《用智能工具处理信息》教学设计

苏君

教材分析

《用智能工具处理信息》是广教版教材《信息技术基础(必修)》第四章第二节，编者特意选择了几个探究活动（手写输入、光学识别、自然语言处理、双向翻译等）。学习本节内容，重在引导学生探究思考、合作交流、解决问题的能力。

学情分析

高中生大多数已有使用常用工具软件以及网络应用的经验，对于信息智能处理工具软件，个别学生已经具有了一定的使用经验，如语音拨号、智能手机手写输入等。教师在教学中要着重引导学生探究思考、合作交流。

教学目标

知识与技能目标：理解智能工具处理信息的基本过程；了解智能工具实际应用价值。

过程与方法目标：通过对智能工具处理信息的探究，培养学生合理利用智能工具的能力；通过对智能工具处理信息过程的探索，让学生理解其处理信息的原理和过程，培养学生自主探索、合作交流、解决问题的能力。

情感态度与价值观目标：感受信息智能处理的魅力，激发学生学习探索人工智能知识的热情和愿望，为学生今后选修“人工智能”打下基础。

教学资源

多媒体教学软件、投影仪、光学识别软件等。

教学过程

1.创设情境，激发兴趣（3分钟）

师：细心的同学会发现，科学家利用机器模拟人的思维，使得日常生活中的相关产品和技术已愈发智能化、人性化，而Google便是其中的佼佼者。

学生思考所了解的Google有哪些技术或产品。教师播放Google最新研制的自动驾驭汽车视频短片，激发学生兴趣。

设计意图：以别样的Google激发学生学习兴趣。

2.教师导学，自主探究（30分钟）

（1）手写输入

师： Google的Android智能手机系统具有手写输入功能，作为信息处理工具的计算机又是否有该功能呢？

教师现场演示，举四个汉字“火”、“炎”、“焱”、“(yì)”(提示学生是否认识后两个字，简要说明字库的用途)。

学生探讨生活中什么场合需要这种技术。

设计意图：通过Google相关产品巧妙引入计算机中自带的手写输入功能，并引导学生合理使用。

（2）速录比赛

教师引导学生两两为一小组PK（键盘录入、微软手写录入教材P86的内容）。教师引导学生阅读课本P84所提供的工具，哪种方式能符合我们的应用？

学生带着如下问题，根据教师所提供的OCR软件及图片体验其识别过程：①OCR识别字符有缺陷吗？②影响文字识别准确率的因素有哪些？③你觉得利用它处理信息有什么好处呢？

学生互动交流上述问题。

板书：光学识别。

设计意图：通过本环节让学生明确针对实际应用场合选择恰当的工具，引导学生带着问题去探究，使学生的活动更明确，同时为解决模式识别原理打下伏笔。

（3）联系生活，掌握原理

教师引导学生通过游戏理解智能工具处理信息的过程与原理。

游戏环节1：同桌两两为一小组，相向而坐互动游戏。

游戏环节2：互动学生到教室中央，相对而立进行互动游戏（大屏幕显示相关事物）。

学生阐述在该游戏过程中是如何猜出相关事物的。注意特征的提取、大脑中有相关事物的信息(模式识别的过程)。

师：像我们这个游戏的过程一样，科研人员将这样的识别过程用机器来模拟实现，开发出OCR(光学识别软件)。

教师引导学生注意OCR的识别率还与其大脑中的“特征库”有关。

师：通过前期预处理→提取相关特征→与已有信息进行比较→识别，即为模式识别。请同学们翻开书，将P86第5自然段相关内容勾画出来。

师：既然我们能利用智能工具识别出文字，大家都知道，文字是语言的物化形式，那么有没有什么智能工具能懂得人类的语言呢？

设计意图：通过“你比划我来猜”游戏引导学生参与思考和交流，帮助学生对所学的内容有更透彻的理解和深刻的记忆，便于学生对模式识别过程的理解。

（4）结识新朋友

教师引导学生带着问题与机器人Alice进行交流。大屏幕显示如下问题：Alice能懂你说的话吗？在与其交流过程中最大的障碍是什么，如何解决呢？

学生与机器人Alice进行交流。教师引导学生解决交流的最大障碍——语言,并引导学生从教材P84中找出适合的智能工具解决，可借助翻译。教师引导学生注意21世纪伴随我们终身学习和发展的伙伴并非老师，也不是父母，而是字典、图书馆、网络这三“剑客”。引导学生合理正确地使用网络搜索引擎，利用在线翻译解决语言障碍的问题。

生：借助在线翻译工具进一步与机器人Alice进行交流。参照模式识别的原理，简要说明自然语言理解的过程。

师:机器翻译是自然语言理解(计算机理解和生成自然语言)的研究领域，它与模式识别一样属于人工智能的两个重要研究领域。呈现机器翻译的工作流程（提醒学生将教材P86第6自然段相关内容勾画出来）(强调模式识别与自然语言理解均需要“库”，“库”越丰富，其相应功能越强大)。

设计意图：引导学生带着问题去探究机器人Alice；帮助学生针对实际应用(语言障碍)合理利用工具解决，培养学生终身学习和发展的能力。

3.知识总结（2分钟）

通过上述活动，教师引导学生注意模式识别、自然语言理解均有一个共同点，那就是——特征库。教师总结智能工具在处理信息时与一般工具的区别，并根据实际应用需要选择恰当的工具解决问题。

板书：

设计意图：知识建构；形成统一认识；激发学生学习探索人工智能知识的热情和愿望。

4.拓展延伸（5分钟）

教师利用系统的朗读功能布置本节课的任务。教师引导学生查询“步态识别”技术相关信息，激发学生关注人工智能相关动态和探求欲望。学生完成相应任务。

设计意图：引导学生关注生活，激发学生探索和求知的热情。