高中信息技術(shù)中信息的智能加工教學案例

姜麗華

（江蘇省南京市第六十六中學，江蘇南京 210037）

引 言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)進入信息時代，作為信息技術(shù)中的前沿技術(shù)，各種智能加工工具在生活中頻繁出現(xiàn)。高中生作為信息社會的中堅分子，有必要學習這一前沿技術(shù)。筆者作為一名信息技術(shù)教師，設計教學案例如下。

一、教學目標

需要學生掌握的知識與技能：能使用現(xiàn)實生活中常用的信息智能處理工具；簡單了解信息智能處理工具的工作原理及與一般處理工具的區(qū)別；認識信息的智能處理這一前沿技術(shù)的實際應用價值。

學習過程與方法：通過體驗生活中的常用信息智能處理工具，認識并了解智能處理的作用；通過觀看視頻了解其基本的工作原理。

情感態(tài)度與價值觀：通過生活中的實際案例讓學生感受信息智能工具的魅力，激發(fā)學生對信息智能工具及信息前沿技術(shù)的探索熱情，讓學生樹立正確的科學技術(shù)使用觀。

二、教學過程

（一）初識智能工具

教師播放2000年5月19日全球第一個虛擬主持人安娜在英國開播新聞的視頻，然后再播放震驚世界的圍棋大師李世石與“AlphaGo”（阿爾法狗）人機對弈的視頻。

教師：安娜的新聞播報如同真人主持人，阿爾法狗的棋藝也讓世界圍棋大師招架不住。這些都是人工智能的神奇效果，現(xiàn)在就讓我們一起開啟信息智能化處理的神奇大門！

【信息的處理工具初體驗】教師拿出手機，演示與“Siri”的互動聊天，請學生來描述聊天過程，讓學生初步了解信息處理工具。然后，教師再對學生布置任務：任務一，教師為學生提供翻譯軟件，讓學生體驗機器翻譯。嘗試將古詩《憫農(nóng)》先譯成英文，再將英文譯回中文，讓學生進行對比，談談自己的發(fā)現(xiàn)。任務二，向?qū)W生提問：“王莉同學對于某本雜志中長達5頁的一篇文章深有感觸，決定摘錄下來做成Word文檔，在班會上展示給全班同學，請問她該怎么辦？”教師可以讓學生相互討論，也可以利用網(wǎng)絡查找資料。在經(jīng)過學生的自主學習后，請學生介紹并演示任務的完成過程及研究成果。

【感知信息智能處理工具】教師通過展示“Siri”、翻譯軟件、“漢王OCR”等信息的智能處理工具軟件，讓學生明白，這些工具軟件是由計算機軟件程序控制，能夠模仿人類進行思考，做一些人類能夠做的事。此時，教師可以引導學生進行思考，這些智能處理工具與學生接觸到的Word、Excel、VB編制的程序有什么不同呢？讓學生展開討論并且閱讀課本找出以下問題的答案并總結(jié)。

（1）所有的計算機程序或者由計算機操作的都是智能工具嗎？（2）分析探索智能工具與一般信息處理工具的區(qū)別。

在學生討論后，可以總結(jié)處理問題方法：一般處理工具有固定的算法，智能處理工具不固定；處理問題過程：一般處理工具重復計算，智能工具通過分析推理控制過程；處理問題的結(jié)果：一般處理工具結(jié)果確定，智能工具結(jié)果不確定而且不能保證正確率。

（二）了解智能工具的工作原理

在這一環(huán)節(jié)中，教師為學生介紹智能工具的主要研究領(lǐng)域：模式識別和自然語言理解，并組織如下探究活動。

【探索智能工具的工具原理】兩人一組進行活動，一個人在背上寫字，由另一個人猜測思考。隨后總結(jié)過程：信息輸入（感知動作）→預處理（皮膚感知）→特征分析（大腦處理）→特征匹配（得出答案）→顯示結(jié)果（口頭表達）。由此得出結(jié)論，手寫板的漢字輸入是人工智能技術(shù)的研究領(lǐng)域之一，主要采用了模式識別技術(shù)。模式識別技術(shù)主要是利用計算機對物體、圖像以及語音或者字符等進行自動識別，手寫板的識別率雖然不能做到百分之百，但是在生活中是有使用價值的，并且應用廣泛，特別是對一些殘障人士而言，手寫板的語音輸入為他們的生活帶去了很大的方便。

此時，教師可以請學生列舉生活中的模式識別有哪些應用，讓學生回答問題：“翻譯軟件中—英—中對比發(fā)現(xiàn)有什么結(jié)果？機器翻譯和人工翻譯有什么不同之處？機器翻譯的工作原理是什么？”最后得出結(jié)論，機器是機械操作，軟件在已輸入的詞庫中進行搜索，把一種語言轉(zhuǎn)換成另一種語言。

隨后，教師可以組織學生進行活動探究，進行與手機“機器人”的對話。讓學生拿出手機，與手機上的“智能語音”進行對話聊天。引導學生思考：“你覺得手機機器人比人聰明嗎？在你們對話的過程中有沒有答非所問的情況？”隨后再對學生發(fā)言進行總結(jié)，得出結(jié)論，自然語言的理解可以分為：詞法分析、句法分析和語義分析。當我們輸入語音后，機器人首先理解然后搜索自己的詞庫生成文字并給出回答。自然語言理解和模式識別是智能工具的兩個重要研究領(lǐng)域。

（三）展望未來

阿里巴巴集團董事局主席馬云的話讓人醍醐灌頂，“智能工具軟件有不盡如人意的地方，但它確實在某方面方便著我們的生活”，隨著技術(shù)的發(fā)展，智能工具會變得更完善，更多、更先進的智能工具會不斷涌現(xiàn)，將會徹底改變我們的生活。

在初識智能工具并了解其工作原理后，教師可以進行課堂小結(jié)：“本節(jié)課我們感受了一下我們生活中常用的智能工具，了解模式識別以及自然語言理解兩大研究領(lǐng)域，感受到了它們在實際生活中的應用價值，也暢想了未來的智能工具是什么樣子。雖然目前智能工具還存在很多的不足，但是我們相信隨著科技的不斷更新發(fā)展，智能工具的明天一定會更加絢麗多彩！”

（四）知識拓展

教師可以向?qū)W生展示有關(guān)機器人信息的網(wǎng)站，讓有興趣的學生能夠進一步了解機器人的相關(guān)知識，介紹有關(guān)“人工智能初步學習”的選修模塊。

三、教學反思

本節(jié)課的設計以學生生活實際為切入點引入教學內(nèi)容，讓學生在解決實際問題的過程中了解智能工具的技術(shù)原理，充分激發(fā)學生的積極性與主動性。在教學中，注重學生的生活經(jīng)驗，選取適當?shù)膬?nèi)容讓學生主動探索，獲得深切感受。在整個教學過程中，教師應圍繞教學目標展開課堂環(huán)節(jié)，充分體現(xiàn)學生的主體地位，教師選取問題讓學生進行探究、討論，教師再進行適當?shù)囊龑?，保證教學節(jié)奏有條不紊，既鞏固了學生的基礎(chǔ)知識，又開闊了學生視野，普及當下科技熱點。在這節(jié)課中學生的積極性很高，課堂效率極高，課堂氛圍活躍，算得上是一節(jié)成功的課。

結(jié) 語

筆者認為面臨人工智能高速發(fā)展的時代，怎樣更好地適應人工智能社會，培養(yǎng)學生成為人工智能社會的主人翁意識，讓學生參與到人工智能發(fā)展的大潮中，值得我們信息技術(shù)教師更深入地研究與探討，也是我們信息技術(shù)課應該關(guān)注的重點，更符合信息技術(shù)課程“提高學生信息素養(yǎng)”這一課程目標。