王麗麗

《初識人工智能》是人工智能模塊的起始課，其目的是讓學(xué)生：通過學(xué)習(xí)了解人工智能的基本概念和發(fā)展歷程，感受計算機科學(xué)發(fā)展對生活的影響;同時通過對人工智能代表性情境的體驗，感知人工智能技術(shù)的特點;結(jié)合開源硬件，實現(xiàn)簡單的人工智能系統(tǒng);了解智能應(yīng)用對未來生活帶來的影響，辯證看待人工智能技術(shù)。

● 學(xué)科核心素養(yǎng)分析

信息技術(shù)核心素養(yǎng)要求學(xué)生：關(guān)注生活中的信息技術(shù)現(xiàn)象，尋求恰當?shù)姆绞将@取與處理信息，具備信息意識;借助硬件編程，體驗“人臉識別”簡單人工智能實現(xiàn)過程，培養(yǎng)計算思維;通過對人工智能的分類，感知人工智能給社會和生活帶來的影響，客觀對待人工智能，形成AI時代信息社會責(zé)任。

● 人工智能教學(xué)的落地

為了更好地在本課中落實信息技術(shù)核心素養(yǎng)，筆者備課時圍繞學(xué)生的體驗、理解、決策等認知活動，結(jié)合教學(xué)目標將教學(xué)內(nèi)容抽象成一個個具體的問題，針對性地組織教學(xué)活動。本課的核心教學(xué)問題及對應(yīng)的教學(xué)活動如下：

人工智能的概念——對照人腦的思考活動，類比總結(jié)。

人工智能的發(fā)展史——呈現(xiàn)計算機發(fā)展與人工智能的發(fā)展史，分析歸納。

人工智能的本質(zhì)計算——學(xué)生體驗人工智能現(xiàn)象。

人工智能的簡單實現(xiàn)——硬件模擬人臉識別。

人工智能的理智思考——辯論人工智能的利與弊。

通過談話法、演繹法、體驗法等教學(xué)方法層層推進，以核心教學(xué)問題為明線，以“身邊的AI→AI的歷史→AI的現(xiàn)在→AI的未來”為暗線，引導(dǎo)學(xué)生認識身邊的人工智能，初步了解人工智能的本質(zhì)，體驗人工智能為生活帶來的便捷與樂趣，思考人工智能的未來。

活動一：猜年齡

首先，讓學(xué)生猜一猜老師的年齡，說一說是根據(jù)什么猜出來的。接下來，利用微信中的“百度AI體驗中心”小程序中的人臉與人體識別，識別老師的年齡。然后，分析人類猜年齡的過程：輸入（眼睛）—大腦思考—輸出（嘴巴）;分析機器猜年齡的過程：輸入（圖像）—機器算法—輸出（文字）。

將機器思考的模式和人類的思考方式進行類比，讓學(xué)生總結(jié)什么是人工智能，緊接著通過視頻來呈現(xiàn)人工智能。激活經(jīng)驗，列舉生活中的人工智能情境：刷臉進站、刷臉支付、刷臉取快遞等。

教學(xué)分析：人工智能是研究、開發(fā)，用于模擬、延伸、擴展人類智能的理論、方法及應(yīng)用系統(tǒng)的一門技術(shù)科學(xué)。然而落實到教學(xué)中，用深奧的文字去闡述給學(xué)生聽，似乎有點難。通過類比人腦的思考活動，形象地引入人工智能的基本概念。通過視頻，把抽象的信息呈現(xiàn)出來，變成和學(xué)生生活相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，喚醒信息意識，調(diào)動學(xué)生的積極性。

活動二：初體驗

（1）揭秘圖靈測試

教師組織學(xué)生討論并設(shè)計一個實驗來驗證計算機有智能，交流匯報。

出示圖靈測試：圖靈說設(shè)置兩個黑房間，一個里面放機器，一個里面放人。你用鍵盤和兩個房間對話，隨便聊什么，如果你分不出來哪個房間是人，哪個房間是機器，就說明這臺機器通過了圖靈測試，具有了智能。（語音朗讀）

緊接著介紹計算機之父、人工智能之父——圖靈。

（2）對比發(fā)展史，引發(fā)遷移

請學(xué)生帶著問題閱讀課本：①人工智能概念何時何地提出？②中國人工智能學(xué)會何時何地成立？③哪一年中國把智能控制和智能自動化等項目列入國家科技攀登計劃？④哪一年人工智能成為中國國家戰(zhàn)略？然后，通過動畫對比計算機的發(fā)展史和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，學(xué)生小組討論，交流匯報，對比認知，更好地理解人工智能發(fā)展史，進一步明確人工智能發(fā)展與計算機科學(xué)發(fā)展的關(guān)系。

（3）體驗程序，發(fā)現(xiàn)本質(zhì)

學(xué)生分組利用iPad體驗人工智能情境：訊飛語記、百度AI體驗小程序、形色APP。每組一臺iPad，根據(jù)活動單上的提示，進行體驗。體驗結(jié)束后，每組派代表匯報結(jié)果。（思考問題：訊飛語記APP是如何把我們的語音轉(zhuǎn)換成文字的;百度AI體驗小程序是如何知道你的年齡和表情的;形色APP是如何識別出植物的）

學(xué)生體驗結(jié)束后，以小組為單位進行匯報。教師引領(lǐng)學(xué)生探索各種人工智能情境背后的原理。

學(xué)生通過語音識別體驗及匯報，理解人工智能的工作過程及原理。人臉識別小程序再次印證人工智能需要大數(shù)據(jù)作為支撐。形色APP能不斷學(xué)習(xí)，擴大數(shù)據(jù)庫，修正自己的錯誤。學(xué)生明白人工智能之所以功能強大，是因為其背后有強大的計算能力以及海量的數(shù)據(jù)做支撐。

（4）編程演示，模擬建構(gòu)

教師展示人工智能編程過程，讓學(xué)生更深入了解人工智能的工作過程。計算機通過攝像頭獲得人臉圖像，通過程序計算并以語音形式輸出人臉的顏值、性別、表情，在軟件平臺的支持下，學(xué)生親歷人工智能的實現(xiàn)。

教學(xué)分析：體驗伊始，讓學(xué)生自行設(shè)計實驗來說明機器有智能。與圖靈測試進行比較，進一步詮釋了人工智能之父圖靈理念的前瞻性。人工智能的發(fā)展離不開計算機的發(fā)展，通過時間線的對比，引導(dǎo)學(xué)生自主建立兩者之間的關(guān)系。分組體驗人工智能的代表性情境，探究現(xiàn)象背后的原因，理解人工智能的本質(zhì)是計算、基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)。編程演示，一方面帶著學(xué)生體驗人工智能的實現(xiàn)過程，消除對人工智能的陌生感，另一方面感受算法之美，為后面的表情識別做鋪墊。

活動三：人工智能再判斷

討論交流人工智能給生活帶來的利與弊。

教師提出問題：人工智能即將取代哪些人的工作，為什么？（學(xué)生討論）。

教師總結(jié)：目前人工智能只能解決簡單重復(fù)不需要思考的問題。人工智能不能實現(xiàn)真正的推理和解決問題，沒有自主意識，我們還處在弱人工智能時代。未來，隨著腦科學(xué)的突破，我們有可能迎來強人工智能時代，那時的機器有知覺，有自我意識，可以獨立思考問題并制訂最優(yōu)方案。

教學(xué)分析：人工智能在給現(xiàn)實生活帶來便利的同時，也給某些行業(yè)帶來了沖擊。通過兩個問題，引發(fā)學(xué)生深入的思考，辨證地看待人工智能給生活帶來的影響。針對學(xué)生的顧慮給予正面的引導(dǎo)，樹立正確的價值觀。

● 教學(xué)反思

人工智能是一項多領(lǐng)域交叉學(xué)科，工作室在推動課程落地的實踐中，提供了豐富的材料，讓筆者在解讀本課課題時，明確了教什么內(nèi)容，教到什么程度。在以上的案例中，筆者降低了認知難度，提升了學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)力，教學(xué)取得了良好的效果。