探秘人工智能
新课讲授
1、语音识别的概念和工作原理
小优起床后向智能音箱询问天气情况，在短短的几秒钟内，智能音箱使用语音识别和自然语音理解技术，迅速地知道了小优在问什么，并且准确无误地回答他。
讨论：什么是语音识别呢？和你的组员一起讨论一下给出你们的定义吧。
出示语音识别流程图。
我们说一句话，音箱要能识别出我们讲了哪些字词，这是“语音识别”。识别出一段文字之后，再通过音箱里的智能模块，运用自然语言理解技术来理解这段文字的意思，然后再决定下一步要做什么。“自然语言理解”就是当机器知道我们讲了哪些字词后，还要尝试理解这些字词所组成的句子的意思。
提问：除了跟智能音箱说话，同学们还和其他电子设备说过话吗？
智能手机、智能手表、博物馆里的智能机器人等等，随着人工智能和物联网的发展，未来我们可以用声音和更多的电子设备进行交流。
2、介绍无人驾驶
小优乘坐的无人驾驶汽车也是现在很热门的应用。简单来说，无人驾驶就是不需要人来驾驶汽车，而是让汽车自己行驶，这背后，离不开AI技术的支持。我们通过一段视频来进行了解。
播放视频：这款5G无人驾驶车有点牛。
通过视频我们知道，无人驾驶技术需要解决车辆定位、环境感知、路径规划等技术难题。在今年抗击新冠病毒的战役中，也有企业使用无人驾驶的配送车运送物资给医院，虽然目前无人驾驶技术在国内仍然处于小范围试用阶段，但随着5G技术的推广，无人驾驶肯定会有更广阔的应用前景。
3、人脸识别的概念和应用
大家还记得小优是怎么进入校园的吗？他是“刷脸”进入校园。
出示人脸识别工作过程GIF。
刷脸用到的是人脸识别技术，人脸识别的过程是这样的：首先它会自动找到人脸的位置，接着提取人脸的特征，然后把提取到的特征和数据库里保存的特征作比较，最终判断是不是同一个人。
提问：人脸识别在生活中还有哪些应用呢？
比如刷脸支付、刷脸登录、刷脸通过高铁闸机等等。下面我们通过视频来进一步了解人脸识别技术。
播放视频：刷脸。
思考讨论：人脸识别技术现在已经比较成熟，那么同学们觉得，人脸识别技术可以怎样运用在校园里呢？
播放视频：人脸识别在校园里的应用。
提问：人脸识别技术在校园里有非常多的应用，但是这些人脸识别技术是不是都有利于我们呢？
当人脸识别技术用在监视我们的课堂表情的时候，学校仿佛变成了监狱，孩子们小小年纪就要学会演戏，这是不尊重孩子们的人格，侵犯了大家的隐私，同学们觉得在这样的监控环境下学习对咱们好吗？所以当人脸识别技术被错误的使用时，它变成了一项“反教育”技术。任何技术开发出来都是为了方便我们的生活，但是一定要把技术用在正确的、合适的地方，否则一项便利的技术也会给我们带来不便。
另外，请同学们注意，和家庭住址、身份证信息一样，我们的人脸信息也属于我们的个人隐私，千万不要轻易把你的照片泄露给陌生人或者陌生的网络平台。
4、介绍机器学习技术
让我们再回想一下，小优和同学一起赏花的时候，使用识花软件来辨别花朵的品种，先进的识花软件通常采用机器学习技术，让机器像人脑一样，通过自我学习来识别植物。
什么是“机器学习”呢？
出示机器学习流程动画。
我们可以把机器想象成一个幼儿，机器学习的过程跟幼儿学习的过程类似，我们给机器观看很多张植物的图片，并告诉机器这一张图片上是哪种植物，那一张上面又是哪一种植物，当机器学习了足够多的图片之后，就能自己总结出各种植物的特点，这时，再给它看一张我们拍摄的植物照片，机器通过比较，分析照片里植物的特点，就能准确地告诉我们这是哪种植物。
5、人工智能的概念和意义
今天，小优接触到了语音识别、自然语音理解、无人驾驶、人脸识别、机器学习等这么多技术，这些都是AI的热门应用。除了这些，在我们生活中还有大量的AI应用，比如，我们可以通过指纹解锁大门、解锁手机；可以运用AI写诗、作曲、绘画；还可以运用AI治理城市；甚至还有打败人类围棋世界冠军的AI机器人AlphaGo。
讨论：我们了解了这么多的人工智能应用，那到底什么是人工智能呢？
人工智能是计算机科学的一个分支，是研究计算机模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科。简单地说，人工智能是研究让机器能听会看，学会和人一样思考问题的一门科学。如果机器也能像人类一样，看得懂，听得懂，能说会道，能思考并解决问题，那我我们认为机器拥有了“智能”。而这些智能，其实是人类利用高端的算法赋予机器的。
思考题：未来智能机器人会取代人类吗？
同学们可能开始担心，未来AI会把人类取代，老师觉得AI是不可能取代人类的，因为有些事情只有人类做得到，AI是无法做到的。比如我们向家人表达爱，这种情感上的沟通就不能依赖AI，AI目前也难以体会人类的复杂情感。再比如，人类拥有创新能力，能够发挥聪明才智进行发明创造，而AI就不具备这样的能力。
随着时代的发展，我们国家越来越重视人工智能的研究和应用，2017年7月8日，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，将人工智能上升为国家战略，同学们，我们作为成长在信息时代的青少年，也有责任了解人工智能，为将祖国建设成创新型国家和世界科技强国贡献一份力量。
6、课后深入学习人工智能的方法
作为学生，我们在课后可以怎么学习人工智能呢？我们可以请教老师，可以查阅人工智能的相关书籍，还可以通过在线平台探索人工智能的热门应用，这里老师通过“腾讯AI”平台示范一下。
演示：“腾讯AI”平台上“人脸检测与分析”的使用。
老师的演示就到这里，同学们课后可以自己打开网页探究学习。
通过小组讨论锻炼学生合作探究能力和概括能力。
引导学生列举语音识别在生活中的应用，使学生有更直观的感受。
使用视频直观演示无人驾驶汽车的构成和作用。
将人脸识别与生活中的例子结合讲授，加强学生对人脸识别的印象，并通过视频介绍加深学生对人脸识别的认知。
通过小组讨论锻炼学生合作学习能力，并通过开放性问题培养学生创新思维能力。
使学生有辩证看待问题的思维。
加强个人隐私教育。
对于学生未学习的内容采用讲授法，解答疑惑。
拓展人工智能的应用范围，并采取小组讨论方式培养学生合作探究及概括能力。
开放性思考题，锻炼学生逻辑思维能力和表达能力。
介绍在线学习平台，提供学生课后深入学习人工智能的工具和手段。
新川教版21《初识人工智能》课件+教案
资源简介
中小学教育资源及组卷应用平台五年级下册信息技术教学设计课题第1节《初识人工智能》单元二单元学科信息技术年级五年级学习目标知识与技能：了解生活中的人工智能；了解机器学习的简单原理；了解身边的智能应用；会添加“机器学习”扩展模块；会编写识别物体程序。过程与方法：通过学习，了解生活中的人工智能和智能应用；通过操作实践，添加“机器学习”扩展模块；通过小组合作，编写识别物体程序。情感、态度与价值观：拓展学生知识面，提高学生生活实践应用能力和信息素养，使学生乐于使用信息技术解决生活中的问题。培养学生的计算机思维和自主探究、小组合作能力。培养孩子们的动手操作能力。初步了解人工智能的简单原理，感受和学习生活中的人工智能技术。重点了解生活中的人工智能和智能应用。难点添加“机器学习”扩展模块，编写识别物体程序。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图教学设计教学设计教学设计一、单元导入随着技术的不断进步与发展，人工智能已经成为不再陌生的"世界"。本单元，熊猫欢欢将与我们起，通过体验人工智能在学习、生活领域的应用，初步了解什么是人工智能，学习人工智能的核心知识——机器学习，感受人工智能给我们带来的变化与影响。人工智能时代已经来临！同学们，你准备好了吗二、新课导入熊猫欢欢常常听到"人工智能"机器学习"这些词语，欢欢很疑惑，人工智能是什么。机器学习又是什么呢接下来，我们就和欢欢一起去研究吧！三、知识积累,学一学1、生活中的人工智能生活中，我们经常会见到机场、火车站的人脸识别，无人值守停车场等场景，这些都是人工智能技术的应用。如图2-1-1所示是无人值守停车场示意图，当汽车行驶到识别区域时，系统识别出车牌，当车辆驶离该停车场时系统再次识别出车牌，并计算出停车费，待用户缴纳停车费后，系统自动开启道闸。小知识：人工智能(ArtificialIntelligence，缩写为AI)主要硏究利用机器来模拟人脑思维活动的过程。机器学习是人工智能研究的核心知识，是实现人工智能的重要方法之一。2、机器学习的简单原理我们先来回想一下，如何教小朋友识别苹果和梨。如图2-1-2所示，先让小朋友观察各种苹果和梨的外观照片，小朋友归纳出它们各自的特征后，再分别给小朋友苹果和梨时，小朋友就能区分它们了。情景展示：欢欢：能不能利用机器来模拟小朋友的大脑思维过程呢爷爷：可以呀!我们生产一台机器，首先给这台机器提倛尽可能多的苹果和梨的照片(数据)沔通过程序，得到苹果和梨的特征(模型)；最后，当机器再"看到"苹果和梨时，就可以识别它们了。这就是模拟人脑思维过程的"机器学习"。在识别苹果和梨的例子中，如表2-1-1所示，小朋友的大脑经历了"观察一归纳一识别"的过程。机器学习模拟人脑思维活动，对应的过程是"学习一建模一应用"。而无人值守停车场则是将机器学习运用到了具体的生活场景中。想一想：如表2-1-2所示，在我们身边的智能应用中，哪些有机器学习过程"学习-建模-应用"四、分享时间,说一说今天我们了解了人工智能，认识了人工智能的核心知识—机器学习，它是模拟人脑的思维过程进行学习的。请你结合具体例子，用自己的话说一说机器学习的过程吧！五、技能学习,试一试"机器学习"是一个扩展功能，使用前，必须先添加该扩展，才能使用。1、添加扩展“机器学习”安装和打开如图2-1-3所示的软件，切换到角色选项卡，再添加扩展"机器学习"，如图2-1-3所示，就可以体验机器学习了。(1)训练模型使用模型前，都需要训练模型。点击"训陈练模型"按键，打开训练模型，如图2-1-4所示的训练模型窗口。在样本1中输入“苹果”，将苹果放在电脑的摄像头前，再点击样本1下面的"学习"按钮，拍摄苹果照片。可以改变角度和更换苹果再拍。按照样本1的方法，采集好样本2。在样本3的输入框中，输入"其它"，不用点击"学习"按钮。这样，除苹果和梨以外的其它物品，都识别为"其它"。最后，点击"使用模型"按钮，，就可以使用识别功能了。(2)使用模型,识别物体编写如图2-1-5所示的程序，再点击小绿旗运行程序，就可以识别物体了。六、课堂小结今天你有哪些收获？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？七、作业布置预习下一课《智能学习》。了解思考观看了解了解学习观看了解思考；表达交流分享学习操作练习交流表达预习下一课了解本单元所学知识培养动脑能力创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；了解生活中的人工智能增加知识面了解机器学习的简单原理培养倾听习惯培养动脑思考能力培养表达能力培养表达能力培养小组合作能力培养表达能力培养表达能力培养自主学习能力板书第1节初识人工智能1、生活中的人工智能2、机器学习的简单原理3、添加扩展“机器学习”21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）HYPERLINK"http://www.21cnjy.com/"21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共22张PPT)五年级下册初识人工智能随着技术的不断进步与发展，人工智能已经成为不再陌生的"世界"。本单元，熊猫欢欢将与我们起，通过体验人工智能在学习、生活领域的应用，初步了解什么是人工智能，学习人工智能的核心知识——机器学习，感受人工智能给我们带来的变化与影响。人工智能时代已经来临！同学们，你准备好了吗熊猫欢欢常常听到"人工智能"机器学习"这些词语，欢欢很疑惑，人工智能是什么。机器学习又是什么呢接下来，我们就和欢欢一起去研究吧！1、生活中的人工智能生活中，我们经常会见到机场、火车站的人脸识别，无人值守停车场等场景，这些都是人工智能技术的应用。如图2-1-1所示是无人值守停车场示意图，当汽车行驶到识别区域时，系统识别出车牌，当车辆驶离该停车场时系统再次识别出车牌，并计算出停车费，待用户缴纳停车费后，系统自动开启道闸。如何教小朋友识别苹果和梨2、机器学习的简单原理如图2-1-2所示，先让小朋友观察各种苹果和梨的外观照片，小朋友归纳出它们各自的特征后，再分别给小朋友苹果和梨时，小朋友就能区分它们了。可以呀!我们生产一台机器，首先给这台机器提倛尽可能多的苹果和梨的照片(数据)沔通过程序，得到苹果和梨的特征(模型)；最后，当机器再"看到"苹果和梨时，就可以识别它们了。这就是模拟人脑思维过程的"机器学习"。能不能利用机器来模拟小朋友的大脑思维过程呢在识别苹果和梨的例子中，如表2-1-1所示，小朋友的大脑经历了"观察一归纳一识别"的过程。机器学习模拟人脑思维活动，对应的过程是"学习一建模一应用"。而无人值守停车场则是将机器学习运用到了具体的生活场景中。你知道哪些在我们身边的智能应用？我们身边的智能应用我们身边的智能应用今天我们了解了人工智能，认识了人工智能的核心知识—机器学习，它是模拟人脑的思维过程进行学习的。请你结合具体例子，用自己的话说一说机器学习的过程吧！分享时间，说一说"机器学习"是一个扩展功能，使用前，必须先添加该扩展，才能使用。技能学习，试一试1、添加扩展“机器学习”安装和打开如图2-1-3所示的软件，切换到角色选项卡，再添加扩展"机器学习"，如图2-1-3所示，就可以体验机器学习了。(1)训练模型使用模型前，都需要训练模型。点击"训陈练模型"按键，打开，如图2-1-4所示的训练模型窗口。在样本1中输入“苹果”，将苹果放在电脑的摄像头前，再点击样本1下面的"学习"按钮，拍摄苹果照片。可以改变角度和更换苹果再拍。(1)训练模型按照样本1的方法，采集好样本2。在样本3的输入框中，输入"其它"，不用点击"学习"按钮。这样，除苹果和梨以外的其它物品，都识别为"其它"。最后，点击"使用模型"按钮，，就可以使用识别功能了。(2)使用模型,识别物体编写如图2-1-5所示的程序，再点击运行程序，就可以识别物体了。下课啦！
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浅谈人工智能技术赋能英语学习
人工智能技术已经融入到我们的日常工作、学习、生活中，悄然改变着社会生活。人工智能技术也给英语教学带来了机遇和挑战，英语教学要结合现代信息技术，尤其是人工智能技术，以更好地培育具有国际化视野的创新性、复合型、应用型人才。人工智能技术开拓了多元化学习路径，辅助英语学习，促进英语学习质量的提高。
本文结合教育式人工智能与英语学习机制的内含，探讨人工智能技术对英语学习的促进作用，在此基础上提出人工智能技术赋能英语学习创新的路径。构建人工智能英语学习平台，有助于促进英语知识的吸收与应用，推进英语学习质量提高，培育一专多能的优秀人才。
教育式人工智能与英语学习机制的内含
教育式人工智能。人工智能在教育领域的应用取得了巨大进展，智能数据共享功能能够将最先进的教学资源分享到平台账户。教育式人工智能主要指的是通过人工智能技术的有效应用，在课外进行知识学习，从而合理利用碎片化时间，丰富了知识储备。在英语学习过程中借助人工智能平台的应用优势，对学习目的、学习过程、学习方法进行精准定位，检测英语学习效果，让学习者能够更快地掌握英语词汇、句子的应用语境，并创造一个良好的实践交流场景，做到学以致用。此外，人工智能技术能够结合学习者的个性化发展需求，制定出适合学习者的英语学习方案。
英语学习机制。英语学习机制通常指的是学习者综合应用多种学习方法，利用闲暇时间掌握复杂的英语知识内容，实现知识内化，丰富个人的英语交流经验，并在此基础上调节内心的情感状态，更好地适应复杂多变的英语交流环境。人工智能技术改变传统的英语学习方式后，可根据学习者的年龄特点、工作生活环境制定出科学合理的英语学习方案。人工智能技术可将日常生活用语作为学习内容，与传统课堂教学相比，更能够符合英语实践性的需求。人工智能提供多样化个性化的英语学习方案，能够针对学习者的学习习惯提供教学，针对弱项精准地进行讲解和示范。
人工智能技术对英语学习的促进作用
详细记录教学内容--促进自主学习。构建人工智能英语学习平台，实现对英语教学信息的全面收集与管理，通过教学内容、课堂流程记录，为后续的自主学习提供有力支撑。人工智能技术所建立的庞大教学数据库，能够让学习者在自主学习的过程中，结合个人的学习需求制定出个性化的学习方案，从数据库中查找适合自己的课堂英语教学内容。智能化英语教学平台的构建，能够随时随地进行课堂教学内容复习，将教师与学生的课堂互动详细的记录下来，生成自动化数据进行储存。
在英语自主学习的过程中，可以利用云计算技术、语音识别技术等人工智能技术，深度分析英语交流行为和教学过程中重点提及的英语词汇，通过随堂检测分析自身的英语水平，在反复多次的英语练习中认识到自身的不足之处，及时调整英语学习思路。参考庞大的数据分析结果，制定出科学的学习计划，干预自身的学习行为。通过人工智能技术的有效应用，可助力于学习者和教学工作者的分析研判，为后续的英语学习提供数据和案例支撑。
智能化口语评测--促进学习反思。当代中国是开放的中国，国际间的交流越来越频繁，无论是已经进入社会岗位的就职人员，还是正处于知识积累的学生，都需要具备良好的英语交际能力。
多年来，英语评测主要测量学习者的英语基础知识和读写能力，而对学习者的英语听说能力缺乏有效测评。
人工智能技术的有效应用改变了传统以闭卷考试为主的英语测评方式，可随时随地了解学习者的英语交际能力。人工智能能够自主分析学习者的英语发音和英语对话时所采用的语调。在智能化英语测试过程中，由系统生成一组图画，考生用英语描述所看到的画面信息，可对学习者的英语应用能力进行综合考察。人工智能英语学习平台可根据学习者的实际表现给予客观评价，有效降低传统人工评分方式中主观因素的影响。
智能拆分知识点--促进知识积累。在传统英语学习过程中，学习者往往采用题海战术，通过大量词汇的背诵和题目的解析，提高个人的英语水平和应试能力。人工智能英语学习平台的建立，能够突破传统英语学习方式和内容的限制，对学习内容、学习能力和学习方法进行细化拆分，注重知识点之间的关联概率，并根据学习内容、学习风格，筛选出适合学习者的学习重点和难点。知识点拆分越细，对每一个学生的诊断才能更精准，学生真正可以做到哪里不会学哪里，教育者的教学才能更有效。人工智能英语学习平台的建立，还可以监测英语学习盲点，降低学习内容的重复率，提高学习效率。
人工智能技术创新英语学习方法
语音识别辅助听、说练习。语言是人与人之间进行信息交流的重要手段，在自主学习过程中运用人工智能语音识别技术进行英语听说练习，通过人工智能技术实现语言交互，通过机器翻译功能，强化对英语语言的理解。人工智能英语学习平台的响应速度较快，机器在听取学习者的英语表述后给予恰当的反馈，可以模拟真实交互场景，例如，在英语听力训练过程中，需要区分相同、相似发音词语，back[bæk]--bike[baik]、and[ænd]--end[end]、sick[sik]--seek[si:k]等，人工智能技术可以使识别过程趣味化、可视化。其次，要了解跨文化中交际双方的交际意图和交际方式，可通过人工智能技术的应用，反复多次的进行英语跟读、对话练习。人工智能可根据学习者当前的英语水平提供针对性的训练，助力于学习者快速高效了解交际意图和文本内容。
交流氛围营造助力英语对话学习。英语学习的核心是能够熟练地运用语言词汇进行英语交际，因此，人工智能技术的有效应用，需要为学习者创造一个可以自主交流的学习工具，注重学习者英语交际能力的培养。英语学习是一个熟能生巧的过程，要营造科学的英语交流氛围，激发学习者的对话兴趣，为学习者提供一个英语对话场景，并要求学习者反复进行模拟训练，直到学习者能够熟练地运用对话内容和交际策略，达到自主交流的目的。
教育式人工智能具有一定的行动能力，能够随时陪伴在英语学习者的身旁。如名师机器人助教与英语学习者展开英语对话，保持互动，从而达到寓教于乐的效果。人工智能技术不仅能够替代传统的人与人交流，还能够在教育事业中发挥智能优势，例如，科大讯飞公司推出了一款智能陪伴机器人，能够针对当前学习者的英语学习内容，主动进行学习引导，与学习者展开交流互动。在人与机器对话的过程中，辅导机器人通过观察学习者的表现，及时的给予英语词汇提示，辅助学习者完成基本的英语对话。人机互动能够提供更加全面的口语练习机会，在进行中国传统节日学习时，优先向学习者提供常用的英语交流内容：SpringFestivalisonJanuary（春节在一月），并衍生出中秋在八月、清明在四月等。由PeopleeatmooncakesinMid-AutumnFestival（人们在中秋节吃月饼），衍生出PeopleeatricedumplingsatDragonBoatFestival（人们在端午节吃粽子）等，并围绕相关主题展开交流互动，提高了学习者口语交际能力。
英语阅读丰富英语词汇学习。通过提供丰富多彩的阅读内容激发学习兴趣，如人工智能具有的虚拟陪伴功能，可将采集到的海量阅读内容精选推送给学习者，并以英语阅读材料为基础布置学习任务，学以致用，激发英语学习者的内在动力。人工智能英语学习平台具有许多游戏功能，如词汇闯关、场景互换等，都可以作为阅读练习的辅助工具。通过闯关升级，阅读内容逐渐扩充，阅读难度层层提升，增加了学习的趣味性和挑战性。通过人工智能技术的应用，创建了虚拟的学习环境，获得沉浸式的学习体验，如设计学习者喜欢的虚拟形象，并围绕阅读内容与学习者展开交流互动，在阅读过程中根据图片信息、视频信息进行英语文章创作。例，虚拟故事人物说Ienjoyedthefoodverymuch.（我很喜欢这里的食物），suchas…,在阅读过程中学习者可掌握与食物相关的英语词汇，然后学习者进行自主回复Don’teattoomuchjunkfood.（别吃太多垃圾食品）。
英语写作培育语言组织能力。英语学习中阅读与写作相辅相成，结合阅读时所涉及到的知识内容进行文章创作，可达到事半功倍的效果。人工智能技术的有效应用，随时随地分析当前学习者的英语知识掌握情况，制定出个性化的写作任务。引导学习者结合文章的上下文信息，确定写作主题，培养学习者良好的英语写作习惯，并在智能平台发布创作的英语文章，与其他英语爱好者展开交流探讨。例如，LastSpringFestival,LiwasinCanada.（去年春节，李去了加拿大）Itwassnowy。Liwentskating.（下雪了，李去滑冰了）。围绕这一阅读内容，人工智能技术推送下雪时的常用英语词汇和表述，制定相应写作任务。之后，学生通过在线主题句填空，补全例子，段落翻译、段落临摹、段落总结等方式进行英语写作，并对完成后的作品进行智能评阅，在线交流讨论等。
人工智能技术赋能英语学习，改变了传统的英语学习方式和过程，打破学习时间和空间的限制，学习者可以利用碎片化时间，接触前沿信息，掌握实用技能。通过人工智能技术的有效应用，促进学习者深度学习、个性化学习，促进英语教育教学有效化、精准化发展。人工智能具有的丰富的网络教学资源，也可在学习者遇到困难时，利用多维视角向学习者提供实践论证依据，全面提高学习者的自主分析能力和实践探究能力。人工智能技术赋能英语学习，改变了学习生态，为英语教学带来了诸多机遇和挑战，教育者要因势利导，主动作为，推动人工智能技术和英语教学的有效融合。
（刘娟内蒙古财经大学外国语学院）