1、人工智能初步 （選修5）一、教材編寫思路1、本教材以課標為依據， 根據高中學生的認知發展規律和本學科的特點組織教材內容。用常見的人工智能的例子，引入人工智能的概念、基本特點和發展動態。學生通過觀摩或 實際操作，體驗人工智能在模式識別、專家系統、問題求解等方面的典型應用；初步掌握 知識的分類及知識表達的基本方法， 了解人工智能語言的相關概念， 學會使用Prolog語言 設計求解簡單問題；在學習計算機中表示知識的基本方法基礎上，感受用專家系統解決問 題的基本過程，了解專家系統的基本結構，并通過實例分析，掌握專家系統正向、反向推 理的基本原理；通過求解重排九宮問題，說明基本搜索和啟發式搜索方法，以井

2、字棋為例 說明求解博弈問題的策略；最后，介紹了人工智能的發展現狀和前景，增強學生對人工智 能發展前景的向往和對未來美好生活的追求。開發了一套具有自主版權的教學演示及實驗 系統，包括指紋識別演示系統、專家系統推理演示系統（供學生作植物分類實驗的專家系 統外殼）、搜索過程的演示程序供教學使用。2、為了解決人工智能內容抽象、較難理解的問題，本教材設計了觀摩、活動、討論交流、實踐、總結評價等學習過程，使學生從感性到理性、從具體到抽象，由淺入深地學習， 避免將概念原理簡單地直接灌輸給學生。同時，在學習活動設計上，靈活運用自主學習、 協作學習、網上學習、任務驅動學習等多種學習方式，促使學生學習方式的多元化

3、。3、本教材的案例與活動選自與學生生活比較貼近的內容，以激發學生的學習興趣；同時注意案例和學生活動對學習目標的覆蓋程度，引導學生從日常生活、學習的例子中體驗 人工智能的應用價值，學習人工智能的有關知識；此外，在學習活動設計中，注重對學生 情感態度價值觀的培養。4、在評價內容上，力求讓學生通過評價，不僅學會檢驗自己對知識技能的掌握程度，而且學會總結自己在過程與方法、情感態度價值觀等方面的收獲，加強學生的自學能力和思維能力。、教材特點1、貼近學生的生活和學習實際。本教材選取與學生的學習和生活密切相關的案例，例如：把指紋識別作為模式識別的 案例，把證明三角形全等的過程作為與/或圖知識表示的案例， 動

4、物識別系統作為專家系統 的演示案例，把重排九宮問題作為問題求解的案例等。2、注意技術與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的多重構建。教材通過列舉人工智能的典型應用，來激發學生的學習興趣；例如：第 定理證明的“吳氏方法”及張景中的“立體幾何-數學實驗室”，第4章介紹的機器證明中著名的王浩算法，第5章介紹的我國科學家開發的農業專家系統等例子，都體現了我國科 學家在人工智能領域所做出的卓越成就。3、學習內容注意適應性、選擇性、開放性。教材充分考慮了到高中學生的認知水平和學習能力，涉及到的知識都是最基本的，有 利于學生知識的遷移和獲取知識的能力提高。此外，教材還包含拓展欄目和選學內容，如 第4章第5節

5、“淺談機器證明”超越了本課程標準的要求，各學校可根據各自的條件選擇 教學。學生可以通過拓展欄目了解更多的知識，滿足自身發展的需要。另外，教材的評價 和練習采取開放式設計。4、教材引導學生親歷規劃、設計、制作、評價的過程。本教材注重培養學生的動手能力，使學生在學習和實踐中對人工智能這門學科產生一 個初步的認識，并增加學生繼續探索人工智能的興趣。如第 統”，就是要求學生在教師的指導下，收集有關植物資料，提取特征，然后構建一個植物 分類專家系統。5、倡導學習方式的多元化。本教材倡導多種學習方式， 尤其是自主、 協作、探究等學習方式。 如第4章第2節“基本搜索方法”中，采取任務驅動的方式，通過重排九宮

6、活動，在活動中學習搜索技術；再 如第2章第1節“知識”中，通過協作式學習方式，交流對“知識”的理解。教材體現了信息技術與其他學科課程的整合，涉及到數學、生物等方面的內容。教材中包含不少的教學設計，如任務、操作、實踐、交流、探究等，這些都反映了現 代教學思想，教材中通過活動、任務、過程體現不同的教學要求。6、提供了豐富的教學資源1章介紹幾何3章的“構建植物分類專家系本教材圖文并茂，充分考慮了高中學生的知識和心理特點，從知識和技能的遷移出發, 創設學習、操作的環境。并提供了一些參考網站供學生查找資料，同時，配有教學光盤。本教材光盤中有“專家系統”、“指紋識別”、“搜索過程”文件夾，可供教學使用。三

7、、教材內容結構體系及課時安排2.知識2.1知識 一(3)掌握知識的概念。節對應課標內容課時1.1什么是人工智能一(1)能描述人工智能的概念與 基本特點。一(2)通過實際操作，體驗人工 智能的若干典型應用。11.2人工智能的基本內容一(1)能描述人工智能的概念與 基本特點。11.3人工智能的主要應用領域一(2)列舉人工智能的主要應用 領域，通過演示或實際操作，體驗人工 智能的若干典型應用，知道其發展現 狀。21人工智能的初探表示系統2.2框架表一（3）學會知識表達基本的基本方法。1示法2.3“ 與/一（3）學會知識表達基本的基本1或”圖表示法方法。2.4狀態空一（3）了解狀態空間的概念與方1間表

8、示法法，學會用該方法描述待求解的問題。2.5產生式一（3）學會知識表達基本的基本1規則表示法方法。三（1）了解一種人工智能語言的基本數據結構和程序結構，掌握相關概42.6P rolog念，知道人工智能語言的主要特征。語言三（2）初步學會使用該語言設計程序求解簡單問題，并能夠上機調試，執行相應的程序。2.7知識表一（3）學會知識表達基本的基本1示法分析方法。二（1）演示或使用簡單的產生式13.1認識專專家系統軟件，感受用專家系統解決問家系統題的基本過程；了解專家系統的基本結 構。3.2專家系二（1）感受用專家系統解決問題3統的知識獲取的基本過程。3.3專家系二（2）通過實例分析，知道專家2Pro

9、log語言3專家求解統的推理過程系統正向、反向推理的基本原理；會描述一種常見的不精確推理的基本過程。3.4專家系二（3） 了解專家系統解釋機制的1統的解釋功能基本概念及其在專家系統中重要作用。3.5專家系統的幵發二（4）了解專家系統外殼的概念；學會使用一個簡易的專家系統外殼， 并能使用它幵發簡單的專家系統。13.6綜合活二（4）了解專家系統外殼的概念；5動：植物分類專家學會使用一個簡易的專家系統外殼， 并系統的建造能使用它幵發簡單的專家系統。4.1重排九宮問題及其樹的表示三（4）通過簡單的博弈問題的分 析，了解盲目搜索技術進行狀態空間搜 索的基本過程，知道啟發式搜索的基本 思想及其優點。1三（4）通過簡單的博弈問題的分24.2基本搜析，了解盲目搜索技術進行狀態空間搜索方法索的基本過程，知道啟發式搜索的基本思想及其優點。三（4）通過簡單的博弈問題的分24.3啟發式析，了解盲目搜索技術進行狀態空間搜搜索索的基本過程，知道啟發式搜索的基本思想及其優點。4問題14.4求解博 三（4）通過簡單的博弈問題的分弈問題析，了解盲目搜索技術進行狀態空間搜 索的基本過程， 知道