2/8課題名稱人工智能基本知識與社會價值授課類型理實一體授課對象授課課時所授課程授課地點所授教材一、學情分析本課程授課對象為高職各專業大一學生，課程開設在大一第2學期，學生在知識儲備、學習特點和信息素養的情況如下：1.知識與技能儲備通過信息技術課程基礎模塊的學習,學生已經理解了新一代信息技術的基本概念，了解了新一代信息技術的技術特點、典型應用和技術融合，掌握了常用搜索引擎的搜索方法，能通過網頁、社交媒體等不同信息平臺進行信息檢索。2.學習特點授課對象都是零零后的學生，在學習方面表現出如下特點：（1）喜好電腦與互聯網的應用，線上操作所見即所得可以引發學習興趣；（2）喜歡情境設定，參與其中，厭煩平淡無奇的說教；（3）樂于接受可視化教學資源，反感靜態紙質學習材料；（4）偏愛顆粒化、模塊化的學習過程，排斥時間冗長的教學過程。3.信息素養學生通過信息技術課程的學習，具備了基礎的信息技術學科素養，但是在人工智能方面仍需進一步拓展、加強二、教學內容1.知識目標2.能力目標3.素養目標1.教學重點八、教學環節教學環節教學內容教學活動策略與意圖環節一單元導入(10分鐘)【問題導入】問題：你在學習、生活、娛樂中用到過那些人工智能？提示：手機上的人工智能、生活中用到的人工智能、電影中的人工智能等。【學習目標】了解人工智能的概念、基本特征和社會價值。了解人工智能的發展歷程，及其在互聯網及各傳統行業中的典型應用和發展趨勢。熟悉機器學習的基本原理、開發流程和開發步驟。了解人工智能涉及的核心技術及部分算法，能使用人工智能相關應用解決實際問題。熟悉人工智能技術應用的常用開發語言、開發框架、集成開發環境以及各種開發平臺，了解其特點和適用范圍。能辨析人工智能在社會應用中面臨的倫理、道德和法律問題。【知識圖譜】教師活動1.提出問題，展示一些人工智能應用圖片2.介紹本單元的學習目標學生活動2.談發生在身邊的人工智能3.思考記錄1.問題教學法：問題導入課程，激發學生對人工智能的好奇心與學習愿望。2.講授教學法：介紹人工智能概述、單元學習目標和單元知識圖譜，使學生了解單元教學內容的全貌教學環節教學內容教學活動策略與意圖環節二理解人工智能(15分鐘)1.什么是人工智能（1）定義：人工智能（英文縮寫為AI）是研究如何應用機器(主要是計算機)來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。（2）解釋：通過人工智能技術研究人類智能活動的規律，生產出一種能與人的智能相似的方式做出反應的智能機器。這種智能機器能夠通過機器視覺、機器聽覺、機器觸覺、人機交互等方式來認識周圍的環境和需要解決的問題，能夠像人一樣判斷、推理、學習、預測、證明，能夠根據要達到的目標進行決策或采取相應的行動。（3）簡單歸結：人工智能是使用機器模擬人類智能的技術（4）本質：人工智能是對人類思維信息過程的模擬，其主要目的是賦予機器特有的視聽說動及大腦抽象思維能力。2.實現思維模擬的兩個途徑（1）結構模擬（2）功能模擬3.機器智能同人類智能的區別（1）物質基礎方面（2）情感、道德、自主意識方面（3）任務的通用性方面（4）任務目標方面4.圖靈測試如果一個人和一臺機器作為測試對象并與測試者隔開，測試者只能通過類似終端的文本設備向測試對象隨意提問，然后根據測試對象給出的答案判別哪個是真人、哪個是機器。經過多輪問答后，如果機器能夠讓平均每個測試者做出超過30%的誤判，那么這臺機器就通過了測試，并被認為具有類似人類的智能。5.人工智能的分類（1）弱人工智能（2）強人工智能（3）超人工智能教師活動1.提問“什么是人工智能？”2.講解歷史上各種人工智能定義，啟發學生從不同角度思考問題如何判斷一臺機器是否具有智能？講解圖靈測試6.講授人工智能分類，著重強調目前人工智能的水平（弱人工智能），強人工智能的困難，超人工智能的科幻性學生活動明確學習任務2.3.積極思考，回答問題4.參與互動討論5.思考記錄1.講授教學法：多角度介紹人工智能概念，使學生加深對人工智能的理解2.討論法：通過機器智能同人類智能的區別的問題討論，促進學生對人工智能概念的理解。3.問題教學法：通過多個提問，引導學生逐步深入認識人工智能的本質教學環節教學內容教學活動策略與意圖環節三了解人工智能的基本特征(15分鐘)1.機器智能由人類設計并為人類服務智能機器是人設計出來的機器，其中的“智能”按照人設定的算法及其程序代碼在人發明的芯片等硬件載體中運行，為人類提供延伸人類能力的服務，實現對人類期望的一些智能行為的模擬2.機器智能本質上體現為計算，基礎是數據從本質上說，人工智能是運行于計算機上的程序代碼所表現出來的能力，程序代碼按照軟件算法通過對數據的采集、加工、處理、分析和挖掘，形成有價值的信息流和知識模型并根據給定的輸入做出判斷或預測，計算和數據使機器獲得了智能。3.機器智能具有感知環境、產生反應的能力人工智能具有借助傳感器等器件感知外界環境的能力，能夠像人一樣通過聽覺、視覺、觸覺等接收來自環境中的各種信息，能夠借助按鈕、鍵盤、鼠標、屏幕、手勢、體態、表情、力反饋、虛擬現實與增強現實等方式與人交互，能夠對外界的輸入產生文字、語音、表情、動作等必要的反應，從而影響到環境或人類。4.機器智能擁有學習和適應能力，可以演化迭代人工智能具有一定的隨環境、數據或任務變化而自適應調節參數或更新優化模型的能力，可以利用過去的數據和行為去學習其中蘊含的規律或判斷規則，以獲取新的知識或技能，并不斷提高自身的能力。案例：AlphaGo教師活動1.組織學生討論人工智能的基本特征（提示：人工智能與眾不同的地方）2.歸納討論結果并加以補充完善3.給出機器智能擁有學習和適應能力的案例學生活動。1.討論法：通過人工智能基本特征討論，促進學生對人工智能的進一步理解2.案例分析法：通過AlphaGo案例，進一步理解智能的學習和適應能力教學環節教學內容教學活動策略與意圖環節四了解人工智能的主要研究領域(25分鐘)1.機器學習機器學習就是專門研究計算機怎樣模擬或實現人類的學習行為的科學，其目的是讓機器能像人一樣具有學習的能力。深度學習強化學習2.知識工程以知識為處理對象，研究如何用機器實現知識的獲取、表示、推理和決策，其目標是構造出高效的知識處理系統。專家系統知識圖譜3.自然語言處理以語言為研究對象，通過建立可計算模型，幫助計算機理解、翻譯、生成人類語言，從而實現人與計算機之間用自然語言進行信息交流的目的。自然語言理解自然語言生成4.語音識別與合成語音識別就是讓機器通過識別和理解把語音信號轉變為相應文字的過程，它與自然語言理解技術相結合，能讓機器聽懂人的聲音。語音合成是讓機器通過規則和理解將任意的文本轉換成標準流暢的語音輸出，從而讓機器能夠像人一樣開口說話。5.計算機視覺計算機視覺是一門關于如何運用計算機來感知、加工和理解客觀世界中三維場景的學問。形象地說，就是給計算機安裝上眼睛（照相機）和大腦（算法），讓計算機具有“看懂”的智能。6.智能機器人將人工智能技術應用于機器人，使機器人具有感知、思考和行動能力。教師活動1.講授機器學習，介紹兩個重要的研究方向及AlphaGo案例2.講授知識工程，介紹專家系統和知識圖譜。案例：學生-課程知識圖譜3.講授自然語言處理，演示中英文翻譯4.講授語音識別與合成，演示語音轉換文本5.講授計算機視覺，演示計算機視覺處理結果6.講授智能機器人，演示機器人行走學生活動2.動手操作一些演示案例。3.思考記錄1.講授教學法：通過介紹人工智能的主要研究領域，使學生了解人工智能主要包含的內容及應用范圍，初步了解人工智能各學科之間的關系2.案例分析及演示：通過案例分析及演示人工智能各個研究領域的典型應用，使學生能夠初步辨識身邊的哪些產品使用了哪方面的人工智能技術教學環節教學內容教學活動策略與意圖環節五了解人工智能的社會價值(15分鐘)1.解放勞動生產力隨著人工智能在各行各業的普及應用，越來越多的工作崗位將被人工智能取代，人類擺脫了簡單、繁復的日常工作，能從事更輕松、更有意義的工作并獲得更多的休閑時光，現有勞動力將得到極大解放。2.提高醫療水平人工智能可以在許多方面顛覆性地提升人類戰勝疾病的能力。3.提升社會治理能力將人工智能運用于社會治理中，可以降低社會治理成本，提升治理效率，減少治理干擾，實現精準決策。4.改善生存條件人工智能技術可以改善人類生存條件，為人類提供安全環境。5.解決人類面臨的嚴重問題環境污染、能源危機等問題是人類面臨的巨大挑戰，關乎世界的發展和人類的命運，而人工智能技術能為解決人類面臨的這些嚴重問題提供顛覆性的解決方案。6.認識自然與社會規律人工智能正在逐步走入科研領域，幫助人類探索未知，認識自然與社會規律。7.優化生活品質人工智能可以改變人類的生活方式，優化生活品質。教師活動1.組織學生討論人工智能的社會價值2.給出人工智能的一些應用實例啟發引導學生3.將學生在討論中提出的一些應用實例歸納到某個方面的社會價值中4.總結討論結果并加以補充完善