《人工智能初步》模块的理解和再认识专题讲座袁志平.docx

1、人工智能初步模块的理解和再认识专题讲座袁志平高中信息技术系列讲座 人工智能初步模块在信息的获取、加工、存储、管理、发布与交流的信息处理过程中，使用的所有技术，统称为信息技术。图1信息技术 图2现代信息技术现代信息技术则是指以微电子技术为基础的感测技术、通信技术、计算机技术、控制技术的综合技术。如果没有特殊说明的情况下，人们所说的“信息技术”，通常是指“现代信息技术”。信息技术学科是一个独立的学科分支，又是其他所有学科发展的基础。一、课程模块2003年教育部颁发了全日制普通高中信息技术课程标准（以下称课标）。并将信息技术的课程分成六个部分，即：一个基础模块、五个选修模块。基础模块：信息技术基础选

2、修模块：算法与程序设计 多媒体技术应用 网络技术应用数据管理技术 人工智能初步图3 普通高中（信息/通用）技术课程标准 图4 教科书（配光盘）如今，各地区高中、初中和小学信息技术课程教材，是在融入了教育部课程标准的精神和理念之后，参照、参考信息技术基础算法与程序设计多媒体技术应用网络技术应用数据管理技术人工智能初步的“内容标准”而编写的。信息技术学科的课堂教学，也逐渐地形成了“以信息、信息处理为主线，以提升学生信息素养为最终目标”的教学模式。二、人工智能初步人工智能技术是处于现代科学技术的发展过程中，正在不断地延伸、拓展的边沿科学技术之一。人工智能初步模块是由于人工智能技术在求解策略和处理手段

3、上，具有独到之处，即：“将知识符号化、数据化后，输入到计算机等数码设备中，进行信息处理。”而设置的普通高中信息技术课程中的选修模块。整体目标了解人工智能的一些基本概念。初步学会使用人工智能语言，解决简单问题。掌握使用简易的专家系统外壳，开发简单的专家系统。体验人工智能技术的应用。认识到人工智能技术，对人类社会生产、生活和学习的影响。感受人工智能技术的魅力，增强对信息技术发展前景的向往，和对未来生活的追求。内容标准人工智能初步模块由三部分的组成：知识及其表达 推理与专家系统 人工智能语言与问题求解知识及其表达了解人工智能技术的基本概念、特点和发展。知道人工智能技术是随着社会需求、科学技术进步而发

4、展的。了解人工智能主要应用领域，体验人工智能的应用。掌握知识的概念；学会知识表达的基本方法。推理与专家系统 学会使用简单的产生式专家系统软件，感受用专家系统解决问题的基本过程。了解专家系统的基本结构。知道专家系统正向、反向推理的基本原理。掌握不精确推理的基本过程。了解专家系统解释机制的基本概念，以及在专家系统中的重要作用。了解专家系统外壳的概念。学会使用简易的专家系统外壳，开发简单的专家系统。信息技术的应用，经历了数值计算、数据处理、知识处理三个阶段。专家系统属于知识处理阶段。人工智能语言与问题求解 掌握人工智能语言的一些基本概念了解人工智能语言的主要特征。以及基本数据结构、程序结构。初步学会

5、使用人工智能语言设计程序，求解简单问题。了解状态空间的概念与方法。学会使用状态空间方法描述待求解的问题。了解用盲目搜索技术，进行状态空间搜索的基本过程。知道启发式搜索的基本思想，及其优越性。三、教学策略人工智能研究的主要目的就是让机器能够像人一样去解决问题。而求解问题的方法又是人工智能研究的核心。营造良好学习氛围要创建学习人工智能初步的物质条件环境。注意营造良好的人工智能初步模块学习氛围，良好的学习氛围是有效教学的前提。任课教师要负责营造学习人工智能初步的课堂信息文化环境。应在引导学生把握人工智能初步知识体系的基础上，适当放手，让学生通过自主探索掌握操作方法与应用技巧。在过程中认识和理解相关的

6、概念和基本方法，学生的心性，形成健康人格。要做好指导和调控，有计划地让每个学生初步学会知识的符号化；亲历与体验使用“专家系统外壳”，开发“专家系统”。初步学会使用人工智能语言设计程序，求解简单问题。感受搜索的基本思想。例如：北京市陈经纶中学帝景分校的范晶老师的“第三节 专家系统及其设计”的一节课。范晶老师通过设置的“设计简单的水果识别专家系统”活动，使学生在良好的课堂学习气氛下，激发出学生的好奇心，引起学生的学习兴趣。在“设计简单的水果识别专家系统”主题活动的过程中，感受到人工智能技术的丰富魅力，进而增强了对信息的分类、管理能力、逻辑思维能力及协作解决问题能力，并进一步增强学生对人工智能领域的

7、认识，以及对人工智能技术发展前景的向往，和对未来生活的追求。图5获奖留念 图6 全国优质课展评获奖参见附录：2015-02-05 52附 录范 晶初识专家系统北京市陈经纶中学帝景分校教学设计.doc例如：北京九中的潘立晶老师的“第四章 问题求解”的“第一节 用搜索解决问题”的一节课。学生在学习、生活中，接触过“走迷宫”“数字拼图”等问题。但是，对于“用搜索解决问题”方面的知识， 还从未接触过。潘立晶老师，设置并采用“重排九宫”的活动，贯穿教学过程的始终。鼓励学生在教学互动的过程中，积极思维、大胆想象、勇于创新。形成了良好的教学氛围。寓教于乐，激发了学习兴趣，使学生在游戏中，掌握了用“用搜索解决

8、问题”的思路和过程。通过举一反三的引申思考，为今后，解决生活中的类似问题，提供了启发和帮助。参见附录：2015-02-05 41潘立晶第四章 问题求解 第一节 用搜索解决问题北京市第九中学教学设计.doc教师设置情境，让学生自己发现问题（情景教学）。教师要站在学生的角度，与学生一起分析问题，提出解决问题的方案（师生共同学习、研究、探讨）。让学生亲身经历处理信息、开展交流、相互合作解决问题的过程（亲历、合作学习）。设置活动主题达成隐含目标不止在人工智能初步模块中，在所有的必修、选修的模块，以及所有学科中，任课教师都会的课堂教学中，设置一些相应的活动主题。活动主题通常是在一节课中，教师所设计的教学

9、活动任务主题。而隐含目标是指在课堂教学的教案、教学设计中，通常是不能写出来的目标。隐含目标所涉及的内容，就是“教书育人”中的“育人”问题。这些年，课堂教学中的育人问题，没有引起足够的重视。隐含目标的一些内容：例如：辩证唯物主义思想和唯物辩证法灌输；热爱中国共产党、热爱社会主义祖国、热爱中华民族；热爱中华民族的传统文化；团结友爱的集体主义精神；爱护野生动物、保护地球环境等。教师要根据教学内容，结合不同时期的不同内容，设计课堂教学中的活动主题。通过活动主题，来实现隐含目标。在人工智能初步模块教学中，如何利用活动主题，将隐含目标融入课堂教学之中呢？例如：北京九中的潘立晶老师的“第四章 问题求解”的“

10、第一节 用搜索解决问题”的一节课中，设置的“走迷宫”活动，很好地将中国的传统文化中的“八卦”，蕴含在无形之中。让学生在学习“搜索”走出迷宫的过程中，感受到中国传统的文化。例如：北京市苹果园中学李乘老师的人工智能的基本内容的教学中，就通过主题活动“射箭机器人”“人机对弈”“机器人解魔方”等小活动，让学生感受到现代科学技术的飞速发展，认识到学习科学技术的重要性。参见附录：2015-02-05 51附 录李 乘人工智能的基本内容北京市苹果园中学教学设计.doc例如：北京九中的潘立晶老师的“第四章 问题求解”的“第一节 用搜索解决问题”的一节课，设置的“走迷宫”“数字拼图”活动，植入了中国古文化和趣味

11、数学知识的内容，例如：北京市陈经纶中学帝景分校的范晶老师的“第三节 专家系统及其设计”的一节课中，设置鉴别“大熊猫”的专家系统主题活动，让学生在学习专家系统的同时，进一步地感受中国青藏高原的丰富动植物资源。教书育人是教师的天职，也是教师的基本使命和主要工作。教师面对的对象就是学生，教书是指教学生，育人是指培养学生。教师的基本准则是为人师表，要当学生为人处事的楷模。从这个角度来讲，教师与学生的关系是师生关系。师生关系是教师必须面对和需要审慎处理的主要人际关系。参见附录：2015-02-05 91附 录教书更重育人.doc四、模块评价人工智能初步等五个选修模块，通常不单独考试。而是采用与信息技术基

12、础模块，进行年度合格达标考试。各地区教委考试办公室、基础教育科、教研室等负责考试的部门，自不同的时期，会相应地发布各个学科的考试说明文件。指定教研室中的学科教研员等一些教学骨干教师来出笔试试题。在符合课程标准考试说明考试方案的要求，符合教科书教材内容标准的基础之上，结合信息技术学科各个学校的实施教学的情况，设计试题。笔试与上机信息技术学科的考试（学年末、结业考试）通常会有两种形式。一是书面的笔试。二是上机操作考试。信息技术笔试试题可以采用多种类型，例如：填空题、选择题、连线题、排序题、判断题、简答题等。设计不同类型的试题，有不同的出题方式、方法和标准要求。参见附录：2015-02-05 53附

13、录20102011年北京市石景山区普通高中信息技术信息技术基础人工智能初步笔试试题参考答案及要点.docx2015-02-05 54附录20102011年北京市石景山区普通高中信息技术人工智能初步上机试题.docx2015-02-05 55附录20102011年北京市石景山区普通高中信息技术人工智能初步上机试题答案.docx成绩统计与分析报告将笔试试题的成绩和上机考试成绩，再结合平时成绩进行综合统计，根据统计的结果，写出信息技术学科教学质量的分析报告。参见附录：2015-02-05 56附录普通高中信息技术信息技术基础笔试成绩统计表.doc五、模块的思考2007年9月，北京市普通高中信息技术进入课程改革，使用符合课程标准的教科书。在七年之多的教学、教研过程中，对于人工智能初步选修模块，有一个新的思考：如果能将人工智能初步选修模块，续接在算法与程序设计选修模块的后边，让人们认识到人工智能初步是算法与程序设计继续。这样，可以将两个模块，有机地结合在一起。