中图版高中信息技术选修5人工智能初步：专家系统开发工具共16页文档

认识专家系统课件 2023—2024学年教科版高中信息技术选修5

收集知识和经验
从外部获取相关的专业知识和经验，并对这些知识进行整理、归纳和验证等操作。
设计知识库和推理机
根据收集到的知识和经验，设计出合适的知识库和推理机，并确定它们之间的交互方式和工作流程。
专家系统的构建方法和步骤
• 开发用户接口和解释子系统：设计出用户友好的用户接口和解释子系统，以便用户能够方便地使用专家系统和理解推理过程及结果。
专家系统的应用范围和优势
• 专家系统的应用范围非常广泛，包括医疗、金融、交通、安全等领域。在医疗方面，专家系统可以用于疾病诊断和治疗方案的制定。
• 在金融方面，专家系统可以用于投资决策和风险评估。 • 在交通方面，专家系统可以用于交通规划和交通控制等。 • 专家系统的优势在于其能够利用已有的专家知识和经验，提高工作效率和准确性，同时也可以减少人为错误和
专家系统的工作原理是
用户通过用户接口向推理机提出问题，推理机根据知识库中的知识和推理规则进行推理，推导出问题的答案，并通过用户接口将答案返回给用户。在推理过程中，解释子系统会对推理过程和结果进行解释和说明，以便用户更好地理解和信任专家系统的结论。
专家系统的构建方法和步骤
确定应用领域和目标
明确专家系统的应用领域和目标，以便后续的设计和开发工作能够更加有针对性地进行。
专家系统也存在一定的局限性，例如知识获取的难度和成本较高，知识库的更新和维护需要不断投入人力物力等。此外，由于专家系统的推理过程往往依赖于规则和数据，因此对于复杂的问题和不确定性较高的领域，专家系统的表现可能不如人类专家。
02
专家系统的定义和特点
专家系统的定义
专家系统的定义（续）
用户接口使非专业用户能够与专家系统进行交互，无需了解其内部工作原理。知识获取子系统负责将人类专家的知识和经验转化为计算机可处理的形式，并存储在知识库中。

初识人工智能

初识人工智能一、案例背景信息1、模块：高中信息技术选修5《人工智能初步》2、年级：高中二年级3、所用教材版本：中国地图出版社4、课程标准通过本模块的学习，学生应能描述人工智能的基本概念，知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。

本模块的教学应强调让学生体验若干典型人工智能技术的应用；要根据高中学生的知识基础和本校实际情况开展教学；要发现有特长的学生并对他们进行有针对性的教学。

5、教学安排一课时。

（上机时间30分钟非上机时间15分钟）二、教学设计教学题目：敲开人工智能之门（一）学习目标1、通过亲身感受，学生能描述人工智能的基本含义。

2、通过组织学生参与实践和体验活动，学生能了解人工智能在社会生活中的应用及对人类学习、生活的影响。

3、列举人工智能的主要应用领域；了解其发展现状，展望人工智能发展方向。

4、在体验和了解人工智能的过程中,激发出对人工智能的求知欲和探索精神，形成主动参与创作活动的态度。

利用“课程育人”理念，促进学生“全人”发展的同时，激发学生的创造力。

5、通过课程学习，养成主动质疑、不盲从、关注科学前沿动态、获取信息、独立思考、挑战自我等从事科学研究必不可少的科学素养。

（二）内容分析1、本节的作用和地位敲开人工智能之门是第一单元第一节内容，是整本书的开端，它引领学生走进人工智能的领域，展现了人工智能技术的神奇魅力，让学生看到了人工智能技术发展现状与趋势，极大地鼓舞了学生学习的积极性，拓展了学生的视野。

培养了学生相信科学，关注科学前沿动态的科学素养。

2、教学重难点分析学习重点：对人工智能含义的理解,了解人工智能的应用领域。

学习难点：对人工智能的理解。

（三）学生分析高二年级的学生对信息技术有一定的学习经验，有浓厚的兴趣，通过各相关学科的学习，对身边接触或发生的人工智能应用已经有了初步的了解。

在日常的学习过程中能有小组合作的经验。

中图版高中信息技术选修5人工智能初步全套PPT课件

机器人世界杯大赛韩国机器人展览西班牙机器人大赛
谢谢
畅游人工智能世界
一、人机对弈
1.了解人机对弈博弈是一种智能性很强的活动。
人类棋手在走一步棋之前，总要向前看几步，然后选择最有可能获胜的方案。
人在对弈时，常常是凭经验和知识来判断哪一种方案对自己最有利。
一、人机对弈
1.了解人机对弈 “深蓝”下次的原理是用一个树
形图来表示所有可能的棋局，根据某个函数计算每种可能走法的得分，程序根据分数选择一步“好”棋。
搜索技术是人工智能的基本技术之一，它也是下棋的核心技术，
一、人机对弈
“深蓝”的“智能”主要体现在对计算机中存储的大量实战棋谱进行的启发式搜索上。
一、人机对弈
2.思考人机对弈
计算机会不会比人更聪明？计算机是否真正战胜了人脑？
四、机器翻译
1.机器翻译的发展
1976年
• 实用性机器翻译系统
1987年
• 第一届国际机器翻译峰会
21世纪
• 出现一千多种翻译机器软件
四、机器翻译
2.机器翻译的局限性
机器翻译目前存在的主要问题在于不能正确理解源语言，对于词的多义性，语法的多义性、代词及成语的使用等方面都不能很好地处理。
1956年美国数学家麦卡锡发起，在达特茅斯（Dartmouth）大学举行了以人工智能（Artificial Intelligence, AI ）为主题的研讨会。标志该学科的诞生，成为计算机科学史上一个里程碑。
1960年麦卡锡研制出人工智能程序设计语言 LISP。
1972年出现了另一种重要的人工智能程序设计语言Prolog。
中图版高中信息技术选修5人工智能初步全

3.5智能机器人-高中教学同步《信息技术-人工智能初步》(教案)(人教-中图版2019)

设计意图
活动一：
创设情境
生成问题
开始课程以一段视频开始，展示各种智能机器人在现实生活中的应用，如工业机器人在制造业中的使用、医疗机器人进行手术、以及教育机器人在教学中的运用等。
提出问题：“你知道这些机器人是如何工作的吗？它们与传统机器有何不同？”
观看视频并思考老师提出的问题。
与同桌讨论自己对智能机器人的初步理解，分享各自的观点和疑问。
作业布置
复习题：
简述智能机器人的定义及其与传统机器人的区别。
列举三种不同类型的智能机器人，并描述它们的应用场景。
应用题：
选择一个你日常生活中常见的任务，设计一个智能机器人方案来完成这项任务。需包括机器人的类型选择、基本功能描述和至少一个关键技术的应用说明。
研究任务：
调研一种最新的智能机器人技术或产品，撰写一份简短报告，内容包括该技术的工作原理、应用领域以及可能的社会影响。
-感知、规划、动作、协同
-与环境与人相适应、相协调的工作机能
II.智能机器人的分类与典型应用
A.工业机器人
-自动生产线、《中国制造2025》
B.医疗机器人
-手术机器人、诊断机器人
C.迎宾机器人
-观察识别表情、语音系统、推荐产品
D.教育机器人
-吸引青少年、开拓课堂教育新模式
E.扫地机器人
-自动完成清扫任务、避障、充电
课后反馈显示，大部分学生对智能机器人的概念和应用有了更深入的理解，并对机器人技术的未来发展表现出浓厚的兴趣。然而，也有部分学生表示在理解某些技术细节方面存在困难，这提示我在未来的教学中需要更加注重深入浅出的解释，并可能需要增加更多的互动环节来帮助学生巩固知识。
总体来看，本次课程达到了预期的教学效果，但在提升学生理解和应用能力方面仍有改进空间。在未来的教学中，我计划引入更多的实践操作和项目任务，让学生通过动手实践来深化对智能机器人技术的理解，并进一步提升他们的创新能力和实际操作技能。

教科版高中信息技术选修五：人工智能初步全册课件

什么是人工智能
思考： 1、什么是人工智能？ 2、为什么需要人工智能？ 3、人工智能的目标是什么？
体验人工智能
打开桌面“巧读心机”图标，打开页面后选择简体中文版、性别、填写年龄。点击开始游戏。通过游戏体验人工智能。游戏规则：想象一个对象，人工智能程序将通过询问简单的问题，猜出您想象的对象。您所想象的对象必须为大多数人所熟悉，但是绝不能是特定的人物、地点或事件。
智能手术刀
智能家用电器
车辆导航系统
谢谢！
了解Prolog
学习目标： 1、了解Prolog的基本语句 2、理解Prolog的运行机理
一、谓词逻辑——Prolog的理论基础
1、人们在日常生活中经常会有意无意地用到这种逻辑推理。那么，如何让计算机也能够推理呢？在Prolog语言中使用了谓词逻辑来实现这个目标。谓词：指用来描述对象的状态、性质及对象之间的关系的词。逻辑：指食物的因果关系。
五、智能代理
智能代理技术是当前人工智能领域的一个热门方向。所谓“代理”，指的是一种具有智能的实体，这种实体具有自主性、反应性、适应性和社会性等基本特征。它可以在环境中搜集信息，进行分析推理，并能随环境的变化调整自己，还可以和其他Agent通信和协调工作。
六、其他应用
1、智能家用电器 2、车辆导航系统 3、智能游戏程序 4、智能手术刀
二、 Prolog的运行机理
1、例化 2、匹配 3、搜索与回顾
玩迷宫游戏
三、 Prolog程序
Prolog程序一般由一组事实、规则和目标组成。 Prolog程序的例子——找朋友
课后作业
实践：阅读以下 Prolog，求程序的输出结果。
谢谢！
使用Prolog
学习目标： 1、了解Prolog的编程环境 2、掌握简单的Prolog程序的编写方法 3、使用Turbo Prolog求解简单的问题

教科版高中信息技术选修5人工智能初步：如何开发专家系统共15页文档

1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有久久不会退去的余香。
教科版高中信息技术选修5人工智能初步： 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮回里有你。如何开发专家系统
谢奢靡。——陆游 52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭
53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生 54、唯书籍不朽。——乔特
55、为中华之崛起而读书。 ——周恩来

高中信息技术课程的五个选修模块

高中信息技术课程的五个选修模块为了充分尊重学生的个性化发展倾向，信息技术课程设计了必修加选修的结构。

新课程标准中的信息技术科目的选修部分包括“算法与程序设计”、“多媒体技术应用”、“网络技术应用”、“数据管理技术”和“人工智能初步”五个模块，选修部分强调在必修模块的基础上,关注技术能力与人文素养的双重建构,是信息素养培养的继续。

这五个模块实际上是我们耳熟能详的分类方式，当然这里面还有些细微的差别。

譬如说算法和程序设计，它实际上是我们开设二十多年信息技术课程历史上，经验最丰富的一块。

当然我们要保留，我们也认识到它的价值。

第一它是有价值的，第二它不适合全体。

使用选修这种方式就合适了，它就不是全体学员了，那就是部分有兴趣、有喜好、有与内容发展相适应的认识发展方式的学生来选这个课。

多媒体技术应用，网络技术应用，数据管理应用，这些都是类似的，按照刚才说的，用我们习惯的分类方式进行分类的。

多媒体技术应用，网络技术应用，强调应用。

数据管理技术讲的是大概念的数据管理，不仅仅是讲数据库。

最后还有一个是人工智能初步。

人工智能初步这个模块的设计目的，主要是“通过感受人工智能技术的丰富魅力，激发学生对信息技术发展前景的向往和对未来美好生活的追求”这样一个目的。

这个目的要实现，我们老师千万不要把它搞难了，搞难了就背离了课标的基本想法。

那怎么样把它变得容易呢？譬如说人工智能语言，它有什么特征，简单地介绍介绍。

然后，找一个专家系统外壳，让学生做一个知识库，填到这个专家系统外壳中，去试一试，学生就有这样的体验。

上网找一个人工智能的机器人，找一个做自然语言理解的机器人，让学生和机器人对话，看看它能回答什么样的问题，什么样的问题不能回答。

让学生知道人工智能哪些方面已经解决地比较好的，哪些方面解决地不够好的。

还有人工智能相关的其他各个方面，你带着学生去了解了解。

在活动建议里甚至都有这样一条，让学生去看一场人工智能的电影或一个文学作品，让学生谈谈感受，这才是人工智能的内容。

[学习资料]高中信息技术人工智能初步评价课件选修5

（六）选修5——人工智能初步1、学分认定方案过程性评价（60%）终结性评价（40%）修正分特长生认定附加分学分认定学习态度创新意识动手能力作业练习基础测试技能测试综合作品总分出勤情况作业情况学分A 20%B15%C10%D15%E10%F10%G20%mT10综合认定成绩用合格、不合格两个等级。

获得合格以上的成绩取得本模块学分。

过程性评价与终结性评价的细化：（1）过程性评价A学习态度：上课、上机过程的积极参预和积极思考的评价，出勤率、协作态度的评价。

B创新意识：对人工智能创新能力以及计算机未来发展的想像能力的评价C动手能力：人工智能程序语言设计正确性评价以及专家系统调试能力，协作能力的评价D作业练习：按基本要求准时交作业的评价（2）终结性评价E基础测试：重点考查学生对基础知识，基本原理的考查，由教师进行评价F技能测试：对掌握人工智能语言程序设计和调试能力的评价以及专家系统调试能力G综合作品：综合应用能力评价（主要包括对知识表示法运用、专家系统的建造）M正分：不同教师评价产生差异的调整分。

T特长生认定附加分：指参加全国或省竞赛活动获奖给附加分，具体方法根据各竞赛规模加分。

学分：修满36个课时，并且综合认定成绩合格，即可得到2个学分。

2、评价内容和要求主题内容目标与水平内容考核实现知识技能情感人工智能初探什么是人工智能人工智能的概念理解 A人工智能的特点理解 A为什么要学习人工智能经历人工智能的基本内容机器感知了解 A机器思维了解 A机器学习了解 A机器行为了解 A项目权重姓名人工智能基本内容的关系理解经历 A人工智能的应用领域模式识别了解模仿经历 A 机器证明了解 A 自然语言理解了解 A 专家系统了解 A 自动程序设计了解 A 人工神经网络了解 A 智能代理了解 A 其他领域经历知识表示及语言知识知识及其分类理解模仿 A知识的格式化表示方法理解模仿经历ABC 知识表示的方法框架表示法了解模仿经历ABC “与/或”图表示法了解模仿经历ABC状态空间表示法了解模仿经历ABC产生式规则表示法理解熟练领悟ABC知识表示方法的应用迁移应用熟练领悟ABC Prolog语言Prolog语言的三种结构掌握应用经历AB Prolog语言程序的基本结构掌握应用经历AB Prolog语言的内部谓词掌握应用经历AB匹配与递归方法理解模仿经历ABProlog语言的特点了解 A专家系统认识专家系统什么是专家系统了解 A专家系统的组成理解模仿 A专家系统的分类了解经历 A专家系统的知识获取专家知识理解 A专家知识的表示迁移应用熟练领悟ABC知识获取的方法了解 A 专家系统的推理过程正向推理和反向推理理解模仿反应AB不精确推理理解模仿经历AB 专家系统的解释功能解释的概念和作用理解 A解释的内容理解模仿经历AB 专家系统的开发专家系统的开发的语言及工具了解 A专家系统的外壳迁移应用熟练反应ABCProlog专家系统的开发过程了解 A问题求解状态树状态树表示了解模仿经历AB树的术语了解 A 基本搜索方法广度优先搜索方法理解模仿经历AB深度优先搜索方法理解模仿经历AB 启发式搜索启发函数的作用理解模仿经历AB启发函数的选择了解 A 求解博弈问题求解博弈问题过程分析了解模仿反应 A人工智能的回顾与展望人工智能的发展历程人工智能的形成与发展了解 A人工智能取得的成果了解 A国内人工智能的现状了解反应 A 人工智能的展望机器智能化了解经历 A智能机器人了解经历 A知识发现与数据发掘了解经历 A社会智能化了解经历 A注：表中“内容考核实现”中的A、B、C分别表示理论知识、操作技能、综合作品。

高中信息技术选修5教案-4.1.1 认识专家系统1-教科版

揭开专家系统神秘的面纱—认识专家系统【教材分析】本节课“专家系统”是“用计算机推理”模块的第一节课，上好这节课是学生能否学好“用计算机推理”这一模块的关键，之后将深入学习专家系统的指示获取、推理过程、解释功能和开发等等，本节旨在引导学生对“人工智能”有进一步深入的了解，通过开发简单的“专家系统”，体验到“专家系统”的魅力，认识到什么是“专家系统”。

【学生分析】本课的对象是高二上学期的学生，一方面学生已经学习过了“用计算机表示知识”章节，但是知识的表示如何在人工智能中应该学生还没有这方面的体会，另一方面学生对专家系统是陌生的，也是神秘的，要通过本节解开“专家系统”的神秘面纱。

【教学目标】知识与技能：让学生感受和体验专家系统的魅力和作用、专家系统的发展史和发展趋势，了解专家系统和人类专家之间的区别。

过程与方法：通过让学生感受人类专家解决复杂问题的过程，增强学生的逻辑思维和解决问题的能力。

情感态度价值观：增强学生对专家系统认识，感受其优越性，增强合作交往的能力，培养对严谨的科学研究态度。

【教学设想】1．通过诊疗系统引入专家系统，同时布置任务，什么是专家系统以及其发展历史。

提供分享素材。

（李艺教授）2．通过对比人工诊断病情和“专家系统”诊断的异同，了解“专家系统”的构成。

3．通过体验，测年龄和测狗的品种，体验专家系统分类的多样性。

辩论各自的优越性。

4. 通过开发自己的“专家系统”体会专家系统的作用。

对比人工画图与计算机画图的异同，引导学生正确认识利用计算机编程加工解决问题与人解决问题的区别和联系。

【教学重点】专家系统的概念和发展趋势，体验专家系统的魅力【教学难点】体验专家系统，通过intermodeller构建“自己的专家系统”【教学策略】基于问题的教学、任务驱动、讲述、自主探究、合作讨论相结合【教学课时】1课时【教学过程】活动一、情境创设、激发兴趣教师：俗话说，月有阴晴圆缺，人有旦夕祸福，在健康的身体也有小病小恙的时候，同学们，你们有过就诊的经历吗？过程是什么样的？谁来说说？学生回答：……提问：就诊很麻烦吗？为啥呢？学生：病人多，好的医生少教师：有没有什么好的办法？人工智能能帮我们看病吗？提问：老师这里有一个能看病的智能系统，也能看很简单的病，你相信吗？学生回答：……教师：让我们拭目以待，下面是见证奇迹的时刻。