《用智能工具處理信息》教學(xué)設(shè)計(jì)

蘇君

教材分析

《用智能工具處理信息》是廣教版教材《信息技術(shù)基礎(chǔ)(必修)》第四章第二節(jié)，編者特意選擇了幾個(gè)探究活動(dòng)（手寫輸入、光學(xué)識(shí)別、自然語言處理、雙向翻譯等）。學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，重在引導(dǎo)學(xué)生探究思考、合作交流、解決問題的能力。

學(xué)情分析

高中生大多數(shù)已有使用常用工具軟件以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于信息智能處理工具軟件，個(gè)別學(xué)生已經(jīng)具有了一定的使用經(jīng)驗(yàn)，如語音撥號(hào)、智能手機(jī)手寫輸入等。教師在教學(xué)中要著重引導(dǎo)學(xué)生探究思考、合作交流。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：理解智能工具處理信息的基本過程；了解智能工具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

過程與方法目標(biāo)：通過對(duì)智能工具處理信息的探究，培養(yǎng)學(xué)生合理利用智能工具的能力；通過對(duì)智能工具處理信息過程的探索，讓學(xué)生理解其處理信息的原理和過程，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、合作交流、解決問題的能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：感受信息智能處理的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探索人工智能知識(shí)的熱情和愿望，為學(xué)生今后選修“人工智能”打下基礎(chǔ)。

教學(xué)資源

多媒體教學(xué)軟件、投影儀、光學(xué)識(shí)別軟件等。

教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣（3分鐘）

師：細(xì)心的同學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家利用機(jī)器模擬人的思維，使得日常生活中的相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)已愈發(fā)智能化、人性化，而Google便是其中的佼佼者。

學(xué)生思考所了解的Google有哪些技術(shù)或產(chǎn)品。教師播放Google最新研制的自動(dòng)駕馭汽車視頻短片，激發(fā)學(xué)生興趣。

設(shè)計(jì)意圖：以別樣的Google激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.教師導(dǎo)學(xué)，自主探究（30分鐘）

（1）手寫輸入

師： Google的Android智能手機(jī)系統(tǒng)具有手寫輸入功能，作為信息處理工具的計(jì)算機(jī)又是否有該功能呢？

教師現(xiàn)場演示，舉四個(gè)漢字“火”、“炎”、“焱”、“(yì)”(提示學(xué)生是否認(rèn)識(shí)后兩個(gè)字，簡要說明字庫的用途)。

學(xué)生探討生活中什么場合需要這種技術(shù)。

設(shè)計(jì)意圖：通過Google相關(guān)產(chǎn)品巧妙引入計(jì)算機(jī)中自帶的手寫輸入功能，并引導(dǎo)學(xué)生合理使用。

（2）速錄比賽

教師引導(dǎo)學(xué)生兩兩為一小組PK（鍵盤錄入、微軟手寫錄入教材P86的內(nèi)容）。教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P84所提供的工具，哪種方式能符合我們的應(yīng)用？

學(xué)生帶著如下問題，根據(jù)教師所提供的OCR軟件及圖片體驗(yàn)其識(shí)別過程：①OCR識(shí)別字符有缺陷嗎？②影響文字識(shí)別準(zhǔn)確率的因素有哪些？③你覺得利用它處理信息有什么好處呢？

學(xué)生互動(dòng)交流上述問題。

板書：光學(xué)識(shí)別。

設(shè)計(jì)意圖：通過本環(huán)節(jié)讓學(xué)生明確針對(duì)實(shí)際應(yīng)用場合選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ撸龑?dǎo)學(xué)生帶著問題去探究，使學(xué)生的活動(dòng)更明確，同時(shí)為解決模式識(shí)別原理打下伏筆。

（3）聯(lián)系生活，掌握原理

教師引導(dǎo)學(xué)生通過游戲理解智能工具處理信息的過程與原理。

游戲環(huán)節(jié)1：同桌兩兩為一小組，相向而坐互動(dòng)游戲。

游戲環(huán)節(jié)2：互動(dòng)學(xué)生到教室中央，相對(duì)而立進(jìn)行互動(dòng)游戲（大屏幕顯示相關(guān)事物）。

學(xué)生闡述在該游戲過程中是如何猜出相關(guān)事物的。注意特征的提取、大腦中有相關(guān)事物的信息(模式識(shí)別的過程)。

師：像我們這個(gè)游戲的過程一樣，科研人員將這樣的識(shí)別過程用機(jī)器來模擬實(shí)現(xiàn)，開發(fā)出OCR(光學(xué)識(shí)別軟件)。

教師引導(dǎo)學(xué)生注意OCR的識(shí)別率還與其大腦中的“特征庫”有關(guān)。

師：通過前期預(yù)處理→提取相關(guān)特征→與已有信息進(jìn)行比較→識(shí)別，即為模式識(shí)別。請(qǐng)同學(xué)們翻開書，將P86第5自然段相關(guān)內(nèi)容勾畫出來。

師：既然我們能利用智能工具識(shí)別出文字，大家都知道，文字是語言的物化形式，那么有沒有什么智能工具能懂得人類的語言呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過“你比劃我來猜”游戲引導(dǎo)學(xué)生參與思考和交流，幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)的內(nèi)容有更透徹的理解和深刻的記憶，便于學(xué)生對(duì)模式識(shí)別過程的理解。

（4）結(jié)識(shí)新朋友

教師引導(dǎo)學(xué)生帶著問題與機(jī)器人Alice進(jìn)行交流。大屏幕顯示如下問題：Alice能懂你說的話嗎？在與其交流過程中最大的障礙是什么，如何解決呢？

學(xué)生與機(jī)器人Alice進(jìn)行交流。教師引導(dǎo)學(xué)生解決交流的最大障礙——語言,并引導(dǎo)學(xué)生從教材P84中找出適合的智能工具解決，可借助翻譯。教師引導(dǎo)學(xué)生注意21世紀(jì)伴隨我們終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的伙伴并非老師，也不是父母，而是字典、圖書館、網(wǎng)絡(luò)這三“劍客”。引導(dǎo)學(xué)生合理正確地使用網(wǎng)絡(luò)搜索引擎，利用在線翻譯解決語言障礙的問題。

生：借助在線翻譯工具進(jìn)一步與機(jī)器人Alice進(jìn)行交流。參照模式識(shí)別的原理，簡要說明自然語言理解的過程。

師:機(jī)器翻譯是自然語言理解(計(jì)算機(jī)理解和生成自然語言)的研究領(lǐng)域，它與模式識(shí)別一樣屬于人工智能的兩個(gè)重要研究領(lǐng)域。呈現(xiàn)機(jī)器翻譯的工作流程（提醒學(xué)生將教材P86第6自然段相關(guān)內(nèi)容勾畫出來）(強(qiáng)調(diào)模式識(shí)別與自然語言理解均需要“庫”，“庫”越豐富，其相應(yīng)功能越強(qiáng)大)。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生帶著問題去探究機(jī)器人Alice；幫助學(xué)生針對(duì)實(shí)際應(yīng)用(語言障礙)合理利用工具解決，培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)和發(fā)展的能力。

3.知識(shí)總結(jié)（2分鐘）

通過上述活動(dòng)，教師引導(dǎo)學(xué)生注意模式識(shí)別、自然語言理解均有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是——特征庫。教師總結(jié)智能工具在處理信息時(shí)與一般工具的區(qū)別，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ呓鉀Q問題。

板書：

設(shè)計(jì)意圖：知識(shí)建構(gòu)；形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)；激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)探索人工智能知識(shí)的熱情和愿望。

4.拓展延伸（5分鐘）

教師利用系統(tǒng)的朗讀功能布置本節(jié)課的任務(wù)。教師引導(dǎo)學(xué)生查詢“步態(tài)識(shí)別”技術(shù)相關(guān)信息，激發(fā)學(xué)生關(guān)注人工智能相關(guān)動(dòng)態(tài)和探求欲望。學(xué)生完成相應(yīng)任務(wù)。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活，激發(fā)學(xué)生探索和求知的熱情。