分析中的学生情况,学生有一些知识的储备,但是这一章又可以涉及到很多知识,要考虑到学生能够接受的范围,不能跨度太大,尽量的从学生已有知识入手,带领他们学习未知领域。如我在设计课前准备活动时,考虑到学生对象棋游戏还是比较熟悉,又是直接的人机对弈,从这个来引入,更加能够让学生接受,从而进入到学习当中去。后面的教学设计中,不涉及很难的技术,也是从学生已有的知识过渡到新的知识,比如从人的智能,了解人工智能的研究领域;从现有的学生制作机器人,到类人机器;从科幻电影中引出学生对未来主宰思考。同时在这一节课的基础上,又提出课后延伸,这些用通俗的话讲就是“够一够能够得着”,只有这样才能既不让学生厌倦,又能学习到新的知识,也激发学生的学习兴趣。符合最近发展区原则。

    建构主义认为学习不应该被看成是对于教师授予知识的被动接受,而是学习者以自身已有的知识和经验为基础,主动的建构活动。强调学习的主动性,强调学生的主体地位。在设计这一节课时,要让学生参与到整个教学中来,比如在课前的准备活动,学生去对弈;在学习人工智能研究领域中,学生自主学习OCR软件,感受人工智能的魅力;用博客的方式畅想未来,探讨外来谁是主宰。课后延伸从学生的兴趣出发,引导学生更深一步的对学习人工智能方面的知识研究。

    六、教学方法

    讲授法、迁移法、自主学习法、探讨法

    七、教学环境:

    网络博客、幻灯、音箱、多媒体电脑学生机、多媒体屏幕广播

    八、教学过程


      附件:演示文稿1.ppt

       课件一.rar

       课件二.rar

       课件三.rar

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