資源簡介

(共67張PPT)
走近人工智能
滬科版八年級下冊
內容總覽
目錄
01
05
03
02
04
06
學習目標
新知導入
用智能工具處理聲音
用智能工具處理圖像
認識人工智能及其發展
課堂總結
07
08
板書設計
課后作業
教學目標
信息意識
培養對人工智能技術的興趣和敏感性，意識到其在生活和社會中的重要性。
計算思維
通過體驗人工智能應用，培養計算思維，理解智能技術的核心思想。
數字化學習與創新
積極探索人工智能的新應用，培養創新精神和實踐能力。
信息社會責任
思考人工智能的倫理和社會責任問題，培養良好的信息社會責任感。
新知導入
2022年北京冬奧會，令人贊嘆的除了精彩的賽事和全力拼搏的運動健兒，還有高效便捷的智能餐廳。在智能餐廳里，機器人大廚無須人工干預，可獨立制作煲仔飯、漢堡包餃子等多種美食。新鮮出爐的美食還會通過空中軌道和下菜機自動傳送到訂餐者面前，仿佛“從天而降”。智能餐廳展現了近年來我國在機器人及人工智能領域取得的重大突破。
新知導入
人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，我國正大力推動新一代人工智能健康發展，加快建設創新型國家和世界科技強國。目前，我國人工智能領域的科研工作者和企業家已經立于全球潮頭，一批中國科技企業已展現了在人工智能方面的良好業績，在一些關鍵技術上有所創新，走在世界前列。
新知導入
本單元中，將了解人工智能的發展和一些常見的人工智能應用實例；體驗用智能工具處理聲音、圖像等信息的基本過程；了解智能機器人的基本概念和應用領域；了解常見傳感器的基本結構、工作原理和使用方法，并能將其運用到簡易系統的制作過程中；了解機器人基本的結構，它的運動和控制原理；根據需要設計、搭建簡單機器人，編寫簡單程序控制機器人完成簡單任務。下圖是本單元的學習活動導覽。
新知講解
活動背景
今天，人工智能已融入了人們的日常生活。例如，智能音箱會識別人們的語音命令，播報天氣情況或播放歌曲；智能手機能識別用戶的臉或指紋，完成自動解鎖；購物網站會根據用戶近期的瀏覽或購買記錄，自動向用戶推薦可能感興趣的商品……
在本活動中，將嘗試使用智能工具處理聲音、圖像等，了解人工智能及其常見應用，暢想未來人工智能發展的趨勢。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
1.使用語音輸入法
以小組為單位，用語音輸入法先以普通話朗讀一段文字，比較語音轉換為文字的準確率；再將語音識別模式修改為方言，用方言朗讀該段文字，比較普通話與方言的識別效果。
在語音輸入法的設置選項中，預先選好識別的語言，如普通話、英語，然后按住語音輸入鍵，輸入一段語音信息，語音輸入法就會將這段語音自動轉換成文字。
提示板
新知講解
一、用智能工具處理聲音
說說做做
使用計算機、手機等智能設備時，你和家人一般使用的是哪幾種輸入法 語音輸入法的使用頻率高嗎 大多用在哪些場合 比較各種輸入法的優勢和劣勢，并完成表。
輸入法 優勢 劣勢
拼音輸入法
語音輸入法
手寫輸入法
五筆輸入法
新知講解
一、用智能工具處理聲音
說說做做
參考
輸入法 優勢 劣勢
拼音輸入法 學習門檻低，幾乎所有人都會拼音。 對于多音字和生僻字的輸入可能不太準確。
語音輸入法 輸入速度快，適合長文本輸入。 受環境噪音和口音影響較大。
手寫輸入法 適合不會拼音或五筆的用戶。 輸入速度相對較慢。
五筆輸入法 輸入速度快，熟練用戶可達到很高的速度。 學習門檻高，需要記憶字根和拆字規則。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
2.體驗語音合成技術
訪問一個開放的人工智能平臺，選擇平臺上的“語音合成”功能，輸入一段文字，讓計算機將其讀出來，感受計算機的合成音在音色、自然度等方面的表現，說說其是否接近人聲。
可以選擇平臺提供的各種極具特色的發音人(音庫),比較其朗讀是否流暢、清晰、自然和具有表現力。語音合成技術已經被廣泛應用在地圖導航、語言翻譯等方面，還可以模仿某個人的獨特嗓音。
提示板
新知講解
一、用智能工具處理聲音
說說做做
查找并試用一款人工智能語音翻譯App,嘗試朗讀一些中文或英文句子,了解其語音翻譯功能和準確率，說說其使用場合。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
說說做做
參考
選擇試用的一款人工智能語音翻譯App是“谷歌翻譯”。這款App支持多種語言的語音輸入和輸出，包括中文和英文，可以非常方便地進行語音翻譯。
嘗試朗讀了一些中文和英文句子，并通過“谷歌翻譯”進行了語音翻譯。在使用過程中，發現這款App的語音識別和翻譯準確率都相當高，可以快速地翻譯出所說的話，并將其以語音的形式輸出。同時，App還提供了文字翻譯功能，方便用戶進行對照和參考。
使用“谷歌翻譯”的語音翻譯功能，可以在很多場合下派上用場。比如，在出國旅游時，可以用它來進行實時的語音翻譯，幫助自己更好地與當地人交流。在進行國際會議或者商務談判時，也可以使用這款App來進行跨語言的溝通。此外，在學習外語時，這款App也可以作為一個輔助工具，幫助自己更好地理解和掌握外語知識。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
3.了解語音交互技術及其應用
上述案例中所使用的這些智能工具背后，都隱藏著同一類人工智能技術——語音交互技術。信息時代，人們已能利用“語音”這一自然、便捷的手段進行人機交互。看似簡單的人機語音交互，背靠的是讓機器“聽懂”“理解”和“說話”的眾多技術支撐，如語音識別技術、語義理解技術和語音合成技術等。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
3.了解語音交互技術及其應用
語音識別技術所解決的問題是讓計算機能夠“聽懂”人類的語音，將語音中包含的文字信息“提取”出來。語音識別技術在“能聽會說”的智能計算機系統中扮演著重要角色，相當于給計算機系統安裝上“耳朵”,使其具備“聽懂”人說話的能力。
利用語音合成技術，機器會將文字轉換成語音，相當于給計算機系統安裝上“嘴巴”,使其具備“說話”的能力。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
3.了解語音交互技術及其應用
除了能“聽懂”和會“說話”,計算機還要能“理解”人類在說什么,也就是計算機系統要能理解人類自然語言表述的意思。語音識別只是將聲音轉化成文字，語義理解則是提取文字中的相關信息和相應意圖，從而“理解”人類在說什么,然后通過云端“大腦”決策，進行相應的問題回復或者動作反饋。
現今，機器人客服、語音輸入法、語音助手、語音翻譯、語音支付、智能家電等都使用了語音交互技術。例如，手機上的智能聊天App,能夠識別人的語音，并和人進行語音聊天。又如，語音控制的智能音箱，能根據人的語音指令來完成播放歌曲、預報天氣等操作。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
3.了解語音交互技術及其應用
新知講解
一、用智能工具處理聲音
說說做做
交流更多生活中能與人直接進行語音對話的設備或軟件，說說其功能和使用方法。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
說說做做
參考
生活中，智能音箱如小度音箱、天貓精靈等，以及手機中的Siri、小愛同學等軟件，都能與人直接語音對話。它們能播放音樂、查詢天氣、設定鬧鐘，甚至控制智能家居。使用方法簡單：只需對設備說出喚醒詞，然后說出指令即可。例如：“小度，播放某人的歌”或“Siri，明天天氣怎么樣？”這些設備和軟件讓我們的生活更加便捷和智能。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
知識鏈接——語音識別技術的更多應用
2015年，在某人工智能公司的產品發布會上，5位持證上崗的專業速記員與機器記錄員一起記錄會議內容，會議穿插著主持人以及各位嘉賓的即席發言，最后測評顯示，機器記錄的平均準確率為96%,專業速記員的平均準確率只有70%多。現在，語音識別的準確率已經提升至98%,這其中有一半因素是因為算法和深度學習的突破，還有一半因素是因為數據的積累，每天數十億人次的語音數據會進入后臺，機器通過深度學習訓練得到的語音數據識別模型，使得語音識別表現更好。
新知講解
一、用智能工具處理聲音
知識鏈接——語音識別技術的更多應用
隨著識別準確率的提升，語音識別技術已經走進了家電、通信、汽車電子、消費電子產品等多個領域。例如，電視盒子可以通過語音控制來進行視頻的檢索、播放和換臺等操作；又如，汽車的語音助手能夠幫助駕駛員在開車的狀態下打開一些常見應用。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
提示板
訪問一個開放的人工智能平臺，選擇平臺中的“人臉識別”體驗模塊，了解該平臺提供了哪些相關應用。然后，分別選擇這些應用，上傳一張或多張自己或他人的照片，體驗這些人臉識別應用的功能。
除了人臉分析、比對等，還有一些人工智能平臺或App會提供一些有趣的應用，例如人臉融合——對兩張人臉進行融合處理，使生成的人臉同時具備兩張人臉的外貌特征，又如讓臉變老、變年輕、強行微笑等。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
說說做做
生活中還有很多可處理圖像的智能工具，如購物網站上的拍照識別商品、手機中的人工智能美顏App等。選擇一到兩種工具，體驗并交流用智能工具處理圖像的過程。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
提示板
以上應用中所使用的也是一種人工智能技術人臉識別技術，它是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。針對輸入的人臉圖像或者視頻流，首先判斷其中是否存在人臉，如果存在人臉，則給出每張臉的位置、大小和各個主要面部器官的位置信息。然后，依據這些信息，進一步提取每張臉中所蘊含的身份特征數據，并將其與已知的人臉進行對比，從而識別每張人臉的身份。
生物識別技術是指通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性(如指紋、臉像、虹膜等)和行為特征(如筆跡、聲音、步態等)來進行個人身份的鑒定。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
說說做做
人臉識別技術應用廣泛，例如電子支付中的刷臉支付、考勤系統中的人臉考勤、公共安全中的人臉對比認證等都使用到了這一技術。
人臉識別現在通常用于身份的識別和驗證，你覺得這一認證方式是否存在風險 為什么
新知講解
二、用智能工具處理圖像
說說做做
參考
人臉識別技術可能會受到多種因素的影響，如光照、角度、遮擋等，導致識別不準確。此外，人臉識別數據也容易被盜用或濫用，引發隱私泄露和安全問題。因此，在使用人臉識別技術時，需要權衡其便利性和安全性，采取嚴格的數據保護措施，確保其合法、合規、安全地應用。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
知識鏈接——機器視覺
機器視覺是目前人工智能發展較快的一個分支。簡單地說，機器視覺就是用機器代替人眼來進行測量和判斷，它主要用計算機來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。機器視覺技術最大的特點是速度快、信息量大、功能多。
過去，檢查工業生產流水線上產品的外觀缺損、標簽印刷錯誤、電路板焊接的質量缺陷，這些工作都靠人工完成，在增加巨大的勞動力成本和管理成本的同時，仍然不能保證100%的檢驗合格率。而用機器視覺檢測可以大大提高生產的效率和自動化程度,特別適用于一些危險的工作環境(如焊接、火藥制造)或者人工視覺難以滿足要求的場合(如微小尺寸的精確快速測量)。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
知識鏈接——機器視覺
機器視覺自動檢測 人工檢測
效率 效率高 效率低
速度 速度快 速度慢
精度 精度高 受主觀影響，精度一般
可靠性 檢測效果穩定可靠 受疲勞、情緒波動影響
工作時間 可24小時不停息工作 工作時間有限
信息集成 方便信息集成 不易信息集成
成本 成本不斷降低，一次性投入 人力和管理成本不斷上升
環境 適合惡劣、危險環境 不適合惡劣和危險環境
新知講解
二、用智能工具處理圖像
知識鏈接——機器視覺
近年來，我國機器視覺技術發展迅速，在電子制造、醫療、市政交通、汽車、食品和包裝機械等領域中，機器視覺技術的應用越來越廣泛。以下是幾種常見的機器視覺應用場景：
電子焊接制造。在芯片焊接過程中，因為芯片維度的縮小，需要較強大的影像放大功能。機器視覺工具具有絕佳的操作模式、可靠度及視覺算法的高準確度，可以很好地解決芯片焊接過程中的諸多問題。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
知識鏈接——機器視覺
藥品質量檢測。在藥品包裝后的檢測環節中，可以利用機器視覺快速、準確地檢測藥品是否完好無缺。其過程是通過圖像傳感器獲取包裝后的藥品圖片信息，對每個藥粒與預先設定的面積參數進行檢測對比，這樣，破損的藥粒都會被檢測出來。現今，機器視覺在醫療領域的應用已經從藥品包裝、藥瓶、標簽等視覺檢測發展到對生物芯片的檢測、放射科的放射檢測等。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
知識鏈接——機器視覺
新知講解
二、用智能工具處理圖像
人工智能時代的身份驗證——生物識別技術
如何準確、可靠地確認和驗證人的身份 密碼、IC卡、磁卡或鑰匙等方式都存在丟失、遺忘、被復制及盜用等諸多問題，因此，人們引入了一系列基于生物識別技術的新設備來解決安全問題。相對于密碼等傳統方式，生物識別技術具有防偽性能好、私密性強、隨身“攜帶”等優點，現已被廣泛應用到交通運輸、物流和邊境檢查等領域。常見的生物識別技術有指紋識別、虹膜識別、人臉識別和指靜脈(或掌靜脈)識別。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
人工智能時代的身份驗證——生物識別技術
新知講解
二、用智能工具處理圖像
人工智能時代的身份驗證——生物識別技術
生物識別技術 信息特征 外界影響 使用特點
指紋 ·通過接觸型傳感器提取指紋特征進行比對 ·指紋屬于手指表面信息，易偽造 ·手指表面狀況(干裂、脫皮) ·干濕環境 ·易受干擾·使用者抵觸較大
虹膜 ·通過非接觸型傳感器提取眼睛的虹膜進行比對 ·表面信息，不易偽造 ·光線、距離、疾病 ·需要對準·使用者心理抵觸較大
人臉 ·根據人臉特征信息進行對比驗證·表面信息，易偽造 ·光照、整形、化妝、飾品 ·需要對準·易受光線影響
指靜脈或掌靜脈 ·通過非接觸方式獲取手指或手掌的靜脈圖像特征進行比對 ·人體內部密碼，無法偽造 ·身體內部末端信息，不受疾病、外部環境影響 ·非接觸式·自然放置·使用者幾乎無抵觸
新知講解
二、用智能工具處理圖像
人工智能時代的身份驗證——生物識別技術
然而，生物識別技術的安全問題也引發了人們的擔憂。用戶的生物特征普遍暴露在商場、旅館、街道等各種公共場所，不法分子可通過遠程、非接觸方式，在用戶本人毫無察覺的情況下“無聲無息”地非法批量采集生物特征信息。而生物特征與人類生命相伴而生，如被非法竊取利用，后果不堪設想。
新知講解
二、用智能工具處理圖像
人工智能時代的身份驗證——生物識別技術
近年來，我國國家立法機關相繼頒布實施了《中華人民共和國網絡安全法》《中華人民共和國民法典》《中華人民共和國生物安全法》《中華人民共和國數據安全法》《中華人民共和國個人信息保護法》,這些重要立法都與個人生物信息安全保護密切相關。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
1.認識人工智能及其應用
以上介紹的語音識別、人臉識別都是人工智能的典型應用。提到“人工智能”,很多人可能會聯想到科幻影片或小說中的各種機器人。其實人工智能是一種人為制造的智能，并不是指具體的機器或硬件等設備。人工智能可以存在于各種各樣的軟件或硬件之中。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
1.認識人工智能及其應用
目前，人工智能尚未有統一的定義，不同學科背景的學者對人工智能有不同的理解。一種被廣泛接受的說法是：人工智能是智能機器或軟件所執行的通常與人類智能有關的智能行為，這些智能行為涉及學習、感知、思考、理解、識別、判斷、推理、證明、通信、設計、規劃、行動或問題求解等活動。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
1.認識人工智能及其應用
現今，隨著人工智能的發展，人們的日常生活中已經越來越多地用到各種人工智能技術。例如，出國旅行時，遇到不認識的路標，只要用手機上的拍照翻譯App拍一張照片，就能馬上得到翻譯；想找人聊天時，可以和手機上的聊天機器人進行交流；聽到不知名的歌曲時，可以用音樂App上的聽歌識曲功能得到該歌曲的相關信息。
現如今，人工智能已運用到社會的各個行業和領域，如智能制造、智能農業、智能物流、智能金融、智能商務、智能家居等。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
1.認識人工智能及其應用
新知講解
三、認識人工智能及其發展
數字化學習
以小組為單位，每組選擇一種人工智能應用實例開展研究，并在班級里交流。
通過上網查詢或閱讀書籍，列舉一些其他的人工智能應用，并了解這些人工智能應用都模仿了人的哪些智能行為，分別具備哪些能力。
說說做做
新知講解
三、認識人工智能及其發展
參考
說說做做
人工智能的應用非常廣泛，比如自動駕駛汽車，它模仿了人的駕駛行為，能夠感知環境、規劃路徑和控制車輛。智能家居系統模仿了人的生活習慣，能夠自動調節室內溫度、照明和安防等。機器人客服則模仿了人的語言交流能力，能夠理解和回答用戶的問題。此外，人工智能還在醫療、金融、教育等領域發揮著重要作用，模仿了醫生的診斷、銀行家的投資和教師的授課等智能行為。這些應用都具備了自主學習、推理判斷、感知理解等能力，為人類帶來了更高效、便捷和智能的生活方式。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
人工智能應用 模仿的智能行為 具備的能力
常見的人工智能應用
新知講解
三、認識人工智能及其發展
人工智能應用 模仿的智能行為 具備的能力
語音助手（如Siri、小愛同學） 模仿人類的語言交流和理解能力。 語音識別、自然語言處理、回答問題、執行任務、提供信息和建議等。
自動駕駛汽車 模仿人類的駕駛行為，包括觀察路況、判斷交通信號、預測其他車輛動態等。 環境感知、路徑規劃、決策制定、車輛控制、應對突發情況等。
智能推薦系統（如網購平臺的推薦算法） 模仿人類的消費習慣和選擇偏好，以及根據歷史數據進行預測的能力。 用戶行為分析、興趣建模、內容推薦、個性化定制、動態調整推薦策略等。
機器人服務員 模仿人類的服務行為，如接待顧客、提供咨詢、送餐等。 人臉識別、語音識別、自主導航、物品抓取、情感交互、處理突發事件等。
參考：常見的人工智能應用
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接
“圖靈測試”是一種判斷“機器是否具備智能”的方法。在測試者C與被測試者A(機器)、被測試者B(人)隔開的情況下，通過一些裝置(如鍵盤)向被測試者隨意提問。進行多次測試后，如果有超過30%的問題測試者不能確定被測試者是人還是機器，那么這臺機器就通過了測試，被認為具有人類智能。
從表面上看，要使機器回答按一定范圍提出的問題似乎沒有什么困難，可以通過編制特殊的程序來實現。然而，如果提問者并不遵循常規標準，編制回答的程序將是極其困難的事情。例如，提問與回答呈現出下列兩種狀況：
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接
第一種
問：你會下國際象棋嗎
答：是的。
問：你會下國際象棋嗎
答：是的。
問：請再次回答，你會下國際象棋嗎
答：是的。
第二種
問：你會下國際象棋嗎
答：是的。
問：你會下國際象棋嗎
答：是的，我不是已經說過了嗎
問：請再次回答，你會下國際象棋嗎
答：你煩不煩，干嗎老提同樣的問題
面對第一種情況，人們會傾向于認為，面前的這位是一部機器而不是人。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
2.暢想人工智能的發展
人工智能自誕生以來已有超過60年的歷史，其發展過程可謂一波三折。近年來，伴隨著大數據和高性能計算技術的發展，人工智能取得了一系列重大技術突破，在人機博弈、圖像識別、自動翻譯、自動駕駛等眾多領域都有令人矚目的進步。人工智能再次迎來了爆發式發展的歷史機遇，成為世界各國競相深入開發的戰略性領域。
現今，人工智能已經可以代替人類完成很多事情，從而將人力最大化地解放出來。大量簡單、重復、不需要復雜思考的工作崗位已逐漸被機器所取代。無人駕駛汽車的出現，大量翻譯工作可以由機器完成……很多職業和工作在不久的未來將會因人工智能的介入而消失。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
2.暢想人工智能的發展
新知講解
三、認識人工智能及其發展
提示板
無人駕駛汽車時刻利用各種車載傳感器來“識別”“感知”車輛周圍環境、位置、汽車行駛的狀態等，同時將這些信息及時有效地反饋給汽車的控制系統，控制系統會根據這些環境信息、狀態信息等，不停地進行“分析”“計算”和“規劃”活動，然后控制汽車安全、可靠地駛向目的地。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
2.暢想人工智能的發展
在藝術和創作領域這個長期以來被認為是代表人類大腦創造力的人類專屬領域，人工智能也正在慢慢侵入。已經有科學家利用人工智能完成了藝術作品的創作，如詩歌、繪畫的創作。
人類應該如何面對正在到來的人工智能時代 這是值得每一個人思索的問題。在人工智能快速發展的當下，理性地認識人工智能的潛能及可能存在的風險，自覺維護和遵守智能化社會的規范與法規，顯得尤為重要。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
說說做做
1.人工智能給你的生活與學習帶來了哪些影響 你覺得未來有哪些職業可能被人工智能替代 作為中學生，該怎樣迎接人工智能時代，應對人工智能的挑戰 以“暢想人工智能的發展”為主題開展小組活動，交流各自的想法。
2.2018年，美國一名女子被一輛自動駕駛汽車撞傷后不幸身亡。在這起事故中，該女子推著自行車突然從光線陰暗的路邊闖出來，試圖橫穿公路，而肇事的自動駕駛汽車完全沒有采取任何避讓及剎車措施。雖然這輛車中還有一名司機，但該司機當時并未關注路面情況，最終導致了悲劇的發生。你覺得在這起案例中，究竟誰要為此負責
新知講解
三、認識人工智能及其發展
說說做做
人工智能已深入我生活與學習的方方面面，如智能助手幫我規劃學習，智能家居讓生活更便捷。未來，簡單重復性的職業，如數據錄入員、部分客服等，可能被AI替代。作為中學生，我們應積極學習編程和數據分析技能，增強創新思維和跨學科能力，以適應AI時代的需求。在“暢想人工智能的發展”小組活動中，同學們熱烈討論，認為AI將推動醫療、教育等領域的革新，但也需關注其倫理和社會影響。我們應擁抱變化，努力成為未來AI技術的創造者和使用者。
參考1
新知講解
三、認識人工智能及其發展
說說做做
在這起案例中，多方應對此負責。首先，自動駕駛汽車的技術應能應對突發情況，但顯然它失敗了，因此技術提供商應承擔責任。其次，車內的司機在自動駕駛時也應保持警覺，隨時準備接管，他未能做到，也應負責。最后，雖然女子是受害者，但她突然從陰暗處闖入公路，也增加了事故風險。總之，這是一個復雜的多責任方事故，需要全面調查和公正裁決。為避免未來類似悲劇，技術提供商應改進自動駕駛系統，同時司機和行人也應提高安全意識。
參考2
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接——人工智能的發展歷史
長期以來，人類一直夢想著能制造出具有智能的機器。1956年，“人工智能”概念首次出現。幾十年來，人工智能的發展幾經波折，大致經過三個階段：
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，但由于很多事物不能形式化表達，建立的模型存在一定的局限性，而且計算任務的復雜性不斷加大，人工智能發展一度遇到瓶頸。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接——人工智能的發展歷史
第二階段(20世紀80年代至90年代末)。這一階段，專家系統得到快速發展，數學模型有了重大突破，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高等原因，人工智能的發展又一次進入低谷期。
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。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接——人工智能帶來的新挑戰
人工智能發展的不確定性帶來新挑戰。人工智能是影響面廣的顛覆性技術，可能帶來改變就業結構、沖擊法律與社會倫理、侵犯個人隱私、挑戰國際關系準則等問題，將對政府管理、經濟安全和社會穩定乃至全球治理產生深遠影響。在大力發展人工智能的同時，必須高度重視可能帶來的安全風險挑戰，加強前瞻預防與約束引導，最大限度降低風險，確保人工智能安全、可靠、可控發展。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接——人工智能帶來的新挑戰
人工智能的安全問題
人工智能最大的特征是能夠實現無人類干預的，基于知識并能夠自我修正的自動化運行。在開啟人工智能系統后，人工智能系統的決策不再需要操控者進一步的指令，這種決策可能會產生人類預料不到的結果。設計者和生產者在開發人工智能產品的過程中可能并不能準確預知某一產品會存在的可能風險。因此，對人工智能的安全問題不容忽視。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接——人工智能帶來的新挑戰
人工智能的倫理問題
人工智能的開發、推廣及利用應遵循：保證基本權利、維護社會價值，包括為善、不作惡、個人自主、公正、可解釋性等倫理原則。然而人工智能技術的應用讓道德和法律規范的對象也變得復雜、難以確定了。假如無人駕駛汽車在行駛中發生交通事故，造成了一定的生命、財產損失，那么應該由誰——無人駕駛汽車的設計者、制造者，還是使用者，抑或是無人駕駛汽車自身——來承擔相應的道德和法律責任呢 或者，智能系統本身是否可以作為道德、法律主體，承擔相應的道德或法律責任呢 如果承認其主體地位，它又如何“承擔”這種責任呢
新知講解
三、認識人工智能及其發展
知識鏈接——人工智能帶來的新挑戰
人工智能的隱私問題
隨著人工智能時代的到來，人們的個人隱私安全將面臨更大的挑戰。生活在智能社會中，人類的一切都可能被當作大數據而被記錄，記錄可能詳盡、細致到出人意料的程度，一旦這些信息被泄露或盜用，會導致用戶陷入尷尬境地，并引發各種糾紛。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
拓展學習——人工智能語言模型簡介
文心一言
文心一言是百度公司研發的知識增強大語言模型，能夠與人對話互動，回答問題，協助創作，高效便捷地幫助人們獲取信息、知識和靈感。同時，文心一言也是百度公司繼文心一格之后的又一個生成式AI產品，是百度在人工智能領域深耕十余年后，擁有產業級知識增強文心大模型ERNIE的基礎上，利用跨模態、跨語言的深度語義理解與生成能力而開發的一款AI聊天機器人。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
拓展學習——人工智能語言模型簡介
訊飛星火
訊飛星火是科大訊飛推出的人工智能大模型，基于全國產化算力平臺“飛星一號”進行訓練，是一個全民開放的大模型。在能力上，訊飛星火進行了全面的升級，包括語言理解、文本生成、知識問答、邏輯推理、數學能力、代碼能力和多模態能力等七個方面。在應用上，訊飛星火也展示了強大的實力。例如，搭載訊飛星火的“訊飛智文”可以實現文檔一鍵生成、AI撰寫助手、多語種文檔生成、AI自動配圖、多種模板選擇、提供演講備注功能等，極大地提高了文檔制作的效率和便捷性。
新知講解
三、認識人工智能及其發展
拓展學習——人工智能語言模型簡介
通義千問
通義千問是阿里云推出的一個超大規模的語言模型，功能包括多輪對話、文案創作、邏輯推理、多模態理解、多語言支持。它能夠跟人類進行多輪的交互，也融入了多模態的知識理解，且有文案創作能力，能夠續寫小說，編寫郵件等。通義千問是一種基于知識圖譜的問答系統，旨在通過自動化的方式回答用戶提出的問題。它利用大規模的知識圖譜和自然語言處理技術，能夠理解用戶的問題并提供準確的答案。通義千問的核心思想是將問題轉化為知識圖譜中的查詢，然后通過圖譜中的實體、屬性和關系來獲取答案。
課堂總結
本次活動帶領我們走近了神奇的人工智能世界。我們通過智能工具親身體驗了聲音和圖像的處理技術，如語音輸入法、語音合成以及語音交互等，感受到了科技為生活帶來的便捷。同時，我們也對人工智能的定義、應用及其發展前景有了更深入的認識。這次活動不僅拓寬了我們的科技視野，更激發了我們對未來科技發展的無限期待。讓我們共同期待人工智能在更多領域大放異彩，為我們的生活帶來更多驚喜與便利。
板書設計
課后作業
在本課學習的基礎上，暢想一款人工智能產品，說一說它將如何幫助人們解決問題的。
謝謝
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走近人工智能 教學設計
課題 走近人工智能 單元 初識人工智能——智能工具與智能機器人 學科 初中信息技術 年級 八年級
教材分析 本次活動內容主要圍繞人工智能展開，通過引導學生體驗智能工具處理聲音和圖像的過程，使其了解并認識人工智能的基本概念、應用場景及其發展趨勢。教材首先通過實際生活中的例子，如智能音箱、智能手機等，引發學生對人工智能的興趣和好奇心，接著設計了多個實踐活動，讓學生在親身體驗中感受人工智能的魅力和實用性。此外，教材還注重知識的拓展和深化，通過介紹人工智能在不同領域的應用實例，讓學生了解到人工智能的廣泛性和重要性。同時，教材也提到了人工智能可能存在的風險和問題，引導學生理性看待人工智能技術，培養其科技倫理意識。總體來說，該教材內容豐富、形式多樣，既注重實踐操作又兼顧理論知識，有助于學生全面了解和認識人工智能。
學習目標 信息意識：培養對人工智能技術的興趣和敏感性，意識到其在生活和社會中的重要性。計算思維：通過體驗人工智能應用，培養計算思維，理解智能技術的核心思想。數字化學習與創新：積極探索人工智能的新應用，培養創新精神和實踐能力。信息社會責任：思考人工智能的倫理和社會責任問題，培養良好的信息社會責任感。
重點 讓學生體驗并了解人工智能的多種應用，如語音識別、人臉識別等，并認識人工智能的發展。
難點 理解人工智能背后的技術原理和工作機制，以及人工智能在不同領域的應用方式和價值。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 2022年北京冬奧會，令人贊嘆的除了精彩的賽事和全力拼搏的運動健兒，還有高效便捷的智能餐廳。在智能餐廳里，機器人大廚無須人工干預，可獨立制作煲仔飯、漢堡包餃子等多種美食。新鮮出爐的美食還會通過空中軌道和下菜機自動傳送到訂餐者面前，仿佛“從天而降”。智能餐廳展現了近年來我國在機器人及人工智能領域取得的重大突破。人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，我國正大力推動新一代人工智能健康發展，加快建設創新型國家和世界科技強國。目前，我國人工智能領域的科研工作者和企業家已經立于全球潮頭，一批中國科技企業已展現了在人工智能方面的良好業績，在一些關鍵技術上有所創新，走在世界前列。本單元中，將了解人工智能的發展和一些常見的人工智能應用實例；體驗用智能工具處理聲音、圖像等信息的基本過程；了解智能機器人的基本概念和應用領域；了解常見傳感器的基本結構、工作原理和使用方法，并能將其運用到簡易系統的制作過程中；了解機器人基本的結構，它的運動和控制原理；根據需要設計、搭建簡單機器人，編寫簡單程序控制機器人完成簡單任務。下圖是本單元的學習活動導覽。 了解北京冬奧會智能餐廳、智能餐廳背后的人工智能及學習人工智能的意義。 以智能餐廳為例，展現近年來我國在機器人及人工智能領域取得的重大突破。引出人工智能是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量，我國正大力推動新一代人工智能健康發展，加快建設創新型國家和世界科技強國。進而導出學習人工智能的必要性。
講授新課 今天，人工智能已融入了人們的日常生活。例如，智能音箱會識別人們的語音命令，播報天氣情況或播放歌曲；智能手機能識別用戶的臉或指紋，完成自動解鎖；購物網站會根據用戶近期的瀏覽或購買記錄，自動向用戶推薦可能感興趣的商品……在本活動中，將嘗試使用智能工具處理聲音、圖像等，了解人工智能及其常見應用，暢想未來人工智能發展的趨勢。一、用智能工具處理聲音1.使用語音輸入法以小組為單位，用語音輸入法先以普通話朗讀一段文字，比較語音轉換為文字的準確率；再將語音識別模式修改為方言，用方言朗讀該段文字，比較普通話與方言的識別效果。提示板在語音輸入法的設置選項中，預先選好識別的語言，如普通話、英語，然后按住語音輸入鍵，輸入一段語音信息，語音輸入法就會將這段語音自動轉換成文字。說說做做使用計算機、手機等智能設備時，你和家人一般使用的是哪幾種輸入法 語音輸入法的使用頻率高嗎 大多用在哪些場合 比較各種輸入法的優勢和劣勢，并完成表1-1-1。表1-1-1輸入法的比較輸入法優勢劣勢拼音輸入法語音輸入法參考：2.體驗語音合成技術訪問一個開放的人工智能平臺，選擇平臺上的“語音合成”功能，輸入一段文字，讓計算機將其讀出來，感受計算機的合成音在音色、自然度等方面的表現，說說其是否接近人聲。提示板可以選擇平臺提供的各種極具特色的發音人(音庫),比較其朗讀是否流暢、清晰、自然和具有表現力。語音合成技術已經被廣泛應用在地圖導航、語言翻譯等方面，還可以模仿某個人的獨特嗓音。說說做做查找并試用一款人工智能語音翻譯App,嘗試朗讀一些中文或英文句子(如圖1-1-3所示),了解其語音翻譯功能和準確率，說說其使用場合。參考：選擇試用的一款人工智能語音翻譯App是“谷歌翻譯”。這款App支持多種語言的語音輸入和輸出，包括中文和英文，可以非常方便地進行語音翻譯。嘗試朗讀了一些中文和英文句子，并通過“谷歌翻譯”進行了語音翻譯。在使用過程中，我發現這款App的語音識別和翻譯準確率都相當高，可以快速地翻譯出我所說的話，并將其以語音的形式輸出。同時，App還提供了文字翻譯功能，方便用戶進行對照和參考。使用“谷歌翻譯”的語音翻譯功能，可以在很多場合下派上用場。比如，在出國旅游時，可以用它來進行實時的語音翻譯，幫助自己更好地與當地人交流。在進行國際會議或者商務談判時，也可以使用這款App來進行跨語言的溝通。此外，在學習外語時，這款App也可以作為一個輔助工具，幫助自己更好地理解和掌握外語知識。3.了解語音交互技術及其應用上述案例中所使用的這些智能工具背后，都隱藏著同一類人工智能技術——語音交互技術。信息時代，人們已能利用“語音”這一自然、便捷的手段進行人機交互。看似簡單的人機語音交互，背靠的是讓機器“聽懂”“理解”和“說話”的眾多技術支撐，如語音識別技術、語義理解技術和語音合成技術等。語音識別技術所解決的問題是讓計算機能夠“聽懂”人類的語音，將語音中包含的文字信息“提取”出來。語音識別技術在“能聽會說”的智能計算機系統中扮演著重要角色，相當于給計算機系統安裝上“耳朵”,使其具備“聽懂”人說話的能力。利用語音合成技術，機器會將文字轉換成語音，相當于給計算機系統安裝上“嘴巴”,使其具備“說話”的能力。除了能“聽懂”和會“說話”,計算機還要能“理解”人類在說什么,也就是計算機系統要能理解人類自然語言表述的意思。語音識別只是將聲音轉化成文字，語義理解則是提取文字中的相關信息和相應意圖，從而“理解”人類在說什么,然后通過云端“大腦”決策，進行相應的問題回復或者動作反饋。現今，機器人客服、語音輸入法、語音助手、語音翻譯、語音支付、智能家電等都使用了語音交互技術。例如，手機上的智能聊天App,能夠識別人的語音，并和人進行語音聊天。又如，語音控制的智能音箱，能根據人的語音指令來完成播放歌曲、預報天氣等操作。說說做做交流更多生活中能與人直接進行語音對話的設備或軟件，說說其功能和使用方法。參考：生活中，智能音箱如小度音箱、天貓精靈等，以及手機中的Siri、小愛同學等軟件，都能與人直接語音對話。它們能播放音樂、查詢天氣、設定鬧鐘，甚至控制智能家居。使用方法簡單：只需對設備說出喚醒詞，然后說出指令即可。例如：“小度，播放周杰倫的歌”或“Siri，明天天氣怎么樣？”這些設備和軟件讓我們的生活更加便捷和智能。知識鏈接語音識別技術的更多應用2015年，在某人工智能公司的產品發布會上，5位持證上崗的專業速記員與機器記錄員一起記錄會議內容，會議穿插著主持人以及各位嘉賓的即席發言，最后測評顯示，機器記錄的平均準確率為96%,專業速記員的平均準確率只有70%多。現在，語音識別的準確率已經提升至98%,這其中有一半因素是因為算法和深度學習的突破，還有一半因素是因為數據的積累，每天數十億人次的語音數據會進入后臺，機器通過深度學習訓練得到的語音數據識別模型，使得語音識別表現更好。隨著識別準確率的提升，語音識別技術已經走進了家電、通信、汽車電子、消費電子產品等多個領域。例如，電視盒子可以通過語音控制來進行視頻的檢索、播放和換臺等操作；又如，汽車的語音助手能夠幫助駕駛員在開車的狀態下打開一些常見應用。語音合成技術的更多應用隨著技術的發展，語音合成技術日益成熟，機器不僅能“開口說話”,甚至能夠“復刻”人們個性化的聲音。例如，地圖導航App中，可以選擇用某明星的語音來導航，這些明星的路況播報聲音并不是每字每句提前錄好的，而是通過語音合成技術合成明星個人音庫實現的。又如，手機閱讀App中所提供的聽書服務，就是利用語音合成技術實現的。用戶還可以將自己或親朋好友的聲音應用到有聲閱讀中，即將書中的任意文字轉化為個性化的聲音播放，且做到音色高保真還原，語氣、語調、情感也堪比真人。圖1-1-7中，用戶錄下自己讀詩的聲音后，可使用App的變聲功能，將自己的聲音轉化為其他聲音來讀詩。二、用智能工具處理圖像訪問一個開放的人工智能平臺，選擇平臺中的“人臉識別”體驗模塊，了解該平臺提供了哪些相關應用。然后，分別選擇這些應用，上傳一張或多張自己或他人的照片，體驗這些人臉識別應用的功能。提示板除了人臉分析、比對等，還有一些人工智能平臺或App會提供一些有趣的應用，例如人臉融合——對兩張人臉進行融合處理，使生成的人臉同時具備兩張人臉的外貌特征，又如讓臉變老、變年輕、強行微笑等。說說做做生活中還有很多可處理圖像的智能工具，如購物網站上的拍照識別商品、手機中的人工智能美顏App等。選擇一到兩種工具，體驗并交流用智能工具處理圖像的過程。以上應用中所使用的也是一種人工智能技術人臉識別技術，它是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。針對輸入的人臉圖像或者視頻流，首先判斷其中是否存在人臉，如果存在人臉，則給出每張臉的位置、大小和各個主要面部器官的位置信息。然后，依據這些信息，進一步提取每張臉中所蘊含的身份特征數據，并將其與已知的人臉進行對比，從而識別每張人臉的身份。提示板生物識別技術是指通過計算機與光學、聲學、生物傳感器和生物統計學原理等高科技手段密切結合，利用人體固有的生理特性(如指紋、臉像、虹膜等)和行為特征(如筆跡、聲音、步態等)來進行個人身份的鑒定。人臉識別技術應用廣泛，例如電子支付中的刷臉支付、考勤系統中的人臉考勤、公共安全中的人臉對比認證等都使用到了這一技術。說說做做人臉識別現在通常用于身份的識別和驗證，你覺得這一認證方式是否存在風險 為什么 參考：人臉識別技術可能會受到多種因素的影響，如光照、角度、遮擋等，導致識別不準確。此外，人臉識別數據也容易被盜用或濫用，引發隱私泄露和安全問題。因此，在使用人臉識別技術時，需要權衡其便利性和安全性，采取嚴格的數據保護措施，確保其合法、合規、安全地應用。知識鏈接機器視覺機器視覺是目前人工智能發展較快的一個分支。簡單地說，機器視覺就是用機器代替人眼來進行測量和判斷，它主要用計算機來模擬人的視覺功能，從客觀事物的圖像中提取信息，進行處理并加以理解，最終用于實際檢測、測量和控制。機器視覺技術最大的特點是速度快、信息量大、功能多。過去，檢查工業生產流水線上產品的外觀缺損、標簽印刷錯誤、電路板焊接的質量缺陷，這些工作都靠人工完成，在增加巨大的勞動力成本和管理成本的同時，仍然不能保證100%的檢驗合格率。而用機器視覺檢測可以大大提高生產的效率和自動化程度(見表1-1-2),特別適用于一些危險的工作環境(如焊接、火藥制造)或者人工視覺難以滿足要求的場合(如微小尺寸的精確快速測量)。表1-1-2機器視覺自動檢測與人工檢測對比機器視覺自動檢測人工檢測效率效率高效率低速度速度快速度慢精度精度高受主觀影響，精度一般可靠性檢測效果穩定可靠受疲勞、情緒波動影響工作時間可24小時不停息工作工作時間有限信息集成方便信息集成不易信息集成成本成本不斷降低，一次性投入人力和管理成本不斷上升環境適合惡劣、危險環境不適合惡劣和危險環境近年來，我國機器視覺技術發展迅速，在電子制造、醫療、市政交通、汽車、食品和包裝機械等領域中，機器視覺技術的應用越來越廣泛。以下是幾種常見的機器視覺應用場景：●電子焊接制造。在芯片焊接過程中，因為芯片維度的縮小，需要較強大的影像放大功能。機器視覺工具具有絕佳的操作模式、可靠度及視覺算法的高準確度，可以很好地解決芯片焊接過程中的諸多問題(圖1-1-15)。●藥品質量檢測。在藥品包裝后的檢測環節中，可以利用機器視覺快速、準確地檢測藥品是否完好無缺。其過程是通過圖像傳感器獲取包裝后的藥品圖片信息，對每個藥粒與預先設定的面積參數進行檢測對比，這樣，破損的藥粒都會被檢測出來(圖1-1-16)。現今，機器視覺在醫療領域的應用已經從藥品包裝、藥瓶、標簽等視覺檢測發展到對生物芯片的檢測、放射科的放射檢測等。人工智能時代的身份驗證——生物識別技術如何準確、可靠地確認和驗證人的身份 密碼、IC卡、磁卡或鑰匙等方式都存在丟失、遺忘、被復制及盜用等諸多問題，因此，人們引入了一系列基于生物識別技術的新設備來解決安全問題。相對于密碼等傳統方式，生物識別技術具有防偽性能好、私密性強、隨身“攜帶”等優點，現已被廣泛應用到交通運輸、物流和邊境檢查等領域。常見的生物識別技術有指紋識別、虹膜識別(圖1-1-17)、人臉識別和指靜脈(或掌靜脈)識別(圖1-1-18),表1-1-3對比了這幾種生物識別技術。然而，生物識別技術的安全問題也引發了人們的擔憂。用戶的生物特征普遍暴露在商場、旅館、街道等各種公共場所，不法分子可通過遠程、非接觸方式，在用戶本人毫無察覺的情況下“無聲無息”地非法批量采集生物特征信息。而生物特征與人類生命相伴而生，如被非法竊取利用，后果不堪設想。近年來，我國國家立法機關相繼頒布實施了《中華人民共和國網絡安全法》《中華人民共和國民法典》《中華人民共和國生物安全法》《中華人民共和國數據安全法》《中華人民共和國個人信息保護法》,這些重要立法都與個人生物信息安全保護密切相關。表1-1-3幾種生物識別技術對比生物識別技術信息特征外界影響使用特點指紋·通過接觸型傳感器提取指紋特征進行比對·指紋屬于手指表面信息，易偽造·手指表面狀況(干裂、脫皮)·干濕環境·易受干擾·使用者抵觸較大虹膜·通過非接觸型傳感器提取眼睛的虹膜進行比對·表面信息，不易偽造·光線、距離、疾病·需要對準·使用者心理抵觸較大人臉·根據人臉特征信息進行對比驗證·表面信息，易偽造·光照、整形、化妝、飾品·需要對準·易受光線影響指靜脈或掌靜脈·通過非接觸方式獲取手指或手掌的靜脈圖像特征進行比對·人體內部密碼，無法偽造·身體內部末端信息，不受疾病、外部環境影響·非接觸式·自然放置·使用者幾乎無抵觸三、認識人工智能及其發展1.認識人工智能及其應用以上介紹的語音識別、人臉識別都是人工智能的典型應用。提到“人工智能”,很多人可能會聯想到科幻影片或小說中的各種機器人。其實人工智能是一種人為制造的智能，并不是指具體的機器或硬件等設備。人工智能可以存在于各種各樣的軟件或硬件之中。目前，人工智能尚未有統一的定義，不同學科背景的學者對人工智能有不同的理解。一種被廣泛接受的說法是：人工智能是智能機器或軟件所執行的通常與人類智能有關的智能行為，這些智能行為涉及學習、感知、思考、理解、識別、判斷、推理、證明、通信、設計、規劃、行動或問題求解等活動。現今，隨著人工智能的發展，人們的日常生活中已經越來越多地用到各種人工智能技術。例如，出國旅行時，遇到不認識的路標，只要用手機上的拍照翻譯App拍一張照片，就能馬上得到翻譯；想找人聊天時，可以和手機上的聊天機器人進行交流；聽到不知名的歌曲時，可以用音樂App上的聽歌識曲功能得到該歌曲的相關信息。現如今，人工智能已運用到社會的各個行業和領域，如智能制造、智能農業、智能物流、智能金融、智能商務、智能家居等。數字化學習以小組為單位，每組選擇一種人工智能應用實例開展研究，并在班級里交流。說說做做通過上網查詢或閱讀書籍，列舉一些其他的人工智能應用，并了解這些人工智能應用都模仿了人的哪些智能行為，分別具備哪些能力。表1-1-4常見的人工智能應用人工智能應用模仿的智能行為具備的能力參考：知識鏈接“圖靈測試”是一種判斷“機器是否具備智能”的方法。如圖1-1-26所示，在測試者C與被測試者A(機器)、被測試者B(人)隔開的情況下，通過一些裝置(如鍵盤)向被測試者隨意提問。進行多次測試后，如果有超過30%的問題測試者不能確定被測試者是人還是機器，那么這臺機器就通過了測試，被認為具有人類智能。從表面上看，要使機器回答按一定范圍提出的問題似乎沒有什么困難，可以通過編制特殊的程序來實現。然而，如果提問者并不遵循常規標準，編制回答的程序將是極其困難的事情。例如，提問與回答呈現出下列兩種狀況：第一種問：你會下國際象棋嗎 答：是的。問：你會下國際象棋嗎 答：是的。問：請再次回答，你會下國際象棋嗎 答：是的。第二種問：你會下國際象棋嗎 答：是的。問：你會下國際象棋嗎 答：是的，我不是已經說過了嗎 問：請再次回答，你會下國際象棋嗎 答：你煩不煩，干嗎老提同樣的問題 面對第一種情況，人們會傾向于認為，面前的這位是一部機器而不是人。2.暢想人工智能的發展人工智能自誕生以來已有超過60年的歷史，其發展過程可謂一波三折。近年來，伴隨著大數據和高性能計算技術的發展，人工智能取得了一系列重大技術突破，在人機博弈、圖像識別、自動翻譯、自動駕駛等眾多領域都有令人矚目的進步。人工智能再次迎來了爆發式發展的歷史機遇，成為世界各國競相深入開發的戰略性領域。現今，人工智能已經可以代替人類完成很多事情，從而將人力最大化地解放出來。大量簡單、重復、不需要復雜思考的工作崗位已逐漸被機器所取代。無人駕駛汽車的出現，大量翻譯工作可以由機器完成……很多職業和工作在不久的未來將會因人工智能的介入而消失。提示板無人駕駛汽車時刻利用各種車載傳感器來“識別”“感知”車輛周圍環境、位置、汽車行駛的狀態等，同時將這些信息及時有效地反饋給汽車的控制系統，控制系統會根據這些環境信息、狀態信息等，不停地進行“分析”“計算”和“規劃”活動，然后控制汽車安全、可靠地駛向目的地。在藝術和創作領域這個長期以來被認為是代表人類大腦創造力的人類專屬領域，人工智能也正在慢慢侵入。已經有科學家利用人工智能完成了藝術作品的創作，如詩歌、繪畫的創作。人類應該如何面對正在到來的人工智能時代 這是值得每一個人思索的問題。在人工智能快速發展的當下，理性地認識人工智能的潛能及可能存在的風險，自覺維護和遵守智能化社會的規范與法規，顯得尤為重要。說說做做1.人工智能給你的生活與學習帶來了哪些影響 你覺得未來有哪些職業可能被人工智能替代 作為中學生，該怎樣迎接人工智能時代，應對人工智能的挑戰 以“暢想人工智能的發展”為主題開展小組活動，交流各自的想法。參考：人工智能已深入我生活與學習的方方面面，如智能助手幫我規劃學習，智能家居讓生活更便捷。未來，簡單重復性的職業，如數據錄入員、部分客服等，可能被AI替代。作為中學生，我們應積極學習編程和數據分析技能，增強創新思維和跨學科能力，以適應AI時代的需求。在“暢想人工智能的發展”小組活動中，同學們熱烈討論，認為AI將推動醫療、教育等領域的革新，但也需關注其倫理和社會影響。我們應擁抱變化，努力成為未來AI技術的創造者和使用者。2.2018年，美國一名女子被一輛自動駕駛汽車撞傷后不幸身亡。在這起事故中，該女子推著自行車突然從光線陰暗的路邊闖出來，試圖橫穿公路，而肇事的自動駕駛汽車完全沒有采取任何避讓及剎車措施。雖然這輛車中還有一名司機，但該司機當時并未關注路面情況，最終導致了悲劇的發生。你覺得在這起案例中，究竟誰要為此負責 參考：在這起案例中，多方應對此負責。首先，自動駕駛汽車的技術應能應對突發情況，但顯然它失敗了，因此技術提供商應承擔責任。其次，車內的司機在自動駕駛時也應保持警覺，隨時準備接管，他未能做到，也應負責。最后，雖然女子是受害者，但她突然從陰暗處闖入公路，也增加了事故風險。總之，這是一個復雜的多責任方事故，需要全面調查和公正裁決。為避免未來類似悲劇，技術提供商應改進自動駕駛系統，同時司機和行人也應提高安全意識。知識鏈接人工智能的發展歷史長期以來，人類一直夢想著能制造出具有智能的機器。1956年，“人工智能”概念首次出現。幾十年來，人工智能的發展幾經波折，大致經過三個階段：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，但由于很多事物不能形式化表達，建立的模型存在一定的局限性，而且計算任務的復雜性不斷加大，人工智能發展一度遇到瓶頸。第二階段(20世紀80年代至90年代末)。這一階段，專家系統得到快速發展，數學模型有了重大突破，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高等原因，人工智能的發展又一次進入低谷期。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。人工智能帶來的新挑戰人工智能發展的不確定性帶來新挑戰。人工智能是影響面廣的顛覆性技術，可能帶來改變就業結構、沖擊法律與社會倫理、侵犯個人隱私、挑戰國際關系準則等問題，將對政府管理、經濟安全和社會穩定乃至全球治理產生深遠影響。在大力發展人工智能的同時，必須高度重視可能帶來的安全風險挑戰，加強前瞻預防與約束引導，最大限度降低風險，確保人工智能安全、可靠、可控發展。◆人工智能的安全問題人工智能最大的特征是能夠實現無人類干預的，基于知識并能夠自我修正的自動化運行。在開啟人工智能系統后，人工智能系統的決策不再需要操控者進一步的指令，這種決策可能會產生人類預料不到的結果。設計者和生產者在開發人工智能產品的過程中可能并不能準確預知某一產品會存在的可能風險。因此，對人工智能的安全問題不容忽視。◆人工智能的倫理問題人工智能的開發、推廣及利用應遵循：保證基本權利、維護社會價值，包括為善、不作惡、個人自主、公正、可解釋性等倫理原則。然而人工智能技術的應用讓道德和法律規范的對象也變得復雜、難以確定了。假如無人駕駛汽車在行駛中發生交通事故，造成了一定的生命、財產損失，那么應該由誰——無人駕駛汽車的設計者、制造者，還是使用者，抑或是無人駕駛汽車自身——來承擔相應的道德和法律責任呢 或者，智能系統本身是否可以作為道德、法律主體，承擔相應的道德或法律責任呢 如果承認其主體地位，它又如何“承擔”這種責任呢 ◆人工智能的隱私問題隨著人工智能時代的到來，人們的個人隱私安全將面臨更大的挑戰。生活在智能社會中，人類的一切都可能被當作大數據而被記錄，記錄可能詳盡、細致到出人意料的程度，一旦這些信息被泄露或盜用，會導致用戶陷入尷尬境地，并引發各種糾紛。拓展學習——人工智能語言模型簡介1.文心一言文心一言是百度公司研發的知識增強大語言模型，能夠與人對話互動，回答問題，協助創作，高效便捷地幫助人們獲取信息、知識和靈感。同時，文心一言也是百度公司繼文心一格之后的又一個生成式AI產品，是百度在人工智能領域深耕十余年后，擁有產業級知識增強文心大模型ERNIE的基礎上，利用跨模態、跨語言的深度語義理解與生成能力而開發的一款AI聊天機器人。2.訊飛星火訊飛星火是科大訊飛推出的人工智能大模型，基于全國產化算力平臺“飛星一號”進行訓練，是一個全民開放的大模型。在能力上，訊飛星火進行了全面的升級，包括語言理解、文本生成、知識問答、邏輯推理、數學能力、代碼能力和多模態能力等七個方面。在應用上，訊飛星火也展示了強大的實力。例如，搭載訊飛星火的“訊飛智文”可以實現文檔一鍵生成、AI撰寫助手、多語種文檔生成、AI自動配圖、多種模板選擇、提供演講備注功能等，極大地提高了文檔制作的效率和便捷性。3.通義千問通義千問是阿里云推出的一個超大規模的語言模型，功能包括多輪對話、文案創作、邏輯推理、多模態理解、多語言支持。它能夠跟人類進行多輪的交互，也融入了多模態的知識理解，且有文案創作能力，能夠續寫小說，編寫郵件等。通義千問是一種基于知識圖譜的問答系統，旨在通過自動化的方式回答用戶提出的問題。它利用大規模的知識圖譜和自然語言處理技術，能夠理解用戶的問題并提供準確的答案。通義千問的核心思想是將問題轉化為知識圖譜中的查詢，然后通過圖譜中的實體、屬性和關系來獲取答案。 了解在本次活動中要學習的人工智能知識。學習語音輸入法和比較普通話與方言的識別效果。說一說身邊的人們在使用的輸入法并比較不同輸入法的優劣。在人工智能平臺，體驗語音合成技術。了解語音交互技術。了解語音交互技術的應用。學習語音識別技術的更多應用。學習語音合成技術的更多應用。體驗人工智能平臺中的“人臉識別”模塊功能。和小組成員體驗并交流用智能工具處理圖像的過程。了解人臉識別技術的基本原理。了解生物識別技術的基本概念。討論人臉識別的安全性。學習機器視覺的基本概念和應用。了解機器視覺應用的場景。學習生物識別技術及常見的應用。學習人工智能的基本含義。了解生活中的人工智能。開展人工智能應用實例研究并在班上進行交流。了解圖靈測試的基本含義。暢想人工智能在未來的發展和應用。了解無人駕駛汽車的工作過程。了解人工智能在藝術和創作領域的應用。思考人類應該如何面對正在到來的人工智能時代。學習人工智能的發展歷史。學習人工智能帶來的新挑戰，包括人工智能的安全問題，人工智能的倫理問題及人工智能的隱私問題。學習了解人工智能發展最新的進展。 指明本次活動學習的內容。學生通過體驗使用語音輸入法，感受人工智能工具在處理聲音時便捷。通過比較拼音輸入法、語音輸入法等輸入方法，感受這些輸入法的優劣。通過體驗語音合成技術，感受計算機合成聲音在音色、自然度等方面的表現，讓學生初步認識到人工智能工具在文字轉語音方面的優勢。通過了解語音交互技術及其應用，讓學生感受人工智能工具對人們生活帶來的便捷。通過了解更多語音識別技術和語音合成技術的應用，讓學生深刻體會人工智能對社會生活的巨大改變。通過訪問和體驗開放的人工智能平臺中的“人臉識別”模塊，學生不僅能夠獲得技術知識和實踐經驗，還能夠培養創新思維和數據素養，這對他們的全面發展是非常有益的。幫助學生了解這一快速發展的技術，培養學生的創新思維和跨學科解決問題的能力。此外，通過機器視覺在工業生產中的實際應用案例，學生能更好地理解技術如何助力提高效率，特別是在危險或高精度要求的場合。這種學習經歷將激發學生的科技興趣。生物識別技術作為現代身份驗證的重要手段，了解其原理和應用能增強學生的科技素養和對安全問題的認識。同時，了解技術背后的安全隱患和法律保護措施，有助于培養學生的信息安全意識和法律意識，提醒他們在日常生活中注意保護個人生物信息，防范潛在風險。這種綜合性的學習體驗將有助于學生成為具備科技知識和法律素養的現代公民。首先，了解人工智能的定義和應用能夠增強學生的科技素養，幫助他們更好地適應現代科技社會。其次，通過實際生活中的人工智能應用案例，學生可以更直觀地理解人工智能的實用性和廣泛性，激發他們對科技的興趣和創新精神。首先通過了“圖靈測試”這一判斷機器智能的重要方法，幫助學生理解人工智能評估的基準。其次，通過具體的問答示例，學生可以體會到機器與人類在回答問題時的本質差異，進而思考智能的真正含義。此外，這一過程也鍛煉了學生的邏輯分析能力和批判性思維，鼓勵他們從不同角度看待問題。讓學生了解到人工智能的發展歷程和當前的技術突破，認識到人工智能在現實生活中的應用和潛力。同時，這也提醒學生思考未來職業發展的方向，明白簡單重復的工作可能會被機器取代，從而激勵他們積極學習、提升自我，以適應未來社會的變化。提醒學生關注人工智能發展帶來的新挑戰，包括安全、倫理和隱私問題。增強學生的風險意識和安全意識，促使他們在未來使用或開發人工智能產品時更加注重安全和倫理原則。同時，這也能夠培養學生的批判性思維和跨學科思維，幫助他們更好地理解人工智能技術的復雜性和多面性。通過學習人工智能語言模型，感受人工智能的發展已經進入了全新時代，將為人類提供全新的認知。
課堂練習 在本課學習的基礎上，暢想一款人工智能產品，說一說它將如何幫助人們解決問題的。 基于對人工智能的理解，思考一款人工智能產品。 通過暢想一款人工智能產品，幫助學生加深對人工智能的理解。
課堂小結 組織學生分小組總結本課學習內容，請每個小組代表說說自己小組總結的結果。教師做最后的補充。參考：本次活動帶領我們走近了神奇的人工智能世界。我們通過智能工具親身體驗了聲音和圖像的處理技術，如語音輸入法、語音合成以及語音交互等，感受到了科技為生活帶來的便捷。同時，我們也對人工智能的定義、應用及其發展前景有了更深入的認識。這次活動不僅拓寬了我們的科技視野，更激發了我們對未來科技發展的無限期待。讓我們共同期待人工智能在更多領域大放異彩，為我們的生活帶來更多驚喜與便利。 在小組討論基礎上，推選代表總結本課學習內容。其他小組做補充總結。 學生自己總結學習內容是一種學習方法，每次課可以梳理出學習了哪些知識、技能方法和思維方式，在頭腦中形成本課程的學科結構。
板書 從教師板書上歸納本課學習內容的重點。 通過板書，幫助學生形成本課學習內容思維導圖。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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