《专家系统及其设计》教育教学设计精
《认识专家系统》教学设计
《认识专家系统》教学设计“专家系统”是对前一章“知识表示”尤其是产生式规则学习的应用，旨在引导学生对人工智能的应用有更进一步的了解，对诸如语音识别系统、生物医疗诊断系统，制定最佳行车路线的CARG等类似的专家系统的结构和功能有一个较全面的理解。
一、教学目标1．知识目标(1)了解专家系统的概念和特征。
(2)理解专家系统的基本构造和各部分的功能。
2．能力目标(1)通过感受人类专家解决复杂问题的思路，增强学生的逻辑思维和问题解决能力。
(2)通过小组协作交流，提高学生对问题的分析、归纳和总结能力。
3．情感目标(1)进一步增强对人工智能领域的认识，感受人工智能技术的丰富魅力。
(2)增强协作学习和人际交流能力。
二、教学重点、难点本节课的教学重点是了解专家系统的概念和特征。
为了突出重点，指导学生操作“疾病诊断治疗专家系统”，引导学生归纳出专家系统的特征，再从特征进一步得出专家系统的概念。
认识专家系统的基本结构，并理解各部分功能与作用，需要学生具备较强的分析能力，因此将二者作为本节课的教学难点。
三、学情分析学生已系统地学习了人工智能初步中的“知识表示”模块，初步掌握了“框架表示法”、“与或图表示法”、“状态空间表示法”、“产生式规则”等基本知识表示方法，但是各种知识表示如何在人工智能中得到应用，学生对这个问题在上一阶段的学习中还难以深入休会。
四、教法和学法分析1．教法为厂帮助学生理解专家系统，我在教学中利用《疯狂医院看病记》有趣的Flash动画作为引入，让学生从中体验开思考人类医生为病人治病的思维过程，并以辩论赛的方式加深学生对专家系统的认识。
2．学法(1)案例学习：学生已具备了较强的分析、概括、归纳和总结能力，让学生在实际操作中体验分析，从而获取对知识的正确理解，探求问题的解决方法。
(2)协作探究：学生带着教师提出的探究性问题，通过小组协作交流的方式探究问题。
3．教学资源准备本课课件(WWW．shimen．org／web／shimen／teachers ／info／tmouse／kejlan／thzhuanjiaxt／index．htm)、EXSYS 专家系统网站(WWW．exsys．com／demomain．html)、教学专家系统外壳(www．parlog．com／intermodeller．html)。
人工智能与专家系统教学设计
人工智能与专家系统教学设计简介人工智能（）和专家系统（ES）是当今热门的技术课题，作为计算机科学和工程学的重要领域之一，受到了越来越多人的关注。
和ES的应用范围十分广泛，包括医疗、交通、农业等各个领域。
在培养计算机专业人才方面，和ES教学已经成为必不可少的一部分。
教学设计是教学活动的核心，直接影响教学质量和效果。
本文将探讨如何针对不同的教学对象设计适合的人工智能和专家系统教学课程。
针对计算机专业学生的教学设计在教授和ES的课程时，需要根据课程的内容和目标，合理地进行课程设计和教学方法的选择。
对于计算机专业的学生，需要注重理论和实践的结合，让他们掌握核心的算法和理论知识，同时能够实现一些具体的应用。
课程设置在课程设置上，可以按照如下方案进行：•人工智能基础知识•专家系统基础知识•人工智能算法•基于专家系统的应用•人工智能项目实践教学方法在教学方法上，可以采用如下方式进行：•讲授理论知识•线上/线下Demo展示•案例分析•课堂讨论•项目实践针对其他专业学生的教学设计对于非计算机专业的学生，和ES的教学内容需要针对性地进行设计，注重实用和易学性。
课程设置在课程设置上，要侧重于提供能够让学生轻松理解和掌握的基础知识，并将复杂的计算机理论知识转化为大家都能够理解的形式。
•人工智能基础知识•数据分析基础知识•人工智能的应用、社会影响•人工智能的伦理和安全问题教学方法在教学方法上，需要尽量采用简单明了的方式进行教学，可以采用如下方式：•视频课程•经典案例演讲•课堂小组讨论•活动和游戏化教学总结从本文中我们可以看出，人工智能和专家系统的教学需要基于不同的教学对象，采取不同的教学设计和方法。
针对计算机专业的学生，需要注重理论和实践的结合，让他们掌握核心的算法和理论知识，同时能够实现一些具体的应用。
针对其他专业学生，需要侧重提供能够让学生轻松理解和掌握的基础知识，并将复杂的计算机理论知识转化为大家都能够理解的形式。
专家系统PPT教学课件
图灵测试
• 如果电脑能在5分钟内回答由人类测试者提出的一 系列问题，且其超过30%的回答让测试者误认为 是人类所答，则电脑通过测试。
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• 图灵测试问题举例
• 问： 你会下国际象棋吗？
• 问：你会下国际象棋吗？ • 答：是的。
• 答：是的。
• 问：你会下国际象棋吗？
• 问：你会下国际象棋吗？ • 答：是的。
有知识，不断更新。由于这一特点，使得 专家系统具有十分广泛的应用领域。
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专家系统的特点
(4) 实用性 专家系统是根据问题的实际需求开发的，这一特 点就决定了它具有坚实的应用背景。
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专家系统的特点
(5)具有一定的复杂性及难度 专家系统拥有知识，可以运用知识进行推 理，模拟人类的思维过程。但是，人类的 知识是丰富多彩的，思维方式也是多种多 样的。因此，要真正实现对人类思维的模 拟，是一件非常困难的工作，并有赖于其 他许多学科的共同发展。
• 答：是的，我不是已经说 过了吗？
• 问：请再次回答，你会下国际 • 问：请再次回答答：你烦不烦，干吗老提 同样的问题。
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• 2014年6月7日发生了一件事情：聊天程序“尤金·古斯特 曼”（Eugene Goostman）在英国皇家学会举行的2014 图灵测试大会上冒充一个13岁乌克兰男孩而骗过了33%的 评委，从而“通过”了图灵测试。
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小 i机器人
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专家系统的特点
专家系统具有下列特点： (1)具有专家水平的专门知识 专家系统为了能够像人类专家那样去解决 实际问题，就必须具有专家级的知识．知 识越丰富，解决问题的能力就越强。
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专家系统的特点
(2)透明性 专家系统能够解释本身的推理过程并回答
初中专家系统教学设计教案
初中专家系统教学设计教案一、教学目标：1. 知识与技能：使学生掌握专家系统的基本概念、构成要素和功能，能够运用专家系统进行问题求解。
2. 过程与方法：通过案例分析、小组讨论等方式，培养学生运用专家系统解决实际问题的能力。
3. 情感态度与价值观：激发学生对专家系统的兴趣，培养学生独立思考、合作探究的精神。
二、教学内容：1. 专家系统的概念：专家系统是一种模拟人类专家决策能力的计算机程序，它由知识库、推理机和用户界面三部分组成。
2. 专家系统的构成要素：知识库、推理机、用户界面、解释器、知识获取模块等。
3. 专家系统的功能：故障诊断、医疗诊断、金融预测、教育评估等。
4. 专家系统在现实生活中的应用：举例说明专家系统在各个领域的应用，如医疗、工业、农业等。
5. 如何设计一个专家系统：介绍专家系统的设计流程，包括需求分析、知识获取、知识表示、推理机制设计、系统实现等步骤。
三、教学过程：1. 导入新课：通过一个现实生活中的例子，如医疗诊断，引出专家系统的概念。
2. 讲解与演示：详细讲解专家系统的构成要素、功能及其在现实生活中的应用。
通过多媒体演示，使学生更直观地理解专家系统的工作原理。
3. 案例分析：提供几个典型的专家系统案例，让学生分析、讨论这些专家系统的特点、优缺点，从而培养学生运用专家系统解决实际问题的能力。
4. 小组讨论：将学生分成若干小组，每组选择一个案例，讨论如何改进这个专家系统，使之更符合实际需求。
5. 课堂小结：总结本节课所学内容，强调专家系统在现实生活中的重要作用。
6. 作业布置：让学生课后查找相关资料，了解我国在专家系统领域的研究现状，下一节课分享。
四、教学反思：本节课通过讲解、演示、案例分析、小组讨论等多种教学方法，使学生掌握了专家系统的基本概念、构成要素和功能。
在教学过程中，要注意关注学生的学习兴趣，引导学生主动参与课堂讨论，提高他们的独立思考和合作探究能力。
同时，要注重知识与实际应用的结合，让学生明白专家系统在现实生活中的重要作用。
七章专家系统精品PPT课件精选全文完整版
2024/10/16
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专家系统的特点
（1）从处理问题的性质看：专家系统善于解决那些不 确定性的、非结构化的、没有算法解或虽有算法解 但在现有的机器上无法实施的困难问题。
（2）从处理问题的方法看：专家系统则是靠知识和推 理来解决问题，专家系统是基于知识的智能问题求 解系统。
（3）从系统的机构来看：专家系统则强调知识与推理 的分离，因而系统具有很好的灵活性和可扩充性。
和发展。 专家系统的形式也是普及科技知识的好
形式。
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专家系统的应用
（1）应用范围和应用领域不受限制 （2）专家系统的广泛应用产生了良好的
经济效益和社会效益。 （3）专家系统的应用实例以及在生产制
造领域中的广泛应用。
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专家系统的发展概况
20世纪60年代，DENDRAL的建成标志着专家系统的 诞生。
块
块
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m
（1）实际问题错综复 杂，可能需要多次推 理，所以知识库是多 层的或多块的。 （2）实际问题往往 不仅需要推理，而且 还需要做一些处理， 所以增加处理模块。
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多 媒体 人 机界 面
方法 选择
参数 确定
图件 绘制
图形 评价
I
O 接口
方法 知识 库
动态 数据库
参数 知识 库
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专家系统的结构
概念结构 实际结构 网络与分布式结构 黑板模型
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概念结构
人机界面
推理机
解释模块
知识库
动态数据库
知识库管理系统 自学习模块
专家系统及其设计
初识专家系统北京市陈经纶中学帝景分校范晶皮皮猫与大胡子医生提问：皮皮猫没有去医院，却得到了医学专家的建议，它是通过什么方法得到“专家”建议的？（计算机中的“医学疾病诊断专家系统”）分钟）发现和体验：试在“农业专家系统网站”中查找相应的杨梅品（课堂练习：三、填图题）⒉产生式规则（播放PPT片“cssgz.ppt”）产生式规则以“IF…THEN…”的形式出现， IF后面的是结论。
条件与结论均可以通过逻辑运算“AND、OR、NOT②写出“产生式”（课堂练习：四、写出产生式）（第1题必做，第2题选做）（如果是多边形，并且有三条边，那么是三角形。
专家系统外壳（InterModeller）⒉作品演示，交流促进展示各学习小组制作完成的“水果识别专家系统”。
并逐一进行讨论、交流、评价。
⒊对专家系统进行客观评价（在□中划“√”或“〤”）时间空间便捷程度灵活程度其它课堂练习（满分：100分）学校：_________ 班级：_________ 姓名：_________ 日期：_________ 成绩：_________ 一、根据下表中对杨梅属性的描述，试在“农业专家系统网站”中查出相应的杨梅品种(10通过体验专家系统的应用，谈谈你对专家系统的认识；并从下列选项中选出专家系统的定义。
（）①专家系统是指能够帮助人们解决问题的计算机系统。
②专家系统是指能够像人一样进行智能推理的计算机系统。
③专家系统是指能够像人类的专家那样解决某些专业范围内的问题的计算机。
④专家系统是指能够像人类的专家那样解决某些专业范围内的问题的智能计算机系统。
三、填图题（10分）请将下面的专家系统基本结构图填充完整。
四、写出产生式（30分）⒈（必做题，15分）按照产生式规则，写出下列推理关系的产生式：如果它是多边形，并且它有三条边，那么它是三角形。
IF_______________AND_______________ THEN_______________⒉（选做题，15分）请你列举一个推理关系，并写出其产生式。
通用技术：《系统与设计》教案
第三单元系统与设计1、系统的含义:系统是由相互联系、相互作用、相互以来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。
构成系统必须具备的三个条件：(1）至少要有两个或两个以上的要素（部分）；(2）要素（部分）之间互相联系、互相作用，按照一定方式形成一个整体；（3)整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的.例：自行车的结构2、系统的组成、类型：系统是普遍存在的，也是多种多样的。
根据需要，可以对系统进行不同的分类.如，可把系统分为自然系统和人造系统。
自然系统是自然形成的系统（如生态系统）。
人造系统是由人工制造加工而成的系统（如计算机系统和机械传动系统）.也可把系统分为实体系统和抽象系统。
实体系统是实物形态的（如生物系统、机械系统)。
抽象系统是非实物形态的（如哲学系统）。
3、系统的基本特性：（1)整体性（全局、集合）：-—侧重于“部分影响整体”。
是系统的最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
错误!系统是一个整体，它不是各个要素（部分)的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。
错误!系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。
例：巴尔扎克的塑像、“木桶理论”、一招不慎全盘皆输、弃卒保车、“阿波罗”登月飞船上的零件（2)相关性（匹配、关联）：——侧重于“部分与部分之间的关联”构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系，是彼此相关的.例：古代建筑的“梁柱结构"、合金钢材料各种性能的相互影响、家庭装修工程(3)目的性（功能）:任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这是区别不同系统的主要标志.(4)动态性(更新）：物质都是不断变化，因此系统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中.(5)环境适应性(自适应）:系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。
例：“春捂秋冻"、电冰箱不能紧贴墙放置1、系统分析及其目的：系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程.目的：寻求解决问题的最佳决策。
人工智能与专家系统课程设计
人工智能与专家系统课程设计前言人工智能技术是近年来最热门的研究领域之一，它已经在各个领域的实践中展现出极高的应用价值。
现代人工智能技术不仅能够实现大量数据的处理和分析，更能够模拟人类的思维方式，解决各种复杂问题。
专家系统作为人工智能技术的一部分，是运用专门领域的知识和规则来解决特定问题的一种计算机系统。
在应用方面，专家系统被广泛应用于医疗、金融、环境、自动化等多个领域。
本文将围绕人工智能与专家系统课程设计展开探讨。
课程内容一、知识点概述本课程主要分为两部分：人工智能的基础知识和专家系统的基础知识。
对于人工智能，我们将讲解人工智能的历程、基本概念、发展方向以及各种人工智能技术的基本原理和应用实践。
例如，机器学习、神经网络、决策树等模型，以及它们在自然语言处理、图像识别、智能控制等各种应用场景中的具体实现。
针对专家系统，我们将讲解专家系统的发展历程、基本模型和技术架构。
通过经典的专家系统开发案例，例如农作物诊断、心电图信号诊断、物流运输调度等，讲解基本的规则、知识表达和规则推理方法，并介绍基于马尔可夫决策过程的智能决策方法和知识发现技术。
二、实践项目本课程还将通过一系列实践项目来帮助学生深入了解人工智能与专家系统的知识点，以及如何将这些知识应用于实际问题的解决中。
下面我们举例说明。
1、基于深度学习的图像识别现代社会中，图像处理技术已经渗透到了我们生活的各个方面中。
本项目的目标是让学生通过深度学习模型，实现一定的图像识别功能。
具体的实践环节包括相关数据的收集与处理、模型的训练与测试以及结果的可视化展示等。
2、基于专家系统的疾病诊断疾病诊断是一个典型的应用场景，可以通过基于专家系统的技术来解决。
在该项目中，我们会提供一些有关疾病诊断的数据，并要求学生利用专家系统的方法，对这些数据进行表达和推理，并给出相应的诊断结果。
三、考核方式本课程的考核方式主要以实践项目为主。
每个实践项目都有一定的分值，同时根据学生在项目过程中的表现，结合期末综合测评来计算最终得分。
第六章-专家系统PPT课件
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6.1.2 专家系统的类型
(1) 解释专家系统 ……
作为解释专家系统的例子有语音理解、图象分 析、系统监视、化学结构分析和信号解释等。 例如，卫星图象(云图等)分析、集成电路分析、 DENDRAL化学结构分析、ELAS石油测井数据分 析、染色体分类、PROSPECTOR地质勘探数据解 释和丘陵找水等实用系统。
的MACSYMA符号积分与定理证明系统，我国一些大学开发 的计算机程序设计语言和物理智能计算机辅助教学系统以 及聋哑人语言训练专家系统等。
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6.1.2 专家系统的类型
(10) 修理专家系统 修理专家系统的任务是对发生故障的对象(系
统或设备)进行处理，使其恢复正常工作。修理专 家系统具有诊断、调试、计划和执行等功能。美 国贝尔实验室的ACI电话和有线电视维护修理系统 是修理专家系统的一个应用实例。
预测专家系统的例子有气象预报、军事预测、人口预 测、交通预测、经济预测和谷物产量预测等。例如，恶劣 气候(包括暴雨、飓风、冰雹等)预报、战场前景预测和农 作物病虫害预报等专家系统
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6.1.2 专家系统的类型
(3) 诊断专家系统 诊断专家系统的任务是根据观察到的情况(数据)来推
问题求解过程就是一个推理过程，所以专家系统 必须有推理机构。
ES的核心是知识库和推理机。
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6.1.1 专家系统的特点—特点
(3) 具有启发性 ES除要利用大量专业知识外，还必须利用经
验的判断知识来对求解问题作出多个假设。 依据某些条件选定一个假设，使推理继续
进行。
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(3) 诊断专家系统 ……
《专家系统及其设计》教学设计(精)
《专家系统及其设计》教学设计(精)《专家系统及其设计》教学设计(杨银辉，浙江师范大学田家炳教育学院，浙江金华321004)人工智能作为一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科，在一定程度上代表着信息技术的发展前沿。
新颁的高中信息技术课程标准把《人工智能初步》作为选修课程纳入我国的中学信息技术教育中，此为适时之举。
但是人工智能在国内中学的开设尚属首次，教师教学经验缺乏，对学生来说，也是一个陌生的事物，所以要能全面贯彻新课标精神，与其他几门选修课程相比，难度较大。
专家系统是人工智能领域的重要组成内容，也是该领域发展得较为成熟的部分。
为了缩小现实与理想之间的矛盾，在人工智能课程“专家系统”内容的教学中，我们希望“以问题解决为中心”的教学方式，通过小组协作，让学生在感受什么是专家系统的基础上既了解有关专家系统的基本知识，又能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统，由此既增强他们对人工智能的认识，又促进问题解决能力，发散性思维能力和社会合作能力的培养。
一、学习者分析选修这门课程的学生通常已具有一定的信息技术基础知识（《信息技术基础》是所有高中学生的必修课程），懂得如何操作计算机、上网浏览信息和收集资料等。
“专家系统”的学习内容在人工智能教材中一般都是置于“知识表示”之后，因此学生对各种知识表示方式都有初步了解，掌握了例如产生式规则、状态空间图、语义网络等的基本表示方法。
但是各种知识表示如何在人工智能中得到应用，学生们对这个问题在上一阶段的学习中还难以深入体会。
专家系统通过把领域专家的大量知识加以计算机编程嵌入到计算机内部，产生式规则的知识表示方式在专家系统的知识库建设中得到了实际应用。
因此对于学生来说，虽然专家系统完全是个新事物，但是它与各种知识表示，尤其是产生式规则表示方式，有着理论与实际应用的关系。
教师在教学设计时，不能忽视这个有利于学生知识增长和能力发展的“最邻近发展区”。
二、教学目标知识与技能目标：1. 感受什么是专家系统，知道专家系统和专家系统外壳之间的区别和联系2.了解专家系统的基本构造和工作机制3.能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统过程与方法：1.能够根据任务的要求，有效采集、分类和管理信息2.通过感受人类专家解决复杂问题的思路，增强逻辑思维和问题解决能力情感态度与价值观：1.进一步增强对人工智能领域的认识，感受人工智能技术的丰富魅力2.增强协作学习和人际交流能力三、学习时间本次教学计划用3个课时完成《专家系统及其设计》的课程内容第1课时：主要让学生感受什么是专家系统，并了解有关专家系统的一些基本知识第2课时：主要让学生能够利用InterModeller专家系统外壳自行设计一个简易的植物识别专家系统第3课时：学生展示设计的植物识别专家系统，在互相交流中提高口头表达能力和作品鉴赏能力四、课前准备在网络教室的教师机和每台学生机上安装InterModeller专家系统外壳和由这个外壳开发的“疾病诊断治疗专家系统”。
专家系统及其教学设计20061202
四、专家系统及其教学设计（一）课标要求：（二）推理与专家系统（1）演示或使用简单的产生式专家系统软件，感受用专家系统解决问题的基本过程；了解专家系统的基本结构。
（2）通过实例分析，知道专家系统正向、反向推理的基本原理；会描述一种常用的不精确推理的基本过程。
（4）了解专家系统外壳的概念；学会使用一个简易的专家系统外壳，并能用它开发简单的专家系统。
（二）学情分析：选修这门课程的学生通常已具有一定的信息技术基础知识（《信息技术基础》是所有高中学生的必修课程），懂得如何操作计算机、上网浏览信息和收集资料等。
“专家系统”的学习内容在人工智能教材中一般都是置于“知识表示”之后，因此学生对各种知识表示方式都有初步了解，掌握了例如产生式规则、状态空间图、语义网络等的基本表示方法。
但是各种知识表示如何在人工智能中得到应用，学生们对这个问题在上一阶段的学习中还难以深入体会。
专家系统通过把领域专家的大量知识加以计算机编程嵌入到计算机内部，产生式规则的知识表示方式在专家系统的知识库建设中得到了实际应用。
因此对于学生来说，虽然专家系统完全是个新事物，但是它与各种知识表示，尤其是产生式规则表示方式，有着理论与实际应用的关系。
教师在教学设计时，不能忽视这个有利于学生知识增长和能力发展的“最邻近发展区”。
这里充分考虑了本单元所学内容与先前所学知识之间的联系，有助于学生应用已有知识，更快地完成对新知识体系的理解和意义的建构，一方面降低了认知难度，另一方面利于新旧知识之间形成有机的联系。
（三）教材分析：本课教学的内容是教育科学出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《人工智能初步》(选修)中的第四章。
（五）教学思路：专家系统是人工智能领域的重要组成内容，也是该领域发展得较为成熟的部分。
为了缩小现实与理想之间的矛盾，在人工智能课程“专家系统”内容的教学中，我们希望“以问题解决为中心”的教学方式，通过小组协作，让学生在感受什么是专家系统的基础上既了解有关专家系统的基本知识，又能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统，由此既增强他们对人工智能的认识，又促进问题解决能力，发散性思维能力和社会合作能力的培养。
第6章专家系统
2020/2/20
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6.1专家系统概述
6.1.2 专家系统的性能
(4)具有透明性。专家系统必须具有解释功能，能回答 用户提出的问题，向用户解释它的决策动机和结论的 推理过程，使用户能清楚地了解系统处理问题正确性 ，通过增强系统的透明度而取信于用户。
例如，一个医疗诊断专家系统诊断某病人患有肺炎， 而且必须用某种抗生素治疗，那么，这一专家系统应向 病人解释为什么判断他患有肺炎，解释用该抗生素治疗 的原因，就像一位医疗专家对病人详细解释病情一样。
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6.1专家系统概述
6.1.4 专家系统的分类
• 5.按规模分类
按规模分类，可分为大型协同式专家系统和微 专家系统。
• 6.按体系结构分类
按结构分类可分为集中式和分布式，单机型和网
络型(即网上专家系统)。
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6.1专家系统概述
6.1.5 专家系统与知识工程
• 1. 专家系统与知识系统：专家系统能有效地解决问题的主要原 因在于它拥有知识，因为“知识就是力量”。但专家系统拥有 的知识是专家知识，而且主要是经验性知识。
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6.1专家系统概述
6.1.1 什么是专家系统（Expert System)
迄今为止，关于什么是专家系统，目前尚无一个十分确切 的定义。
其一般公认定义：专家系统是一个具有智能的程序系统； 其内部具有大量的专家水平的知识与经验；该系统能利用专家 的知识与推理方法来解决专门领域的问题；它能对自身所得出 的结论做出清楚、明晰、合理的解释。
⑵ 系统需要有适应时间变化的动态模型，能够从不完全和不 准确的信息中，得出预报，并达到要求的时效性。
例如：气象预报、军事预测、人口预测、交通预测、经济预
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图１-3 “疾病诊断治疗专家系统”咨询界面3
让学生以小组为单位（全班学生以每4人为一组）讨论下列问题:电脑专家与人类专家相比较，它们各有怎样的优势和劣势？学生展开讨论。最后教师小结:虽然人类专家比电脑专家在问题处理上更灵活,但是成功的专家系统通过模拟领域专家处理问题的思想，可以处理具体领域中的复杂问题，从而减少劳务开支和人才培养费用;而且由于软件的便于复制性，专家系统能够广泛传播人类专家的宝贵知识和经验;若对软件保管合理，还能长期延续人类专家的经验，使其不受人类专家寿命的影响。因此，成功的专家系统能为人类带来巨大的经济效益。
教师提出本次课程的主要学习任务:通过体验各类专家系统实例,感受什么是专家系统，并在了解专家系统的基本构造和工作机制的基础上,能够利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统,例如自然界植物识别专家系统。
(二）新课展开,构建知识
教师讲授专家系统的概念，以及它与专家系统外壳的区别。要求学生通过因特网资源的搜索,收集、体验并分析国内外开发的各类专家系统。例如,由ExｓyｓCoｒｖid专家系统外壳开发的如何在美国爱伯克奇(Albｕｑuｅrｑue)城市选择一家适合自己消费要求的饭店的知识管理专家系统(见图1－4),由Acquｉｒｅ专家系统外壳开发的鲸类识别专家系统（见图1－5)，由Expertise２go专家系统外壳开发的“PＣ产品顾问”（Dｅｓktoｐ ＰC Product Adｖisｏｒ)专家系统，以及由InterMｏｄeller专家系统外壳开发的“宝石分类”、“鱼类识别”、“交通工具识别”等各分类专家智能领域的认识，感受人工智能技术的丰富魅力
2.增强协作学习和人际交流能力
三、学习时间
本次教学计划用3个课时完成《专家系统及其设计》的课程内容
第1课时:主要让学生感受什么是专家系统，并了解有关专家系统的一些基本知识
第２课时：主要让学生能够利用InteｒMoｄeller专家系统外壳自行设计一个简易的植物识别专家系统
第3课时:学生展示设计的植物识别专家系统，在互相交流中提高口头表达能力和作品鉴赏能力
四、课前准备
在网络教室的教师机和每台学生机上安装IｎｔerModｅlｌer专家系统外壳和由这个外壳开发的“疾病诊断治疗专家系统”。
教师收集人类专家给病人诊断治疗病情的录像资料和有关自然界各类植物介绍的录像资料
五、教学过程设计
教师结合“疾病诊断治疗专家系统”,与同学共同探讨专家系统的一般构造（见图1－6)和工作机制。尤其是在讨论知识库时，同前面学过的产生式规则的知识表示方式相结合，让学生不仅体验到知识的“学以致用”,还能增强知识的迁移能力。
图1－6专家系统的构造图
（三）资料整理，开发系统
(一）情境创设，激发兴趣
教师通过网络教室的大屏幕播放人类专家给病人诊断治疗病情的录像,并要求学生回忆自己曾经接受医生治疗的情形，让学生感受并讨论人类专家在解决复杂问题时的思维。然后要求学生运行安装在学生机上的“疾病诊断治疗专家系统”(部分截图如下），体验电脑专家是如何为人们治病的。
图1－1“疾病诊断治疗专家系统”咨询界面1
一、学习者分析
选修这门课程的学生通常已具有一定的信息技术基础知识（《信息技术基础》是所有高中学生的必修课程)，懂得如何操作计算机、上网浏览信息和收集资料等。“专家系统”的学习内容在人工智能教材中一般都是置于“知识表示”之后，因此学生对各种知识表示方式都有初步了解，掌握了例如产生式规则、状态空间图、语义网络等的基本表示方法。但是各种知识表示如何在人工智能中得到应用,学生们对这个问题在上一阶段的学习中还难以深入体会。专家系统通过把领域专家的大量知识加以计算机编程嵌入到计算机内部，产生式规则的知识表示方式在专家系统的知识库建设中得到了实际应用。因此对于学生来说，虽然专家系统完全是个新事物,但是它与各种知识表示,尤其是产生式规则表示方式,有着理论与实际应用的关系。教师在教学设计时，不能忽视这个有利于学生知识增长和能力发展的“最邻近发展区”。
图１-4饭店选择知识管理专家系统界面
图1－5鲸类识别专家系统界面
在动手操作和比较分析的基础上，每组同学就各自的体验和想法展开讨论，最后归纳出各类专家系统共同具有的特点。（由于学生们都是初次接触专家系统，所以对专家系统的特点分析也都只能限于一些表面的肤浅认识。这为教师开展下一阶段关于专家系统的基本构造和工作机制的教学,埋下伏笔。）
二、教学目标
知识与技能目标：
1.感受什么是专家系统，知道专家系统和专家系统外壳之间的区别和联系
2.了解专家系统的基本构造和工作机制
3．能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统
过程与方法:
1.能够根据任务的要求，有效采集、分类和管理信息
2.通过感受人类专家解决复杂问题的思路,增强逻辑思维和问题解决能力
《专家系统及其设计》教学设计(精)
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《专家系统及其设计》教学设计
（杨银辉,浙江师范大学田家炳教育学院,浙江金华32１00４)
人工智能作为一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科,在一定程度上代表着信息技术的发展前沿。新颁的高中信息技术课程标准把《人工智能初步》作为选修课程纳入我国的中学信息技术教育中,此为适时之举。但是人工智能在国内中学的开设尚属首次,教师教学经验缺乏,对学生来说，也是一个陌生的事物,所以要能全面贯彻新课标精神，与其他几门选修课程相比,难度较大。专家系统是人工智能领域的重要组成内容，也是该领域发展得较为成熟的部分。为了缩小现实与理想之间的矛盾，在人工智能课程“专家系统”内容的教学中,我们希望“以问题解决为中心”的教学方式，通过小组协作,让学生在感受什么是专家系统的基础上既了解有关专家系统的基本知识，又能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统，由此既增强他们对人工智能的认识,又促进问题解决能力,发散性思维能力和社会合作能力的培养。