人工智能初步

1、《人工智能初步》（選修5）一、教材編寫思路1、本教材以課標(biāo)為依據(jù)，根據(jù)高中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律和本學(xué)科的特點(diǎn)組織教材內(nèi)容。用常見的人工智能的例子，引入人工智能的概念、基本特點(diǎn)和發(fā)展動(dòng)態(tài)。學(xué)生通過觀摩或?qū)嶋H操作，體驗(yàn)人工智能在模式識(shí)別、專家系統(tǒng)、問題求解等方面的典型應(yīng)用；初步掌握知識(shí)的分類及知識(shí)表達(dá)的基本方法，了解人工智能語言的相關(guān)概念，學(xué)會(huì)使用Prolog語言設(shè)計(jì)求解簡單問題；在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)中表示知識(shí)的基本方法基礎(chǔ)上，感受用專家系統(tǒng)解決問題

2、的基本過程，了解專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，并通過實(shí)例分析，掌握專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理；通過求解重排九宮問題，說明基本搜索和啟發(fā)式搜索方法，以井字棋為例說明求解博弈問題的策略；最后，介紹了人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，增強(qiáng)學(xué)生對人工智能發(fā)展前景的向往和對未來美好生活的追求。開發(fā)了一套具有自主版權(quán)的教學(xué)演示及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括指紋識(shí)別演示系統(tǒng)、專家系統(tǒng)推理演示系統(tǒng)（供學(xué)生作植物分類實(shí)驗(yàn)的專家系統(tǒng)外殼）、搜索過程的演示程序供教學(xué)使用。2、為了解決

3、人工智能內(nèi)容抽象、較難理解的問題，本教材設(shè)計(jì)了觀摩、活動(dòng)、討論交流、實(shí)踐、總結(jié)評(píng)價(jià)等學(xué)習(xí)過程，使學(xué)生從感性到理性、從具體到抽象，由淺入深地學(xué)習(xí)，避免將概念原理簡單地直接灌輸給學(xué)生。同時(shí)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)上，靈活運(yùn)用自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、網(wǎng)上學(xué)習(xí)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式，促使學(xué)生學(xué)習(xí)方式的多元化。3、本教材的案例與活動(dòng)選自與學(xué)生生活比較貼近的內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時(shí)注意案例和學(xué)生活動(dòng)對學(xué)習(xí)目標(biāo)的覆蓋程度，引導(dǎo)學(xué)生從日常生活、學(xué)習(xí)的

4、例子中體驗(yàn)人工智能的應(yīng)用價(jià)值，學(xué)習(xí)人工智能的有關(guān)知識(shí)；此外，在學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，注重對學(xué)生情感態(tài)度價(jià)值觀的培養(yǎng)。4、在評(píng)價(jià)內(nèi)容上，力求讓學(xué)生通過評(píng)價(jià)，不僅學(xué)會(huì)檢驗(yàn)自己對知識(shí)技能的掌握程度，而且學(xué)會(huì)總結(jié)自己在過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面的收獲，加強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力和思維能力。二、教材特點(diǎn)1、貼近學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)實(shí)際。本教材選取與學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活密切相關(guān)的案例，例如：把指紋識(shí)別作為模式識(shí)別的案例，把證明三角形全等的過程作為與或圖知識(shí)表示的案

5、例，動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)作為專家系統(tǒng)的演示案例，把重排九宮問題作為問題求解的案例等。2、注意技術(shù)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的多重構(gòu)建。教材通過列舉人工智能的典型應(yīng)用，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；例如：第1章介紹幾何定理證明的“吳氏方法”及張景中的“立體幾何數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室”，第4章介紹的機(jī)器證明中著名的王浩算法，第5章介紹的我國科學(xué)家開發(fā)的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)等例子，都體現(xiàn)了我國科學(xué)家在人工智能領(lǐng)域所做出的卓越成就。3、學(xué)習(xí)內(nèi)容注意適應(yīng)性、選擇性、開放性

6、。教材充分考慮了到高中學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)能力，涉及到的知識(shí)都是最基本的，有利于學(xué)生知識(shí)的遷移和獲取知識(shí)的能力提高。此外，教材還包含拓展欄目和選學(xué)內(nèi)容，如第4章第5節(jié)“淺談機(jī)器證明”超越了本課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，各學(xué)?？筛鶕?jù)各自的條件選擇教學(xué)。學(xué)生可以通過拓展欄目了解更多的知識(shí)，滿足自身發(fā)展的需要。另外，教材的評(píng)價(jià)和練習(xí)采取開放式設(shè)計(jì)。4、教材引導(dǎo)學(xué)生親歷規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制作、評(píng)價(jià)的過程。本教材注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中對人工智

7、能這門學(xué)科產(chǎn)生一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，并增加學(xué)生繼續(xù)探索人工智能的興趣。如第3章的“構(gòu)建植物分類專家系統(tǒng)”3.2專家系統(tǒng)的知識(shí)獲取二（1）感受用專家系統(tǒng)解決問題的基本過程。33.3專家系統(tǒng)的推理過程二（2）通過實(shí)例分析，知道專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理；會(huì)描述一種常見的不精確推理的基本過程。23.4專家系統(tǒng)的解釋功能二（3）了解專家系統(tǒng)解釋機(jī)制的基本概念及其在專家系統(tǒng)中重要作用。13.5專家系統(tǒng)的開發(fā)二（4）了解專家系統(tǒng)外殼的概念；學(xué)會(huì)使用

8、一個(gè)簡易的專家系統(tǒng)外殼，并能使用它開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)。13.6綜合活動(dòng)：植物分類專家系統(tǒng)的建造二（4）了解專家系統(tǒng)外殼的概念；學(xué)會(huì)使用一個(gè)簡易的專家系統(tǒng)外殼，并能使用它開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)。54.1重排九宮問題及其樹的表示三（4）通過簡單的博弈問題的分析，了解盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程，知道啟發(fā)式搜索的基本思想及其優(yōu)點(diǎn)。14.2基本搜索方法三（4）通過簡單的博弈問題的分析，了解盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程，知道啟發(fā)式

9、搜索的基本思想及其優(yōu)點(diǎn)。24.3啟發(fā)式搜索三（4）通過簡單的博弈問題的分析，了解盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程，知道啟發(fā)式搜索的基本思想及其優(yōu)點(diǎn)。24.4求解博弈問題三（4）通過簡單的博弈問題的分析，了解盲目搜索技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)空間搜索的基本過程，知道啟發(fā)式搜索的基本思想及其優(yōu)點(diǎn)。14問題求解4.5淺談機(jī)器證明5.2人工智能的發(fā)展歷程一（1）知道人工智能技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用需求而發(fā)展的事實(shí)和客觀規(guī)律。15人工智能的