信息的智能化加工 公开课教案

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一、教学目标

要求学生在使用部分智能信息处理工具软件后，体验其基本工作过程，客观地认识人工智能技术，了解其实际应用价值，培养正确的科学技术应用观。

二、教学内容

1．要求学生了解智能和人工智能的定义，能说出二者的区别与联系。

2．了解人工智能学科的诞生历史及其发展的必要性。

3．能够各种途径体验人工智能技术给人类带来的便利，认识到人工智能对人类学习、生活的影响。

4．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。

三、教学重点

智能和人工智能。

四、教学难点

1．智能和人工智能。

2．提升学生对人工智能的认识，并且发展他们的辩证思维。

课时数：1课时。

五、教学过程

1． 智能和人工智能。

（1）在历史发展的过程中，人类依靠自身的智慧，发明和创造了许多机器，使得人类从繁重的体力和脑力劳动中解放出来。

例：《列子·汤问》中记载，公元前 900多年前的西周时期，周穆王曾在路上遇到一个叫偃师的匠人。他献给周穆王一个“机器人”。该“机器人”能走路、唱歌、跳舞，致使周穆王误以为是个真人。

亚历山大时代的古希腊人发明了一种自动机，它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸气唱歌。

思考：为什么目前的计算机不具备人脑的高度智能？

答案：目前的计算机还不具备人脑的高度智能，缺乏自适应、自学习、自优化等能力，只能被动地按照人们事先设计好的程序进行工作。

（2）智能的概念。
　　 ①狭义：仅指人类智能，指人在认识和改造客观世界的活动中，由思维过程和脑力活动所体现出来的智慧和能力。

包含三个方面：

思维能力：记忆、联想、推理、计算、分析、比较、判断、决策、规划、学习、探索等。

感知能力：能够通过视觉、听觉、触觉等感知客观世界，获得各种信息。

行为能力：能够通过口、手、足等器官对外界的刺激做出反应，采取行动。

②广义：包括人类智能、人工智能和集成智能。

共性：a)智能的基本要素是“信息”；b)智能是普遍存在的，人、动物、机器都可能有智能；c)智能是多层的，可分为高层智能、中层智能、基层智能；d)智能是进化的； e)智能是相对的； f)智能是智能系统的整体功能。

实践题：

1．周穆王的“机器人”是智能的一个表现，这种智能属于广义智能的（），它是（）。

① A.人类智能 B.集成智能 C.人工智能 ②A.人 B.动物 C.机器

2．哑巴虽然不会说话，但他会用手势表达自己的想法，这是智能的（）方面。

A． 思维能力 B．感知能力 C．行为能力

3．福尔摩斯是一个侦探家，他破了许多案子，他运用了智能的（）方面。

A． 思维能力 B．感知能力 C．行为能力

（3）人工智能（AI）。

①概念：利用计算机来模拟或实现人类智能。②诞生时间：1956年，美国的一批来自数学、心理学、神经学、信息论和计算机科学等方面的专家学者，在达特莫斯大学召开了一次研讨会，正式提出了“人工智能”这一术语。③人工智能的实质是人造的智能，它主要是对人脑思维机理的模拟。④人工智能的研究方法：结构模拟、功能模拟和行为模拟。⑤人工智能是计算机科学的一个分支，是一门研究运用计算机模拟和延伸人脑功能的综合性学科；是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息学、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科；研究处于信息技术的前沿，它的研究、应用和发展在一定程序上决定着计算机技术的发展方向。

（4）为何需要人工智能？

①研究人工智能成了当前信息化社会的迫切需求。②智能化也是自动化发展的必然趋势。③研究人工智能也有助于探索人类自身的奥秘。

（5）人工智能的目标。

①近期目标：实现机器智能（部分地或者在一定程序上实现机器的智能）。②远期目标：制造智能机器（使计算机具有看、听、说、写等感知交互功能，具有联想、推理、理解、学习等高级思维能力，有分析问题、解决问题和发明创造的能力）。

实践题：

周穆王的“机器人”是人工智能的（）目标；“深蓝”大战在一定程度上实现了人工智能的（）目标。

A．远期 B．近期

2． 利用人工智能技术加工信息（人工智能技术应用）。
　　 （1）模式识别。

例：阿里巴巴对着山洞的门一念“芝麻开门”，山洞的门就打开了，再念“芝麻关门”，山洞的门又自动关上了。

科幻片《 X战警》中，“X教授”只要在实验室门口一站，实验室的门就会自动打开，并且发出声音欢迎教授的到来，而其他人则没法进去。

国内某些厂家生产的 PDA，给人们提供了一个微型书写板和笔，使得信息的输入更符合人们的自然习惯。

此类技术的目标是利用计算机来模拟人的各种识别能力，包括对文字、声音、图形、图像、人物和物体等进行自动识别。

①语音识别（如：Office语音识别工具、ViaVoice）。

工作原理：首先在计算机中存放所有字词的读音，建立一个样本数据库，然后通过话筒将用户说话的声音输入计算机；计算机将输入的声音和数据库中的所有声音样本逐一进行对照，找出最接近的声音样本，最终确定输入的声音是哪些字或词。

②指纹识别。

利用指纹来鉴定人的身份，可以克服证件、签字、照片、密码、钥匙、印鉴等容易假冒、丢失、遗忘、被盗的缺点。

如：浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，建立了 100多万人的指纹库，检索一个现场只需4分钟。

指纹识别结合生物扫描技术，可以识别指纹的平面图像特征，可以对指纹表皮下的毛细血管的分布特征以及手指的三维图像特征进行识别。

③联机手写输入。

PDA是一种袖珍型电子记事本，它提供一个小型书写板和一支电子笔，可以将约会时间、地点、通讯地址、电话号码以及一些重要的数据写入PDA。

比利时的科学家研制出一种能认识自己主人的“智能笔”，它可以向计算机输入文字，而且是一种可靠性极高的签字笔。

④光学字符识别（OCR技术）。

在邮件的自动分拣中，可以使用 OCR和光学条码识别、人工辅助识别等手段相结合来完成邮政编码的阅读。

实践题：

1．阿里巴巴的咒语在技术目标上是利用计算机模拟人的（）能力，科幻片《X战警》在技术目标上是利用计算机模拟人的（）能力，PDA在技术目标上是利用计算机模拟人的（）能力。

A．文字 B．声音 C．图形 D．图像 e.人物 F．物体

2．浙江省公安厅使用北大自动指纹识别系统，这是模式识别的（）。

A．指纹识别 B．语音识别 C．光学字符识别
　　 3．Handigit-Recog是一种（）软件，扫描仪是一种（）识别。

A． 语音识别 B．光学字符 C．手写识别

（2）机器翻译。

——利用计算机把一种自然语言转变成另一种自然语言的过程。

¤词典翻译类软件：提供一部方便的电子词典。

¤汉化翻译类软件：提供英文软件的汉化、网上在线翻译，操作系统的汉化以及全文翻译等功能。

¤专业翻译软件：为专业化的行业用户服务的。

如：金山快译、译星、万能对译。

（3）智能机器人。

工作原理：智能机器人可以根据感觉到的信息，进行独立识别、推理，并做出判断和决策，不用人的参与就可以完成一些复杂的工作。

（4）计算机博弈，如：国际象棋、中国象棋、围棋、五子棋、跳棋。

（5）智能代理技术（Agent）。

代表：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性。

实践题：

1．Office软件中有一个“大眼夹”，有时它翻跟头，表明它有（）特性；用户插入图片，它会提示信息，表明它有（）特性。

A．自主性 B．反应性 C．适应性 D．智能性 e.社会性 F．主动性

2．金山杀毒软件里有一只金毛狮子，它在（）的情况下发出警报提醒用户。

A．自我玩耍 B．睡大觉 C．发现可疑病毒 D．软件升级

车辆导航系统：采用了 GPS全球定位技术、GIS地理信息技术、GSM短信息、现代无线通讯技术。