课题 | 人工智能的三驾马车 | 单元 | 第一单元 | 学科 | 信息技术 | 年级 | 九年级 | ||
教材分析 | 信息技术是一门知识性、技能性与创新性相结合的学科。现阶段，信息技术教育的理念已发生了质的飞跃，从单纯的技能训练上升为全面的信息素养的培养。教材以提高全体学生信息素养、养成学生自主学习意识和能力、培养学生数字化创新精神，从生活中发现问题、明确任务、确立目标、分析任务。在探究过程中逐步到解决问题的方法。实用的小技巧，适时点拨关键操作。旨在帮助学生掌握信息时代生存与发展必需的基础知识和基础技能，养成信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的核心素养。 | ||||||||
教学目标 | 2、计算思维：具备分析和解决问题的能力，通过信息技术和人工智能的学习，提高逻辑思维和创新能力。 3、数字化学习与创新：掌握信息技术和人工智能的基本概念和原理，培养利用数字工具进行学习和创新的能力。 4、信息社会责任：增进对信息安全、隐私保护和伦理道德等问题的关注，并积极参与构建一个负责任的信息社会。 | ||||||||
重点 | 一、数据二、算法三、算力 | ||||||||
难点 | 1、算法 | ||||||||
教学过程 | |||||||||
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 | ||||||
导入新课 | “绝艺”是由腾讯AI1ab（腾讯人工智能实验室）团队自主研发的围棋AIo这个颇具美感的中国风名字，出自唐代诗人杜牧给当时的围棋国手王逢的送别诗“绝艺如君天下少，闲人似我世间无”，杜牧用“绝艺”这个词赞赏王逢棋艺精湛，无人可及。“绝艺”的诞生初衷是帮助人类更好地认识围棋，通过科技创新让围棋这项运动焕发新的生命力，同时也让人工智能与人类棋手一起在围棋领域探索和成长，共同推动中国围棋事业的发展。 | 观看视频了解生活中的人工智能数据、算法、算力 | 帮助学生理解人工智能数据、算法、算力的含义打开课堂 | ||||||
讲授新课 | 一、活动1：体验与A1下围棋 | ||||||||
1、打开“绝艺”平台，体验与A1下围棋的过程，感受与AI下围棋的乐趣。体验完后，结合助力知识，思考并和同学讨论以下问题 2.思考以下问题。 3、自从人工智能的概念诞生以来，围棋就被誉为人工智能难以攀登的高峰。围棋的棋盘上有横竖各19条直线，将棋盘分成361个交叉点，每个点有3种状态。 4、绝艺”模仿了人类大脑下棋的思考方式，研发人员为“绝艺”输入大量的人类棋谱，然后根据当前策略判断出对手可能落子的区域，在可能落子的区域进行大量的计算，选出让自己胜率最高的走法。 5、“绝艺”本质上和人类棋手的做法一样，但区别在于，“绝艺”算力强大，能在极短的时间内做出最优的判断，并且它能够和自己对弈，发现并尝试更多的策略。 6、通过分析可以看出，“绝艺”的胜利，实质上是人工智能的胜利。人工智能的发展有三大法宝：数据、算法和算力。 二、活动2人工智能的燃料一数据 1、“绝艺”输入大量的人类棋谱数据。数据资源是机器学习训练的基本素材，通过对数据的学习，智能机器能不断积累经验、优化决策参数，逐渐变得更贴近人类智能。 2.随着移动互联网、物联网的发展，如今的数据呈现大爆炸式的增长，这恰恰为人工智能的深度学习等技术提供了完美的训练素材，海量的大数据通过最新的深度学习技术为人工智能的发展与应用带来了难以估量的价值大数据在不同领域中 | 学生通过使用绝艺平台体验下围棋，思考绝艺如何运行 学生探讨数据对于绝艺平台有什么作用，了解数据的重 要性 | 帮助学生更多地思考人工智能为什么能如此运用。 通过学生之间的探讨，促进对于数据学习的积极性。 | |
的应用。
3.人工智能发展所取得的大部分成就都和大数据密切相关。通过数据采集、处理、分析，从各行各业的海量数据中获得有价值的信息，为更高级的算法提供素材，机器训练有了足够多的样本才能训练出足够准确的智能应用.
4、这些智能应用服务于城市，就叫“智慧城市“：服务于交通.就叫“智慧交通”；服务于家庭，就叫“智能家居”：服务于医疗，就叫“智能医疗”:服务于生活，就叫“智慧生活”......于是，智慧社会产生了。智慧社会真正得以有序、有效运行，中间必须依托一个“桥梁”与工具，那就是人工智能。而数据是人工智能的基石,它为人工智能的学习奠定了基础。
三、活动3人工智能的引擎一算法
1、“绝艺”通过围棋大师的无数经典棋局学习棋手们如何下棋，然后判断出对手可能落子的区域，通过计算选出让自己胜率最高的走法，其中的核心就是机器学习,机器学习与深度学习和人工智能的关系。
2、机器学习是一种实现人工智能的方法。机器学习最基本的做法是使用算法来解析数据、从中学习，然后对真实世界中的事件做出决策和预测。机器学习是用大量的数据来“训练”的，通过各种算法从数据中学习如何完成任务
3、人们在算法中输入大量数据，机器学习可以学习或发现其中的模式，然后将这些模式应用于它遇到的所有新问题。深度学习是目前最热门的机器学习方法，目前，深度学习在计算机视觉、自然语言处理领域的应用远超传统的机器学习方法
4、人工智能发展示意图
5、深度学习和传统机器学习最重要的区别是前者的性能随着数据量的增加而增强。如果数据很少，深度学习算法性能并不好，这是因为深度学习算法需要通过大量数据才能很好地理解其中蕴含的模式，在这种情况下传统机器学习占据上风
6、“绝艺”的出现让我们看到了深度学习和机器学习的强大能力。随着AI算法的发展，机器现在已经可以识别面孔、驾驶汽车等，人工智能算法作为人工智能技术的核心，推动着人工智能技术在更广阔领域中的应用
7、人工智能在60多年的发展过程中，经历了三次大起大落，回顾人工智能发展的三次浪潮，可以发现：每一次浪潮的发展都始于算法的突破。当前ChatGPT爆火，人工智能取得了前所未有的成功，这主要得益于深度学习算法的突破
8、深度学习算法自2006年被提出后，通过快速发展解决了前两次人工智能浪潮中难以解决的问题。2016年，A1PhaG。以4:1的战绩击败围棋职业九段选手李世石，标志着人工智能发展的重要里程碑
9、而算法的突破，离不开算力和数据量的提升:算法的训练过程需要进行大量的矩阵运算，这就需要大量的算力和数据进行支持，只有在算力充足、数据量足够大且具有多样性的情况下，模型才能更好地学习各种特征和模式。这也侧面验证了人工智能的发展是一个综合性的工程，只有算力、算法和数据同时提升，才能推动人工智能技术的发展
四、人工智能的加速器一算力
1、算力，顾名思义就是设备的计算能力。对于人类棋手而言，下围棋时的算力非常重要，对于人工智能“绝艺”而言也不例外，它之所
以能够战胜人类棋手，离不开它背后的超级算 | 汽车电子加速器 考算力对于绝 | 动思考的习惯 | |
力 2、“绝艺”通过算力处理大量的相关数据，并不断学习与成长，最终获得技能，战胜人类棋手。数据、算法和算力被视为推动人工智能发展的三大要素，其中算力更是被形容为支撑人工智能走向应用的“加速器” 3、芯片是算力的核心。从技术架构来看，AI芯片可以分为四大类:： 4、当前阶段，GPU加CPU仍然是AI芯片的主流，但随着机器视觉、语音识别、深度学习的算法在FPGA及ASIC芯片上的不断优化，从而与GPU达成长期共存的局面。从长远看，人工智能类脑神经芯片是AI芯片的发展路径和方向 5、列举目前有代表性的国产A1芯片及其性能6、数据、算法、算力是人工智能核心三要素，它们相互影响，相互支撑，融合发展，相辅相成。数据是人工智能发展的基础保障，算法是人工智能这台机器的引擎，算力是人工智能发展的技术保障，人类社会正从信息化阶段进入智能化阶段 三、活动5拓展延伸 | 艺的作用 | ||
1、列举人工智能最新产品和用途 四、项目实施 | 学生完成任务 | 通过任务的方式，帮助学生养成解决问题能力。 | |
1、目前，很多厂商都推出了“语音助手”应 | 学生实践并总 | ||
用，请你与某个“语音助手”交流，体会人工智能 | 结实践的感 | 培养学生语言组织能力以及对于 | |
在自然语言处理领域的应用，并将你的感受记录在 | 受。 | 信息的采集和总 | |
下面。 | 结能力 | ||
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