探秘人工智能(共6页)

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1、精选优质文档-倾情为你奉上5.2 探秘人工智能从人机对战开篇，介绍启发式搜索及人工智能基础知识，从揭示AlphaGo核心算法入手，展示人工智能领域的软硬件关键技术。遵循AI学科的主流观点和体系，突出当前成就；内容上强调与信息技术学科核心概念与核心素养直接关联，并尽可能采用直观的方法描述智能算法及其实现过程；通过实践性强、操作性强的实例，重在理解、体验人工智能应用；通过剖析典型案例阐述智能技术社会化应用的巨大价值以及随之带来的伦理、安全、法律等不同层面上的复杂问题。本项目主要包含“认识人工智能”和“揭秘智能算法”两个任务。任务一主要是了解人工智能的相关概念和应用领域；任务二主要是探究人工智能的相

2、关算法。本节目标为： 通过人工智能典型案例，了解人工智能技术的相关概念与应用领域； 通过人工智能实际应用实例，了解人工智能技术发展的新趋势，认识人工智能在信息社会中的重要作用。1. 教学重点:了解人工智能的应用领域与发展趋势。2. 教学难点:了解人工智能的相关算法。教师准备：打开微机，投影机，课件。学生准备：结合课本提前预习。教学过程教师活动学生活动设计意图导入5分钟学生阅读教材中的任务一。教师提出问题：在我们的生活和学习中，你见过哪些人工智能应用？然后以图片的形式展示人工智能的具体应用。学生阅读，思考，观看。引导学生了解人工智能的应用。任务一回顾人类与人工智能的几次对战，可以感受到人工智能技

3、术的飞速发展。请搜集相关信息，并完善表5.2.1。学生上网搜索人工智能的相关内容并填写表格。让学生了解人工智能的实际应用。讲授新知：启发式搜索盲目搜索教师讲授启发式搜索和盲目搜索的概念。启发式搜索：它在搜索过程中加入估价函数等启发信息，不断自动调整搜索方向，加速求解进程。 盲目搜索：按预定的控制策略进行搜索，而不考虑问题本身特性的搜索，称为盲目搜索。这种搜索一般适用于求解比较简单的问题。学生听讲。让学生理解新的概念。教师讲解八数码问题：在一个3*3的方棋盘上放上1，2，3，4，5，6，7，8八个数，每个数码占一格，且有一个空格，这些数码可以在棋盘上由初始局面向目标局面移动，其移动规则是：与空格

4、相邻的数码方格可以移入空格。学生认真听讲并思考。控制策略不同，解决方案移动的步数也不相同，引导学生对搜索策略的思考。任务二请同学们设计一份迷宫图，并表述自己的启发式搜索方案。从起点出发记录走1步能到的点、走2步能走的点、走3步能走的点从出口出发记录走1步能到的点、走2步能到的点、走3步能到的点当从起点出发的点集和从出口回退的点集有交集时，可行路径就找到了。合理即可学生思考并完成任务。让学生通过实际的任务进一步理解启发式搜索。讲授新知：人工智能请同学们阅读教材128-129页，并上网搜索相关内容，填写表格5.2.2。之后教师讲解：人工智能：利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人

5、的智能，感知环境，获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。弱人工智能：实现特定功能的专用智能设备，不能真正实现推理和解决问题。强人工智能：真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。学生阅读教材，上网查找相关内容，填表5.2.2。让学生进一步理解人工智能的具体应用。介绍“阿尔法围棋”的关键技术。“阿尔法围棋”的核心系统属于基于神经网络的深度学习,即模拟人脑神经网络,通过大量数据分析学习了三千万盘职业棋手的棋谱,再通过增强学习的方法自我博奕,寻找比基础棋谱更多的打点来击败对手。学生听讲。让学生理解AlpahGo战胜人的关键原理。介绍“机器学习”。给学生演示游戏“pla

6、ne.exe”,并将该游戏下发至学生机。机器学习是当前人工智能的核心技术之一，目的是使计算机能模拟或实现人类的学习行为，获取新的知识或技能，重新组织己有的知识结构，从而不断完善自身的性能。学生认真听讲，并操作老师下发的游戏。让学生理解“机器学习”的深刻内涵。同时给教学增加趣味性。讲授“神经网络”。它是目前人工智能领域的研究热点之一，是一种模拟动物神经网络行为特征，进行并行信息处理的算法模型。BP(back propagation)神经网络是目前应用最广泛的的算法，它是一种按照误差逆向传播算法训练的多层前馈神经网络，其结构可表示为：学生听讲。让学生理解神经网络结构中的“输入层，隐藏层，输出层”这

7、种结构。讲授“神经元芯片”。2016年 中科院发布了寒武纪神经元芯片。学生认真听讲，并上网搜索目前研发成功的神经元芯片，填写表格5.2.3。让学生了解神经元芯片的发展情况。讲授“智能传感器”。智能传感器是具有信息处理功能的传感器。它属于人工智能的神经末梢，用于感知外界环境，未来高敏度、高精度、高可靠性、微型化、集成化将是智能传感器的发展趋势。学生听讲。让学生了解智能传感器及其应用。课堂小结2 分钟老师带领着学生一起回顾本节课的知识。1. 了解人工智能技术的相关概念与应用领域。2. 了解人工智能技术的发展趋势。3. 认识人工智能在信息社会中的重要作用。再次巩固本堂课的知识，体现教学的完整性。以下

8、为教案中提到的相关内容：表5.2.1时间机器对战实录1996深蓝（Deep Blue）战胜国际象棋世界冠军加里 卡斯帕罗夫（Garry Kasparov）2011沃森（IBM Waston）在综艺节目危险边缘中战胜了最高奖金得主和连胜纪录保持者2016阿尔法围棋（AlphaGo）战胜世界围棋冠军李世石2017准星数学高考机器人（AI-MATHS）在单独的考场进行高考数学考试，考场内服务器切断外部网络连接，在公证机构和媒体的“监考”之下，仅凭自身的人工智能程序解题，通过打印机输出答案。高考机器人将在两个小时的考试时间内，同时作答多份试卷。2017Aidam智能教育机器人通过现场直播的方式与6名高

9、考状元同台PK，分别解答2017年高考数学试题，完成包括客观题和主观题在内的整张试卷，并按照评分标准得出最终成绩。2018状元（Champion）AI机器人挑战高考作文，并击败了数位作家。表5.2.2功能人工智能体现形式儿童及病人陪伴健康伴侣机器人、聊天机器人、家政机器人、智能家居搬家公司重体力劳动搬家机器人、物流机器人环境测试水下机器人、特种极限机器人、矿业机器人虚拟现实、增强现实、混合现实VR一体机自动驾驶自动驾驶汽车工业制作焊接机器人、喷涂机器人、加工机器人无人机救援无人直升机、无人飞艇智能终端智能手机、智能手表、智能手环表5.2.3公司名称神经元芯片的名称特点英特尔Loihi整个芯片上共有超过13 万个神经元和1.3 亿个突触连接，能够根据环境变化即时编程，进行“自学习”IBMTrueNorth可以实时模拟大脑处理信息的过程韩国纳沛斯半导体公司NM500训练和学习专心-专注-专业