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《用智能工具处理信息》教学设计
2011-06-17 15:48 汪五一  点击次数:1047

 

第四章第2  用智能工具处理信息

 

科目

信息技术

教学对象

高一年级

课时

1课时

设计者

汪五一

单位

交大附中

一、教材分析及设计思想

本课是粤教版《信息技术(必修)信息技术基础》第四章第二节《用智能工具处理信息》的内容。课标要求学生通过部分智能信息处理工具软件的使用,体验其工作过程,了解其实际应用价值,提高对信息智能处理内容的学习兴趣,从而为选修《人工智能初步》提供准备。所以在本课中,我用一课时时间,分别在模式识别、自然语言理解这两个领域,精心选择学生最感兴趣的实践活动,引导学生通过探究实践思考和理解智能工具的工作过程和原理,了解其应用价值。

二、学生分析

对于信息智能处理工具软件的使用,可能个别学生已经具有一定的经验,例如翻译软件等,但是学生更感兴趣的可能是计算机为什么可以做到这一点。高中生也具有很强烈的求知欲和探究欲,而且通过前一阶段的信息技术课的学习,高中学生已经掌握了一定的操作技能,具备根据任务需求,操作工具软件来处理信息的能力;所以在教学过程中选择学生感兴趣的两个实践活动,调动学生积极性和探索欲望,引导学生在实践中发现问题、解决问题、自主探究。

三、教学目标

【知识技能】

1、了解智能信息处理工具的工作过程。

2、了解智能信息处理工具的工作原理。

3、感受智能信息处理工具的实际应用价值。

【过程与方法】

通过实践掌握几种智能工具处理信息的方法,体会其处理信息的基本过程。

【情感态度与价值观】

通过感受人工智能的魅力,激发学生对人工智能学科的浓厚兴趣。通过对人工智能未来发展的展望,使学生看到人工智能广阔的发展前景,并对未来社会产生大胆假想,拓展学生的思维。

四、教学重点与难点

【教学重点】

通过实践探索了解智能工具软件的工作过程和工作原理,感受智能信息处理工具的实际价值。

【教学难点】

智能信息处理工具的工作过程和工作原理。

五、教学策略选择与设计

应用观摩教学法导课,通过让学生欣赏与模式识别的视频,引入本课主题,激发学生学习的兴趣,在轻松愉快的学习氛围中进入本课的学习。

在教学过程中,应用活动实践探究法,引导学生通过完成分别涉及人工智能的两个研究领域——模式识别和自然语言理解的两个实践活动,体验智能信息处理的过程。通过互动探究法,教师点拨,学生思考,探究交流,引导学生发现新知,了解智能工具处理信息的工作原理,以及人工智能技术的实际应用价值。在调动学生兴趣的基础上,引导学生在实践中探究问题,讨论问题,解决问题。

运用启发式教学方法进一步引导学生探讨更深层次的问题,鼓励学生大胆设想,启迪学生思维,充分调动学生学习的主动性,激发学生的责任感

 

 

六、教学过程

教学

过程

教师活动

学生活动

设计意图及资源准备

导课

通过一段有关机器人的科幻片,调动学生兴趣,引出本课课题。

学生听课

在轻松愉快的气氛中开展教学,用实例激发学生兴趣

学习任务导学与导读

简单扼要介绍智能工具的特点,以及智能研究的两大领域。介绍模式识别和自然语言理解的特点和处理信息的过程,并举例。

学生理解

了解学习内容,明确知识概念。

学习巩固

客观题练习(见附录1

每个学生完成20个小练习。

通过练习使学生进一步巩固有关人工智能与一般工具软件的区别,以及两大研究领域与其应用,为今后学业水平考试打好基础。

探索实践活动一

掌握人工智能两大领域特点

目前,人工智能研究领为模式识别和自然语言理解两大领域,请回答各领域的特点,以及下面所举的例子各自属于哪个领域,(1OCR光学字符识别、(2)在线翻译系统、(3)人机自然语言对话、(4)语音中文输入系统、(5)手写板输入中文。选择答案写在下面,只要写对应的数字即可。

模式识别:

自然语言理解:

阅读理解教材,回答问题。

为探究活动热身

探索实践活动二 :

OCR文本识别

◎启动“汉王OCR”软件,快速阅读软件帮助;

◎利用“汉王OCR”识别下面的三个已扫描文件(文件在4.2文件夹中),分析其识别率;(用高、低、中等表示)

1)平整文件:

2)褶皱文件:

3)报纸文件:

将报纸文件的识别内容复制到此位置:

◎就三次识别结果讨论分析其识别的简单原理;(参看教材与PPT

答:

◎从纸张的质量、扫描效果等方面分析识别率差异的原因。

答:

探索使用OCR进行文本识别,并结合阅读课本,归纳总结,并运用其解释实践结果,理解原理。

通过简单易行的实践活动,调动学生兴趣,感受模式识别技术的具体应用。并三种不同的图片文件,分析产生误差(识别率)的原因。通过对实践结果解释,更深层次地理解原理,提升学生的认知水平。

探索实践活动三 :

手写笔输入汉字

活动三:

启动文通慧视小灵鼠软件,快速阅读软件帮助;

请根据下表中的WORD文档,利用文通慧视小灵鼠的鼠标输入功能,输入汉字,体验模式识别智能工具的使用。

 

请在这里用“鼠标书写”输入教材P86第三自然段“智能处理工具……常常是不太确定的。”:

 

就鼠标输入结果讨论分析其识别的简单原理及存在误差的原因。

答:

 

探索使用手写中文识别汉字,并结合阅读课本,归纳总结,并运用其解释实践结果,更深层次地理解原理。

手写中文识别工具也是比较成熟的产品,通过学生的实际应用,进一步体验智能工具,特别是学生通过书写规范字和连笔字,小字与大字,以及标点符号和英文字母,看其识别率,并能分析出存在误差的原因。

探索实践活动四 :

智能在线翻译

在下面文本框中进行操作,将一段英文短文翻译成中心,然后将该中文内容再次翻译成英文;参考在线翻译网站:http://fanyi.cn.yahoo.com/         yahoo在线翻译)

 http://trans.godict.com/index.php godict在线翻译)

(参考短文:
1.     Listen to conversations about the activities 
and find out what students can do and what they cannot do.
分别使用在线翻译网站,将上面英文翻译成中文,再翻译成英文,
将再次翻译成英语的内容对应复制到下面:
yahoo在线翻译:
godict在线翻译:
2.通过对公共场所制定规章制度, 培养学生遵守公德、爱护公物
的美德.
分别使用在线翻译网站,将上面中文翻译成英文,再翻译成中文,
将再次翻译成中文的内容对应复制到下面:
yahoo在线翻译:
godict在线翻译:

考察机器翻译的准确性,讨论机器翻译的优缺点。说说哪个在线翻译网站翻译质量较高。

答:

学生通过在线翻译系统,体验语言的双向翻译,阅读教材,理解自然语言理解的原理和过程。

通过类比归纳,培养学生知识迁移和拓展的能力。原理归纳:人机对话主要采用的是:“自然语言理解”技术,自然语言理解主要是研究如何使计算机能够理解和生成自然语言技术。

基本过程:自然语言理解的过程可以分为三个层次:词法分析、句法分析和语义分析。当我们输入一段话,机器人首先要理解这段话的意思,然后根据并利用它所具有的知识,生成一段文字,给出回答。

判断机器翻译系统智能水平的高低,可以进行多次翻译后,看其与原文是否一致。由于语义分析处理是自然语言理解的一个难点,所以目前的机器翻译系统智能化水平均不是太高,还有待提高。

拓展探索实践活动五、六:

与机器人对话

以下两个活动为课外拓展活动:

活动五:

访问自然语言处理网站:

http://www-ai.ijs.si/eliza/eliza.html

(对话参考:
Eliza: Hello. I am ELIZA. How can I help you? 
You: I want some food. 
Eliza: Why do you want some food?
You: I am very hungry. 
Eliza: How long have you been very hungry? 
You: A long time. 
Eliza: Please go on.

进行多次尝试,验证机器人ELIZA的智能性。

活动六:

访问自然语言处理网站:

http://www.alicebot.org/claudio.html

与机器人对话,寻找其谈话的破绽。(另外看到机器人的眼睛可随鼠标转动)

课后学生上网体验

这两个是国外的智能网站,使学生在神秘的气氛中,感受自然语言理解技术应用的魅力和价值,激发学习兴趣。

学生活动过程指导及结束课程之总结

指导学生活动,并进行总结:

1、 对待任何一件人工智能产品,我们应该一分为二地看待问题,既要看到其自身存在的一些不足,也要正视它的实际应用价值的一面,不能因为其不足而抹杀掉其全部价值。

2、  模式识别和自然语言理解是人工智能的两大研究领域。除此之外,人工智能还广泛应用于机器证明、专家系统、自动程序设计、人工神经网络、智能代理等领域。通过一节课的时间,我们不可能掌握所有智能信息处理工具的使用方法,只是对人工智能领域做一个粗浅的涉猎,更多的内容,同学们可以在下学期选修《人工智能初步》模块进行更深层次的学习。

学生随时提问并解答问题,其后学生理解并记录总结

给学生以帮助,并总结本课内容及在课程中的地位,为选修课程做好铺垫。

 

 

七、板书设计

PPT课件:

附录1:每课练习

附录2:导学任务

智能工具进行信息处理学习任务

合作学习同学姓名:

完成学习后,将此文件另存为:机号,此作业文件用邮件发送,邮件地址teacher@192.168.0.1

 

活动一:

目前,人工智能研究领为模式识别和自然语言理解两大领域,请回答各领域的特点,以及下面所举的例子各自属于哪个领域,(1OCR光学字符识别、(2)在线翻译系统、(3)人机自然语言对话、(4)语音中文输入系统、(5)手写板输入中文。选择答案写在下面,只要写对应的数字即可。

模式识别:

自然语言理解:

活动二:

启动汉王OCR”软件,快速阅读软件帮助;

利用汉王OCR”识别下面的三个已扫描文件(文件在4.2文件夹中),分析其识别率;(用高、低、中等表示)

(1)       平整文件:

(2)       褶皱文件:

(3)       报纸文件:

将报纸文件的识别内容复制到此位置:

 

就三次识别结果讨论分析其识别的简单原理;(参看教材与PPT

答:

从纸张的质量、扫描效果等方面分析识别率差异的原因。

答:  

 

活动三:

启动文通慧视小灵鼠软件,快速阅读软件帮助;

请根据下表中的WORD文档,利用文通慧视小灵鼠的鼠标输入功能,输入汉字,体验模式识别智能工具的使用。

请在这里用“鼠标书写”输入教材P86第三自然段“智能处理工具……常常是不太确定的。”:

 

就鼠标输入结果讨论分析其识别的简单原理及存在误差的原因。

答:

 

 

活动四:

在下面文本框中进行操作,将一段英文短文翻译成中心,然后将该中文内容再次翻译成英文;参考在线翻译网站:http://fanyi.cn.yahoo.com/         yahoo在线翻译)

 http://trans.godict.com/index.php godict在线翻译)

(参考短文:
2.  Listen to conversations about the activities and find out what students can do and what 
they cannot do.
分别使用在线翻译网站,将上面英文翻译成中文,再翻译成英文,将再次翻译成英语的内容对应复制到下面:
yahoo在线翻译:
godict在线翻译:
2.通过对公共场所制定规章制度, 培养学生遵守公德、爱护公物的美德.
分别使用在线翻译网站,将上面中文翻译成英文,再翻译成中文,将再次翻译成中文的内容对应复制到下面:
yahoo在线翻译:
godict在线翻译:

考察机器翻译的准确性,讨论机器翻译的优缺点。说说哪个在线翻译网站翻译质量较高。

答:

 

 

以下两个活动为课外拓展活动:

活动五:

访问自然语言处理网站:

http://www-ai.ijs.si/eliza/eliza.html

(对话参考:
Eliza: Hello. I am ELIZA. How can I help you? 
You: I want some food. 
Eliza: Why do you want some food?
You: I am very hungry. 
Eliza: How long have you been very hungry? 
You: A long time. 
Eliza: Please go on.

进行多次尝试,验证机器人ELIZA的智能性。

 

 

 

活动六:

访问自然语言处理网站:

http://www.alicebot.org/claudio.html

与机器人对话,寻找其谈话的破绽。(另外看到机器人的眼睛可随鼠标转动)

 

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