資源簡介

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信息技術 第二課 人工智能的發展歷程
課題 人工智能的發展歷程 單元 第一單元 學科 信息技術 年級 九年級
教材分析 該教材旨在培養學生的信息技術素養，包括信息獲取、信息處理和信息應用等方面的知識和能力。內容涵蓋了數據的介紹以及大數據相關算法的介紹等方面，教材注重實踐操作，通過案例和實踐項目來鍛煉學生的實際操作能力。這有助于學生將所學的知識應用到實際情境中，并提升他們的問題解決能力，粵教版《信息技術》九年級教材內容全面，并結合實踐操作和案例分析，旨在培養學生的信息技術素養和實際應用能力，為他們建立堅實的信息技術基礎打下良好的基礎。
教學目標 1、信息意識：能夠理解人工智能在信息技術領域中的地位和作用，并了解其在社會變革中的重要性。2、計算思維：能夠運用計算思維來解決問題，理解人工智能系統背后的基本算法和邏輯。3、數字化學習與創新：能夠利用數字化工具和資源，深入了解人工智能的發展歷程和最新進展。4、信息社會責任：能夠評估人工智能技術對社會的影響，并提出相應的社會責任觀點和行動方案。
重點 一、人工智能的萌芽二、人工智能的三個發展階段
難點 1、人工智能的三個發展階段
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
新知導入 近年來，人工智能在科技領域的發展也是有目共睹，從無人駕駛汽車發展而引起的爭論，到AlphaGo戰勝了圍棋頂級高手等等，都使得人工智能吸引了足夠多的眼球。人工智能是如何一步步發展起來的？ 學生通過觀看視頻和互相討論，人工智能的發展歷史。 引導學生思考人工智能歷史，幫助學生融入課堂。
講授新課 03 人工智能的萌芽自古以來，人類就懷著一個美好的愿望一-從自然的束縛中解放自己，制造出可以代替人類承擔某些工作的智能體。在中國的古代，關于人工智能，有著各種各樣極富想象力的記載。 傳說，在遠古時期的逐鹿之戰中，黃帝為對付蚩尤的霧陣，請風后發明了指南車一-無論車怎樣前進、后退、轉彎，木人的手一直牢牢地指向南方。這可以算得上是機器人的雛形了。而《列子·湯問》中記載的“偃師獻技”更是將機器人的概念推到一個新的高度。這個用皮革、木頭、樹脂等材料制作的歌舞藝人，不僅外貌與真人無異，而且能歌善舞，這已經接近我們心目中對人工智能的印象。18世紀，人類發明了蒸汽機。隨后，蒸汽機車、蒸汽輪船等機器紛紛出現。到了19世紀，電器開始使用，電力成了補充和取代以蒸汽機為動力的新能源，電燈、電車、電影放映機等電器紛紛出現。1946 年，世界上第一臺通用電子計算機ENIAC誕生，這標志著新的機器時代的到來。人類在制造智能機器的路上高歌猛進。現在，人類有了更多的想象和向往，其中最典型的就是各種各樣的智能機器人，它們不但能夠幫助人類進行生產勞作，還可以幫助人類料理日常家務等。可以說，創造能夠擁有人類智能的機器，一直是人類不斷追求的夢想。小組討論新技術的發明離不開人類的夢想。請你閱讀“偃師獻技”的故事，與小組的同學展開討論，并把討論的結果記錄在表2-1中。04人工智能的三個發展階段“人工智能”在20世紀50年代被正式提出。在半個多世紀的發展歷程中，由于受到智能算法、計算速度、存儲能力等多方面因素的影響，人工智能的發展歷程經歷了多次繁榮期和低谷期，至今大致可分為三個發展階段，如圖2-4所示。1.第一階段(20世紀50年代至80年代) 這一階段人工智能剛誕生，基于抽象數學推理的可編程數字計算機已經出現。符號主義者認為人類的認知過程就是各種符號進行運算的過程，而計算機也應該基于各種符號進行運算。在這一階段，知識表示、知識推理、知識運用是人工智能的核心。盡管符號主義得到快速發展，但是由于很多事物不能進行形式化表達，建立的模型存在一定的局限性。此外，隨著計算任務的復雜性不斷加大，人工智能的發展一度遇到瓶頸。2.第二階段(20世紀80年代至90年代末) 在這一階段，專家系統得到快速發展，在數學建模方面有重大突破。專家系統是一個具有大量專門知識與經驗的程序系統。它應用人工智能技術和計算機技術，根據某領域的一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的復雜問題。但由于專家系統在知識獲取、推理能力等方面的不足，以及開發成本較高等因素，人工智能的發展又一次進入低谷期。合作探究2016年，“阿爾法圍棋” (AlphaGo)以4:1的總比分戰勝了圍棋世界冠軍、職業九段選手季世石。此次圍棋大賽引起了全球的廣泛關注，其結果震撼了世人，并直接開啟了人工智能的新紀元。請與同學一起搜索相關信息，了解智能弈棋機器人是如何下棋和如何進行學習的。3.第三階段(21世紀初至今)隨著大數據的積聚、理論算法的革新、計算能力的提升，人工智能能夠訓練出更加智能化的算法模型。人工智能的發展模式也從過去追求用計算機模擬人工智能，逐步轉向機器與人結合而成的增強型混合智能系統研究如何用機器、人、網絡結合成新的群智系統，以及用機器、人、網絡和物結合成更加復雜的智能系統。人工智能在很多應用領域取得了突破性進展，迎來了又一個繁榮時期。合作探究 在人工智能的發展歷史中，發生了許多具有劃時代意義的事件，影響了人工智能發展的方向，如1956年達特茅斯會議確定了人工智能的概念和發展目標等。以小組為單位，調查人工智能發展歷史上發生的重大事件,并闡明其意義。小組討論上網搜索一個人工智能的典型應用案例，然后與同學開展交流討論，填寫表2-2。 知識拓展---假如機器能思考，世界會怎樣？人腦為什么會思考 人腦的結構是怎樣的 能不能制造出具有人腦功能的機器 人類文明史告訴我們，許多新技術的發明，大部分都經歷了神話一科學幻想一新技術出現的過程。科學家們是如何使機器學會思考的 1.機器能思考嗎 科學家證明:可以用數學邏輯來理解神經活動，用特定的方法將電子線路連接起來，可以模仿神經活動。這拉開了人工大腦研發的序幕。如今，科學家們基于神經單元的數學模型，利用人工神經單元器件，進一步建立了人工神經網絡計算機，以模仿人的大腦智能，并已在圖形、文字聲音識別和推理等方面取得了許多應用成果2.什么是會思考的機器 人們一直希望制造出會思考的計算機然而，到底什么才是真正會思考的計算機呢 一臺運算速度為每秒一萬億次的計算機會思考嗎 戰勝圍棋世界冠軍的“阿爾法圍棋”會思考嗎 具有專家知識的專家系統會思考嗎 1950年，計算機科學理論創始人圖靈(A.Turing，1912-1954) 設計出一種測試方法，以檢驗機器是否會思考，我們稱它為“圖靈測試”。圖靈測試的設計思想如圖2-5所示，它由有智能的被測試者A、測試的機器B和測試者C三部分組成，它們被彼此隔離。首先由測試者C提出有關智能測試的測試題，讓被測試者A與機器B分別回答;然后，由測試者C比較被測試者A和機器B的回答，分辨哪個才是人類的回答，以判定機器的思考能力，即其達到的智能水平。反思評價學而不思則罔，思而不學則殆。對自己在本課中的學習進行評價，對照表2-3，在相應的O里畫“ √”，在“其他收獲”欄里留言。 05知識拓展 1、人工智能起源介紹視頻。2、人工智能發展歷程的視頻。3、人工智能在生活中對我們有哪些幫助4、人工智能的發展方向有哪些 學生之間互相討論人工智能在初期的發展情況 學生通過觀看課件和聽老師講解，了解人工智能的三個階段。 學生互相討論人工智能歷史上發生的重大事件和意義。學生小組討論根據人工智能案例完成表格。 學生通過互相提問以及向老師咨詢回答機器是如何學會思考的。學生通過觀看視頻和自我思考人工智能的發展經歷了哪些曲折 幫助學生積極融入課堂，提高學生學習積極性。幫助學生了解人工智能的起源、發展過程。幫助學生養成團隊協作思考能力。幫助學生進一步理解人工智能的應用場景。幫助學生思考機器是如何學會思考的，進一步加強學生對于課堂的融入感。 讓學生通過視頻思考，進一步加深對課堂所學內容的理解。
布置作業 1、上網了解什么是人工智能起源2、上網了解人工智能對我們生活的幫助3、上網了解人工智能發展方向 完成作業 培養學生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結 在人工智能的發展歷程課程中，我們首先深入了解了人工智能的定義和概念，人工智能并非僅僅是機器人或者科幻電影中的形象，它更多地體現在各種智能系統中。接著，我們討論了人工智能的發展歷程，特別是人工智能領域的重要里程碑。這標志著人工智能技術已經成為現實，而非遙不可及的夢想。我們還思考了人工智能的未來，并探討了它可能帶來的影響。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、人工智能的萌芽二、人工智能的三個發展階段 學習、記憶、勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
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《第二課 人工智能的發展歷程》
粵教版 信息技術
九年級
內容總覽
目錄
06
課堂總結
拓展延伸
05
人工智能的三個發展階段
04
人工智能的萌芽
03
教學目標
01
新知導入
02
板書設計
07
教學目標
1、信息意識：能夠理解人工智能在信息技術領域中的地位和作用，并了解其在社會變革中的重要性。
2、計算思維：能夠運用計算思維來解決問題，理解人工智能系統背后的基本算法和邏輯。
3、數字化學習與創新：能夠利用數字化工具和資源，深入了解人工智能的發展歷程和最新進展。
4、信息社會責任：能夠評估人工智能技術對社會的影響，并提出相應的社會責任觀點和行動方案。
新知導入
近年來，人工智能在科技領域的發展也是有目共睹，從無人駕駛汽車發展而引起的爭論，到AlphaGo戰勝了圍棋頂級高手等等，都使得人工智能吸引了足夠多的眼球。人工智能是如何一步步發展起來的？
03、人工智能的萌芽
新知講解
自古以來，人類就懷著一個美好的愿望——從自然的束縛中解放自己，制造出可以代替人類承擔某些工作的智能體。在中國的古代，關于人工智能，有著各種各樣極富想象力的記載。
新知講解
傳說，在遠古時期的逐鹿之戰中，黃帝為對付蚩尤的霧陣，請風后發明了指南車一-無論車怎樣前進、后退、轉彎，木人的手一直牢牢地指向南方。這可以算得上是機器人的雛形了。而《列子·湯問》中記載的“偃師獻技”更是將機器人的概念推到一個新的高度。這個用皮革、木頭、樹脂等材料制作的歌舞藝人，不僅外貌與真人無異，而且能歌善舞，這已經接近我們心目中對人工智能的印象。
小組討論
新技術的發明離不開人類的夢想。請你閱讀“偃師獻技”的故事，與小組的同學展開討論，并把討論的結果記錄在表2-1中。
序號 討論內容 討論結果
1 樂羊通過音樂所展現出超越戰場，穿透敵對陣營力量，這與當今互聯網傳播信息的方式有何相似之處。
2 如何利用科技手段促進和平，
3 在當今的背景下，科技成果如何被運用，是否存在類似于樂羊獻技的情景
類似樂羊獻技的情景可以通過現代科技成果進行擴展。例如可以利用網絡直播向全球觀眾傳遞共享文化價值觀。
創建在線平臺和社交媒體空間，讓不同文化之間的人能夠共享音樂、藝術和其他文化作品。
樂羊的音樂具有調解作用，類似地，互聯網也能成為促進不同群體之間對話和理解的平臺。
新知講解
18世紀，人類發明了蒸汽機。隨后，蒸汽機車、蒸汽輪船等機器紛紛出現。到了19世紀，電器開始使用，電力成了補充和取代以蒸汽機為動力的新能源，電燈、電車、電影放映機等電器紛紛出現。1946 年，世界上第-臺通用電子計算機ENIAC誕生，這標志著新的機器時代的到來。人類在制造智能機器的路上高歌猛進。
新知講解
現在，人類有了更多的想象和向往，其中最典型的就是各種各樣的智能機器人，它們不但能夠幫助人類進行生產勞作，還可以幫助人類料理日常家務等。可以說，創造能夠擁有人類智能的機器，一直是人類不斷追求的夢想。
04、人工智能的三個發展階段
新知講解
“人工智能”在20世紀50年代被正式提出。在半個多世紀的發展歷程中，由于受到智能算法、計算速度、存儲能力等多方面因素的影響，人工智能的發展歷程經歷了多次繁榮期和低谷期，至今大致可分為三個發展階段，如圖2-4所示。
圖2-4
新知講解
1.第一階段(20世紀50年代至80年代)
這一階段人工智能剛誕生，基于抽象數學推理的可編程數字計算機已經出現。符號主義者認為人類的認知過程就是各種符號進行運算的過程，而計算機也應該基于各種符號進行運算。在這一階段，知識表示、知識推理、知識運用是人工智能的核心。盡管符號主義得到快速發展，但是由于很多事物不能進行形式化表達，建立的模型存在一定的局限性。此外，隨著計算任務的復雜性不斷加大，人工智能的發展一度遇到瓶頸。
新知講解
2.第二階段(20世紀80年代至90年代末)
在這一階段，專家系統得到快速發展，在數學建模方面有重大突破。專家系統是一個具有大量專門知識與經驗的程序系統。它應用人工智能技術和計算機技術，根據某領域的一個或多個專家提供的知識和經驗，進行推理和判斷，模擬人類專家的決策過程，以便解決那些需要人類專家處理的復雜問題。但由于專家系統在知識獲取、推理能力等方面的不足，以及開發成本較高等因素，人工智能的發展又一次進入低谷期。
新知講解
3.第三階段(21世紀初至今)
隨著大數據的積聚、理論算法的革新、計算能力的提升，人工智能能夠訓練出更加智能化的算法模型。人工智能的發展模式也從過去追求用計算機模擬人工智能，逐步轉向機器與人結合而成的增強型混合智能系統研究如何用機器、人、網絡結合成新的群智系統，以及用機器、人、網絡和物結合成更加復雜的智能系統。人工智能在很多應用領域取得了突破性進展，迎來了又一個繁榮時期。
答：
AlphaGo戰勝李世石：AlphaGo的勝利標志著人工智能在復雜游戲中取得了重大突破，這也證明了深度學習和強化學習等技術的巨大潛力，引領人工智能進入了新的階段。
合作探究
在人工智能的發展歷史中，發生了許多具有劃時代意義的事件，影響了人工智能發展的方向，如1956年達特茅斯會議確定了人工智能的概念和發展目標等。以小組為單位，調查人工智能發展歷史上發生的重大事件,并闡明其意義。
小組討論
上網搜索一個人工智能的典型應用案例，然后與同學開展交流討論，填寫表2-2。
序號 討論內容 討論結果
1 人工智能機器人戰勝圍棋世界冠軍
2 機器翻譯的發展 機器翻譯的發展經歷了從規則到統計再到神經網絡的演變，不斷提高了翻譯質量和效率。
人工智能飛速發展，在某些方面已經勝過人類。但是人工智能終究需要人類來為其開辟道路。
人腦為什么會思考 人腦的結構是怎樣的 能不能制造出具有人腦功能的機器 人類文明史告訴我們，許多新技術的發明，大部分都經歷了神話一科學幻想一新技術出現的過程。科學家們是如何使機器學會思考的
知識拓展-假如機器能思考，世界會怎樣？
1.機器能思考嗎
科學家證明:可以用數學邏輯來理解神經活動，用特定的方法將電子線路連接起來，可以模仿神經活動。這拉開了人工大腦研發的序幕。如今，科學家們基于神經單元的數學模型，利用人工神經單元器件，進一步建立了人工神經網絡計算機，以模仿人的大腦智能，并已在圖形、文字聲音識別和推理等方面取得了許多應用成果。
知識拓展-假如機器能思考，世界會怎樣
2.什么是會思考的機器
人們一直希望制造出會思考的計算機然而，到底什么才是真正會思考的計算機呢 一臺運算速度為每秒一萬億次的計算機會思考嗎 戰勝圍棋世界冠軍的“阿爾法圍棋”會思考嗎 具有專家知識的專家系統會思考嗎 1950年，計算機科學理論創始人圖靈(A.Turing，1912-1954) 設計出一種測試方法，以檢驗機器是否會思考，我們稱它為“圖靈測試”。
知識拓展-假如機器能思考，世界會怎樣
圖靈測試的設計思想如圖2-5所示，它由有智能的被測試者A、測試的機器B和測試者C三部分組成，它們被彼此隔離。首先由測試者C提出有關智能測試的測試題，讓被測試者A與機器B分別回答;然后，由測試者C比較被測試者A和機器B的回答，分辨哪個才是人類的回答，以判定機器的思考能力，即其達到的智能水平。
知識拓展-假如機器能思考，世界會怎樣
圖2-5
反思評價
學而不思則罔，思而不學則殆。對自己在本課中的學習進行評價，對照表2-3，在相應的O里畫“ √”，在“其他收獲”欄里留言。
序號 學習內容 能否掌握
1 了解人工智能的起源 能 √ 不能O
2 知道人工智能發展的三個階段 能 √ 不能 O
3 列出人工智能發展的三個階段的典型應用 能 √ 不能 O
其他收獲: 解決問題的能力: 人工智能教育有助于培養解決問題的能力，從數據分析到模型構建，再到結果解釋和改進，這個過程可以使您形成邏輯思維和問題解決的方法。
05、知識拓展
知識拓展
1、人工智能起源介紹視頻
知識拓展
2、人工智能發展歷程的視頻。
知識拓展
3、人工智能在未來的發展方向有哪些？
（1） 強化學習和自主決策：未來人工智能系統將更加注重強化學習和自主決策能力。通過模仿人類的學習方式，機器將能夠更靈活地適應不同環境并做出更智能的決策。
（2） 可解釋性人工智能：隨著對人工智能決策過程的需求增加，未來的人工智能系統將朝著可解釋性方向發展，使其決策過程更容易理解和透明。
（3）自動化部署與管理：未來的人工智能系統將致力于實現自動化部署和管理，使得部署和維護人工智能模型變得更加高效和便捷。
知識拓展
4、人工智能的好處有哪些？
(1)提高效率:人工智能可以自動化許多重復性任務，從而節省時間和成本。在生產制造、客戶服務、數據分析等領域，人工智能的應用可以提高效率，使人類能夠更專注于創造性和戰略性的工作。
(2)改善醫療保健:人工智能可用于醫學影像識別、輔助診斷、藥物研發等領域。它有助于提升醫療保健的精準度、速度和可及性，有望挽救更多的生命。
06、課堂總結
課堂總結
在人工智能的發展歷程課程中，我們首先深入了解了人工智能的定義和概念，人工智能并非僅僅是機器人或者科幻電影中的形象，它更多地體現在各種智能系統中。接著，我們討論了人工智能的發展歷程，特別是人工智能領域的重要里程碑。這標志著人工智能技術已經成為現實，而非遙不可及的夢想。我們還思考了人工智能的未來，并探討了它可能帶來的影響。
板書設計
人工智能的發展歷程
一、人工智能的萌芽
二、人工智能的三個發展階段
課后作業
1、上網了解什么是人工智能起源
2、上網了解人工智能對我們生活的幫助
3、上網了解人工智能發展方向
謝謝
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