第一节走进人工智能一、教材分析（一）内容分析本节主要介绍了人工智能的含义、发展历程，人工智能现阶段的应用及人工智能的未来发展方向。主要目的是：让学生理解人工智能的基础知识，如含义、起源、历史发展等；从国家层面，俯瞰对人工智能发展的规划；从行业角度，了解人工智能在工业生产、医疗救治、自动驾驶、智能客服、安全防范、教育学习等方面的具体应用；从对未来通用型人工智能的研究，引发学生对于人工智能未来发展的探讨。通过联系生活实际，进行一些网上实践活动和思考探索，让学生对人工智能的含义、提出、发展历程，人工智能的应用，人工智能的未来发展有一个深刻的认识和理解。（二）教学目标（1）通过自主学习和教师指导讲解“什么是人工智能”，结合“思考与探索”理解人工智能的含义，了解人工智能的发展历程。（2）通过自主学习和教师指导讲解“人工智能的应用”，结合“实践活动1”“实践活动2”“实践活动3”，了解人工智能现阶段的应用。（3）通过探究“人工智能的未来”，结合“思考与探索”，引发学生对于人工智能未来发展方向的思考和讨论。（三）教学重点和难点1.教学重点人工智能的应用。2.教学难点人工智能的未来。二、学情分析本册教材受众是初中二年级的学生，初中生的思维处于形象思维为主、抽象思维逐渐形成的阶段。他们有较强的学习愿望和兴趣，善于表现，学习独立性逐渐加强，可塑性大，是掌握基础知识、基本技能的最佳时期。但其认知水平和分析能力有一定的局限。初二是初中的关键阶段，这个阶段的学生在心理和生理上都发生着较大的改变，是教育的重要时期、黄金时期，其心理发展具有过渡性、动荡性、闭锁性和社会性的特征。初中学生的逻辑思维开始占优势，但其抽象的概念思维还需要感性经验的支持，所以教学过程中需要教师注重直观材料的运用，引导学生自主思考、理解知识，以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性和主动性。经过初中一年级的学习，学生对于计算机基础知识、信息技术基础知识、计算机网络基础知识有所了解，并能熟练进行计算机基本操作，能使用办公软件处理数据。这些都是学生学习本册人工智能与机器人（程序设计）所需要的基础，他们具备熟练使用操作系统软件、可视化应用软件的能力。本册理论知识占比不多，难度不深，便于学生理解记忆并操练。学生对于本册书的内容有浓厚的兴趣，其中的难度在于理论与生活实际结合起来的具体程序设计与应用，学生可能会出现会做具体题目，但不会进行程序设计的情况。这就要求教师在教学中实时关注学生动态，调整教学内容和策略，以便更好地达成教学目标。三、教学建议（一）课前准备设备：多媒体教学设备，互联网环境。学生：了解什么是人工智能。教师：准备好有关人工智能简介和人工智能发展的视频、有关人工智能应用的图片或视频，做好人工智能发展和应用及我国人工智能发展情况相关的知识储备；准确完成教材中“思考与探索”“实践活动”的内容；设计用于展示教学内容的演示文稿，设计教学用的记录表、评价表。（二）过程设计本节内容主要是向学生介绍人工智能的含义、发展、应用和未来发展等知识。因本节理论知识较多，若仅仅以讲授知识作为教学的主要形式，课堂趣味性和学生的参与程度会降低，学生学习的习得率也会受到影响。因此，本节围绕教学内容，每个模块都设计有“思考与探索”或“实践活动”版块，这些版块可活跃课堂气氛。通过“思考与探索”的问题，引导学生思考和讨论，引出下一个模块的内容；通过“实践活动”的形式，让学生主动参与进来，边实践边探索边求知。教材中提供的资料和活动有限，教师可以根据实际情况设计任务，以小组为单位，进行学习实践活动，并对各小组表现进行统计，给予评价反馈。课堂中完成分组，并确立组长和组员的分工。为了更好地完成分组活动，可以设计一些活动记录表。在教学过程中，需要学生以小组为单位收集整理一些学习资料。为了培养学生良好的学习习惯，建议以文件的形式，将相关信息整理、合并、分类保存，如：小组编号\章节\活动\文件等。1.创设情境，引入新课通过“人机比拼谁更强”的讨论引入本节的主题——人工智能，人工智能的发展涉及的领域越来越多，应用也越来越广，在很多领域发挥着重要作用。让学生讨论什么是人工智能及生活中人工智能的应用，引入新课。通过“实践活动1”，让学生对人工智能及其应用有一个初步的体验。2.学习人工智能的含义、发展等相关知识让学生自主阅读教材，通过“思考与探索”，结合生活实际，说说什么是人工智能，身边有哪些人工智能的应用。之后，教师再根据学生所说内容进行适当补充，并给出科学的人工智能的释义，还可以延伸讲解人工智能的发展（“三起两落”的原因），加深学生对于人工智能的理解，让学生了解近些年中国在人工智能方面的发展。3.学习人工智能应用的相关知识教师可根据教材内容，将人工智能的发展提升至国家层面，让学生了解未来社会发展人工智能的重要性。可组织学生讨论人工智能应用的不同方面，教师给出领域，师生一同讨论。对于学生不太了解的方面，可以指导学生自主阅读教材，学习新知。通过“实践活动2”，扩展学生对于人工智能的理解，让学生尝试使用移动数字终端的智能助手（语音助手），了解人工智能不只有“硬件”的智能，还有“软件”的智能。4.引领学生探讨人工智能的未来发展人工智能的发展非常迅速，但是能针对不同领域、不同类型的问题进行判断和决策的通用型人工智能还需要进一步研究，也是其未来发展的一个方向。另外，要帮助学生树立正确的价值观，即发展人工智能的最终目标不是要用它替代人类智能，而是通过人工智能增强人类智能，是让其为我们服务。通过“思考与探索”，引发学生对于未来人工智能发展的畅想。5.让学生体验人工智能的典型应用通过“实践活动3”，让学生通过AI开放平台体验人脸识别（如人脸对比、人脸搜索、人脸检测等），感受其功能的强大。6.课堂总结，巩固知识教师可先让学生分享本节的学习收获，然后再进行适当补充、归纳，完成本节小结，让学生养成知识积累和分享成果的习惯。四、实践活动指导1.实践活动1请登录“九歌——人工智能诗歌写作系统”，看看该系统能进行什么样的创作，试着用自己的姓名作一首藏头诗吧。解析：登录“九歌——人工智能诗歌写作系统”，可以看到网页上有“绝句”“风格绝句”“藏头诗”“律诗”“集句诗”“词”等标签，用户只需要选择某一标签，再输入关键词，点击“生成诗歌”，稍等片刻，即可得到一首诗或词。若对所作诗歌不满意，可以再次点击“生成诗歌”，得到另一首诗歌。如选择“藏头诗”，输入“信息技术”，默认五言藏头，点击“生成诗歌”，可随机得到诗歌：信不穷吾道息为养此身技中无一事术内有千人2.实践活动2如何开启移动数字终端智能助手？尝试与小助手聊天，了解小助手可以做哪些事情。解析：现在的移动数字终端中都有智能助手，如语音助手。以华为手机为例（不同系统设置稍有不同）：打开“设置”—“智慧助手”—“快捷启动及手势”—“智慧语音”—电源键唤醒。设置好后，长按电源键3秒即可唤醒语音助手，说出想要做的事即可，如“请给某某某发一条微信”。3.实践活动3人脸识别是人工智能的典型应用，一般包括采集与检测、图像预处理、特征提取、匹配与识别四部分。尝试从网上找到可进行人脸识别的AI开放平台，如图1-1-4所示，体验人脸对比、人脸搜索、人脸检测等。思考：人工智能是如何实现人脸识别的？解析：互联网上有开放的AI平台，教师可以引导学生打开此类网站，如打开“百度AI开放平台”。在该平台的“开放能力”中，有语音技术、图像技术、文字识别、人脸与人体识别等。在“人脸与人体识别”—“人脸对比”—“功能演示”中，可对提交的两张照片（URL上传或本地上传）免费体验对比它们的相似度。五、思考与探索参考答案1.思考与探索1想一想自己在生活中接触过的人工智能应用实例，说一说自己理解的人工智能是怎样的。解析：生活中人工智能应用的实例有很多，比如：火车站入口处的人脸识别系统、家中的智能扫地机器人、手机里面的“形色”识别APP、大街上十字路口的智能交通指示灯等。学生能说出一些人工智能的应用，但容易将计算机的应用与人工智能的应用混在一起，这时，教师应告诉学生这两个概念的区别：人工智能的应用一定是计算机的应用；但有的计算机的应用不一定是人工智能的应用，如遥控玩具汽车、电子表格的自动求和等，就不是人工智能的应用。人工智能的应用必须是根据采集到的数据能自行进行某种操作。2.思考与探索2我国人工智能发展迅速，查找资料，了解我国人工智能在理论、技术和应用方面的发展情况，与世界相比我国的总体水平如何。解析：现在人工智能在主要经济体中，已上升为国家战略，其在理论、技术和应用方面的发展十分迅速。教材的滞后性，决定其在编写时的描述不可能反映编写后的实际状况。为了使学生学习的知识不与现实脱节，特地设置这一问题，让学生思考与探索。该“思考与探索”为开放性题目。教师可以引导学生上网查找相关资料，最后得出自己的观点，最好能说出我们国家在哪些方面领先，在哪些方面还需继续努力。3.思考与探索3畅谈一下：人工智能未来会如何发展。解析:该“思考与探索”为开放性题目，教师可以引导学生从人工智能的发展领域、人工智能的类型（通用型、功能型）、人工智能的行业发展规范等方面进行思考，展开讨论。教师要帮助学生分析：人工智能为什么要发展，现在的人工智能还有哪些不足，哪些方面需要提升？教师要注意帮助学生树立正确的价值观，认清人工智能的最终目标是增强和辅助人类智能，而不是替代人类智能。六、教师知识延伸1.人工智能的提出1956年，在一次人工智能研究会议上，约翰·麦卡锡、马文·明斯基、纳撒尼尔·罗切斯特和克劳德·香农，以及其他6位科学家，为这个致力于通过机器来模拟人类智能的新领域定义为“人工智能”，从而正式宣告人工智能作为一门学科的诞生。在这次会议之后，人工智能开始了“第一春”。图1.1.11956年达特茅斯会议科学家合影1.1.22006年达特茅斯会议部分科学家合影2.人工智能的发展表1.1.1人工智能的发展