选修5 人工智能初步《1. 初识人工智能 1.1 什么是人工智能 1.1.2 为何需要人工智能》优秀教案

选修5 人工智能初步《1. 初识人工智能 1.1 什么是人工智能 1.1.2 为何需要人工智能》优秀教案

情感态度与价值观目标：感受人工智能的魅力，激发对人工智能学科的浓厚兴趣。

教学重难点

重点：为何需要人工智能？

难点：提升学生对人工智能的认识，并且发展辩证思维。

课时安排

一课时

教学方法

任务驱动法、小组合作探究法

教学过程

揭开人工智能的神秘面纱；

【课前导入】播放视频《谈了中国、人工智能、外星人、还谈了玛丽莲梦露》

{设计目的}利用下课时间，让学生感受人工智能的魅力。

【课上导入】播放视频《谷歌的DeepMind人工智能刚刚教会自己走路了！》

{设计目的}让学生知道现在的人工智能发展的很快，它能从错误中学习，甚至它知道些我们不知道的东西。

{教师}：随着互联网、大数据、智能算法的不断发展以及国家政策的大力支持，人工智能产业发展迅猛，现在无人超市、无人酒店、无人健身房、无人银行等都正式开业，取得了良好的社会效果。

人工智能（Artificial Intelligence）：英文缩写为AI，它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。其实就是人造的智能。

人工智能就是让机器拥有学习能力，甚至像人类一样去思考工作。其实在早期很多科幻电影就提及到了2000年，机器人几乎无所不能。但事实证明，人工智能的发展并没有想象中的那么顺利，因为人类对人脑机制的理解还是有道迈不过去的坎儿。

【问题一】为何最强人工智能比不上婴儿大脑？

{学生}：婴儿大脑学习速度比最强人工智能快。

{教师}：婴儿大脑有自我意识，可自主学习。对于大脑的研究还未完全成熟，婴儿大脑相当复杂，人工智能不能模拟更不可能超越。

{知识链接}加州大学伯克利分校的发展心理学家 Alison Gopnik 说，如果你将现在计算机可以完成的事情与 10 年前可以完成的事情相比较，它们已经取得了很大的进步，但是如果你将这些事情与一个 4 岁儿童可以做的事相比较，仍然有相当大的差距。

{知识链接}新西兰的奥克兰大学生物工程研究所正在试图通过一个动画制作的可互动的婴儿来弥合大脑和机器之间的差距。Mark Sagar 是该研究所动画技术实验室的导演和创始人，其动画作品《阿凡达》和《金刚》获多项奥斯卡奖。他在实验室和一个叫做 BabyX 的 3D 电脑屏幕上的金发碧眼宝宝玩躲猫猫，这个 BabyX 是一个能够学习、思考并可以产生面部表情，能够自己做出反应的实时系统。

【问题二】为何AlphaGo Zero如此成功，而人工智能离整体成功仍然遥远？

{学生}：因为AlphaGo Zero只是人工智能的一部分，并不能代表整体的人工智能的发展，不能从局部扩展到全部。

{教师}：对于AlohaGo Zero的定义只是“如果能够推广”，意味着把AlphaGo Zero中的技术推广和应用到其他领域，并不是一个想当然的事情，需要人工智能研究者们付出相当大的努力。其根本原因在于其他领域的基本难点于环境和围棋有本质上的区别。人工智能还存在着很多的难点：第一，建模；第二，如何处理复杂函数；第三，行动后果的不确定性；第四，环境的部分可观察性和动态性。；第五，表示的规模和鲁棒性。；第六，意外和突发情况；第七，很多问题并不能简单的规约成搜索问题；第八，如何获取大规模高质量的数据；第九，也是唯一AlphaGo Zero某种程度上真正解决的难点，如何搜索庞大的搜索空间，因为这往往需要的计算量极为巨大。