粤教版《信息技术基础(必修)》第四章4.2《用智能工具处理信息》课程教学设计 高一下册

4.2《用智能工具处理信息》

一、教学分析

1、教材的地位和作用

本节是《用智能工具处理信息》两课时中的第一课时，其内容承接了学生在初中所学的机器人的相关知识，目的是让学生体验更多的智能工具，进而了解一些基本原理，为人工智能选修课打下基础。体现了《普通高中信息技术新课程标准》中提到的，培养学生解决问题的能力，倡导运用信息技术进行创新实践这一基本理念，有助于提升学生的信息素养。教材中的部分内容比较落后，因此我重新选取贴近学生实际生活的新技术。

2、教学目标

知识与技能目标：

（1）初步学会几种智能处理工具的使用；

（2）了解模式识别的基本工作过程或原理；

过程与方法目标：

（1）在体验中领悟模式识别的工作流程；

（2）在合作中理解模式识别的原理。

情感态度与价值观目标：

（1）激发探索前沿科技的兴趣；

（2）培养在学习和生活中，合理选择工具解决问题的能力，以及团队合作的意识；

3、教学重难点：

教学重点：体验智能工具的使用，弄清模式识别的工作流程，了解其工作原理。

教学难点：模式识别的工作原理。

4、教学课时：1课时

二、教学对象分析

本节内容的教学对象是高中一年级学生，他们已经具备了一定的逻辑思维、分析问题、表达思想等能力，初步形成了主动思考和探究的学习习惯。在本书第三章《信息的加工与表达（上）》以及4.1编制计算机程序解决问题的学习之后，学生对信息处理有一定的了解，他们已经具有一定的用一般工具处理信息的经验，其实，高一的学生大多数学生已接触过智能工具，如手机，平板等，只是没有深入思考智能工具和非智能工具的区别，因此，本课从解决学生生活中的实际问题入手，通过四个学习任务，让学生体验身边的智能工具，了解其工作过程，感

受其应用价值。

三、教法、学法分析

教法：任务驱动法、讨论法、启发法、实验探究法

学法：自主学习、探究合作

四、教学准备

Wifi 、支持无线投影的多媒体教室、平板电脑、主题网站

五、设计思路

六、教学过程

1、创设情境，引入主题

师：这是未来信息技术发展的方向，alphago是高级的人工智能应用，还有更为简单的，今天我们通过体验最基本的智能信息处理工具，来了解模式识别的基本流程和原理，请同学们打开平板电脑上的主题网站-----《用智能工具处理信息》，进入本节课的学习。

设计意图：学生通过观看视频《Google 的人工智能击败了人类围棋冠军》，初步感受智能工具的神奇魅力，激发了学生的学习兴趣，从而很自然的把学生引入到本节内容的学习中来。

2、尝试探索，揭示原理

（1）探究活动1：体验拍照搜索功能

师：打开主题网站，按步骤完成探究活动1

情景引入：上个周末，小明和爸爸妈妈一起去南山植物园玩，在园中，小明发现很多植物他都不认识，于是他用手机拍照并打印出来，请求同学帮助，同学们，你能帮他想想办法吗？

学生思考并作出回答。

任务：通过运用手机百度拍照搜索，找出此株植物名称。

师：这就是智能工具的特点之一，那么智能处理工具与一般处理工具有什么异同呢？

学生思考并回答。

智能处理工具通常处理的问题是不确定的、非结构的、没有固定算法的，处理的过程是推力控制等等过程，最终得到的结果常常是不太确定的，可能是正确的，也可能是不正确的。

一般处理工具通常处理那些有固定算法的问题，处理的过程是重复计算的过程，最终得到的是一个确定的结果，如上节课4.1中学习的文件加密等

师：智能处理工具得到的结果虽然不够准确，但是是未来人工智能研究的重要方向，同学们，拍照搜索是智能处理工具最基本的研究领域之一——模式识别，那么什么是模式识别呢？

模式识别是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别的技术。

它的一般过程包括：

——

师：结合拍照搜索，理解模式识别6大环节的内涵，你刚才的哪个操作属于模式识别的环节之一？比如，拍照搜索中，哪一个环节是样本采集。各小组讨论，形成共识，一会我们抽签作答。

设计意图：我设置了这样的情景来引入，让学生以小组为单位通过百度拍照搜索认识照片中的陌生事物。本次活动实现两个目的：第一，通过体验，让学生认识到智能工具处理信息的特点：即处理非结构信息，而结果不一定准确，是因为采用了推理控制而非固定算法。第二，让学生知道百度拍照搜索属于人工智能的模式识别领域，进而引导学生认识其基本概念。

师：为了进一步理解模式识别，我们再来做一个体验活动。

（2）探究活动2 体验手写输入功能

师：打开主题网站，按步骤完成探究活动2

每位同学输入10个字符，每输入一个字符，仔细观察，自动生成的汉字有哪些，写下来。

思考：1、你一共识别出几个汉字，识别率为多少？

2、对于特殊符号、阿拉伯数字、英文字母或者不规则图形，计算机能识别吗？

3、对于书写不规范，笔画不全的汉字，计算机能识别多少？

学生操作，并记下操作结果，同时思考以上三个问题，老师抽取学生回答问题。

师：识别率不高的原因可能是我们书写的问题，也可能是智能工具识别技术有待提高，那么，我们就有必要理解汉字识别技术的原理，进而找出改进汉字识别的方法。接下来，我们一起来做个游戏，来进一步体验智能工具是怎样用程序模拟人类的思维活动来处理信息的。

游戏：“你写我猜----手心写字”

思考：你是如何识别出对方所写的字？

学生在体验中思考，然后老师出示下图。

手写输入汉字的工作流程：

师：经过这个游戏活动，我们发现识别率不高，于是我改进了游戏方案，只在“口”字内加笔画变成“回、日、囚、田、四”这几个汉字。请8名自愿参与的同学，2人一组，1名同学蒙上眼睛，另一名同学握着她的手在黑板上写字，4组同时进行，写完后让蒙眼学生猜字。

学生进行游戏活动，课堂气氛达到高潮。

师：经过实践表明，显然这次识别的正确率就明显提高，这是因为这次活动是对识别流程原理中的预处理、特征库等环节进行了优化。大家在小组内讨论后分享：结合识别流程图谈谈提高手写识别率的方法有哪些？

设计意图：首先，学生在平板电脑上用手写输入录入十个字符，进行初次体验。再两人一组，一个同学在另一个闭上眼睛的同学的“手心写字”，亲身体验手写输入汉字的工作流程。以及智能工具是怎样模仿人脑处理信息的。因此这个活动可以帮助学生初步了解手写输入识别的原理。通过以上体验学生感知——识别率不够高。于是老师改进了游戏方案，识别率提高了，本次活动能引导学生更深入理解手写输入识别的流程原理。

3、知识梳理课堂小结

（1）模式识别是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别的技术。

(2)模式识别的一般过程包括：

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