[《用智能工具处理信息》教学设计]现代信息处理工具教学设计

　　● 教学目标 　　知识与技能目标:从操作过程中了解智能信息处理工具的基本工作过程;能使用相应的智能信息处理工具完成任务。 　　过程与方法目标:通过完成四个活动,让学生分组探究,自主学习。
　　情感态度与价值观目标:形成对信息技术发展前沿进行探索的强烈要求。
　　● 教学重、难点
　　重点:体验智能工具软件的工作过程,了解模式识别和自然语言理解的区别和联系,了解两者的工作过程与简单原理。
　　难点:理解模式识别和自然语言理解工作原理。
　　● 所用资源
　　课件、手写输入软件、尚书七号(OCR)文字识别软件、双向翻译网站、网络机器人网站。
　　● 教学过程
　　一.情境引入:能否让计算机像人一样工作
　　1.CCTV主持人糗事
　　CCTV主持人郭志坚播报“中国保护大熊猫中心正在圈养大熊猫”新闻,短短几秒之内连续几遍把“圈(juan)养”念成了“圈(quan)养”。事件一出,惹来众多网友的议论。
　　思考:能否让计算机像人一样工作?
　　2.全球虚拟主播横空出世
　　2000年5月19日,英国一家网站创造了全球第一个虚拟主播安娜,并且开始昼夜不停地报道国内外时事新闻。她拥有一头绿发、一双水汪汪的大眼睛,她的声音和表情根据所播报新闻的不同而变化。这神奇的效果曾一度引起网络“大塞车”,人工智能的神奇效应令人激动不已。
　　时至今日,信息的智能化处理已经渗透进我们生活的方方面面。这节课我们也来体验其应用,看看它们有怎样的功能,又是怎样实现的吧!
　　二.小组活动:体验应用,探究原理
　　1.活动介绍
　　(1)目的:体验应用,探究原理。
　　(2)过程和要求:小组可以从下列四个活动中选择一个或几个感兴趣的活动来体验,完成任务单的填写并推举小组代表演示活动过程且回答相关问题。
　　(3)活动资料(见桌面“学生用”文件夹)。活动清单说明.doc、各个活动文件夹:相应的活动内容、要求和所需要的软件安装程序或网站地址。
　　(4)活动列表(见下表)。
　　2.活动实践
　　学生选择自己感兴趣的活动进行实践体验,教师巡回指导,了解多数学生的实践情况。
　　3.活动实践展示与交流
　　小组代表到讲台演示自己的实践过程并回答相关问题。
　　
　　(1)活动一。
　　小组代表首先打开活动一文件夹,打开手写任务.doc,然后运行慧视小灵鼠(鼠标手写输入软件)完成安装,并选择手写输入工具图标,完成手写输入任务。
　　结合小组代表的操作演示,教师适时提出问题,小组代表做出相应回答。
　　师:导致识别率不高的原因有哪些?
　　生:书写的速度过慢,会把部分笔画对应的全部汉字识别显示;书写过于潦草,识别效果就会错误百出。
　　师:怎样书写汉字可以提高识别率?
　　生:用合适的速度书写;按照笔画顺序,规范书写。
　　师:你能推断一下该手写输入软件是怎样识别出手写内容的吗?我们不仅要会使用手写输入软件来进行手写输入,还要知道它是怎样完成任务的。下面我们一起来做一个互动小游戏。
　　互动游戏:两人一组,一人闭眼伸手,另一人在其手心写字,第一人猜字,然后互换角色进行。
　　思考:你是怎么猜出对方写在你手心的字的?经历了怎样的过程?你能据此推断手写输入软件是如何实现其功能的吗?
　　教师请学生回答,并加以补充总结。
　　剖析手写输入汉字的过程(如图1)。
　　师:老师上、下班签到、签退用的指纹机,大家都见过吧?指纹机是如何完成指纹识别的呢?
　　教师请学生回答,并加以补充总结。
　　指纹机工作原理揭秘(如图2)。
　　师:如果你去按学校指纹机,它会有何反应?
　　生:应该显示无法识别,说抱歉吧。
　　师:如果也想让它“认识”你,该怎么办呢?
　　生:就需要找指纹机管理人员采集我的指纹信息,添加到指纹库中。
　　师:有时,老师如果按指纹比较匆忙,偶尔指纹机会显示出其他老师的姓名,这说明什么问题?指纹机的识别率是100%的吗?
　　生:不是。
　　教师带领学生总结归纳手写输入、指纹机指纹识别具有以下共性:都是利用计算机对物体、图像、语音、字符等进行自动识别。其基本过程如图3。都要将得到的数据特征(笔画、指纹)跟“标准模式”比较,才能完成“识别”,所以它们都属于智能工具中的模式识别。
　　思考:结合模式识别的工作过程思考生活中还有哪些模式识别的应用。
　　生:语音输入、手机手写笔输入。
　　师:为了完成语音输入,“标准模式”中应该预存什么样的数据信息呢?
　　生:一些标准的普通话的发音数据。
　　师:很好。看来大家已经理解了模式识别的原理了。
　　师:超市商品的扫描、图书馆图书借阅的扫描等,都利用了条形码。它是不是也属于模式识别呢?
　　生:是的。
　　(2)活动二。
　　小组代表操作演示:打开任务二文件夹,安装光学字符识别软件(尚书七号OCR),通过“开始程序”菜单启动尚书七号OCR软件,分别打开1.bmp、2.bmp进行部分文字的识别。
　　师:为什么该软件在识别2.bmp时,出现的错别字、标点符号要比识别1.bmp时出现得多呢?
　　生:因为通过2.bmp可以看出,用扫描仪扫描相应的纸张是褶皱非常多的,而1.bmp对应的纸张则要光滑平整得多。
　　师:这给我们什么启示呢?
　　生:我们要得到比较高的识别质量,就要确保扫描纸张的平整光滑度要好。
　　
　　(3)活动三。
　　登录网站https://tran.省略,利用网上在线翻译功能,将英文Hello,nice to meet you!译成中文:你好,见到你很高兴!把译成的中文再译成英文:You are good, saw you are very happy.把得到的英文再翻译为中文:您是好,您是非常愉快的锯!
　　思考:将两次得到的中文信息、英文信息进行对照,为什么会如此大的不同?该网站是如何完成双向翻译的?
　　教师引导学生结合自己在英语课进行中英双向翻译的体验推测双向翻译软件的工作过程,补充得出:双向翻译软件如何工作的。
　　具体包括以下过程(如图4)。
　　(4)活动四。
　　生:五一去哪里旅游了啊?
　　小i:我很喜欢旅游的,你喜欢旅游吗?
　　生:喜欢啊。
　　小i:没有了城市的喧闹,工作的压力,天更蓝,水更绿,我也好喜欢旅游哦!特别是自助游,你喜欢吗?
　　生:是的。
　　小i:哦,我(我知道了)。
　　生:暑假去哪里玩?
　　小i:直到今天看到你说的话,小i才明白,原来人类说话也会让小i难以理解。我们换个小i擅长的话题吧,我很喜欢旅游的,你喜欢旅游吗?
　　生:喜欢啊。
　　小i:没有了城市的喧闹,工作的压力,天更蓝,水更绿,我也好喜欢旅游哦!特别是自助游,你喜欢吗?
　　师:通过与机器人小i的对话,你感觉如何啊?跟人与人之间的交流一样吗?
　　生:小i的回答很有意思。但是有些谈话,它的回答就跟问题相差甚远了,感觉有些机械。
　　师:你能解释一下网络机器人是如何实现跟你交流的吗?
　　学生回答。教师补充:当我们输入一段话,机器人首先要理解这段话的意思,然后根据它所具有的知识,生成一段文字,给出回答。
　　总结活动三、活动四得出: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的技术。其基本过程包括词法分析、句法分析和语义分析。
　　三.回顾总结:谈谈体验和感受
　　教师请学生谈这节课的体验和收获。
　　教师补充归纳本节课主要内容(如图5)。
　　
　　四.课后作业:看电影,畅想未来
　　观看几部有关人工智能的科幻影片,思考我们应该如何处理好人工智能技术与人类发展的关系。
　　● 总结反思
　　平时以精益求精的态度去严格要求自己。认真对待每一节课,有哪些成功的经验,有哪些不足之处,及时做好总结和反思。再学习、再改进、再实践、再总结,如此循环往复,我实现了“螺旋式”上升。
　　研究课标、研究教材、研究学生、关注社会、关注生活,以课标为依据,尊重学生的身心发展规律和认知特点,真正做到以学生为主体,以教师为主导,实现师生之间的生命对话,感受课堂的生动,享受共同成长的快乐。
　　实践探究、理论学习、总结反思,外树形象,内强素质,我才有了这次成功的体验。真的就像苏霍姆林斯基大师所言:这节课,我准备了十年!