PAGEPAGE7《信息的編程加工和智能化加工》第一節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本章的主要目的是讓學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)信息的編程加工和智能化加工的整個(gè)過(guò)程，理解利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的步驟、方法及內(nèi)在機(jī)制，學(xué)會(huì)合理選擇利用計(jì)算機(jī)加工信息的不同方式以更好解決問(wèn)題，并對(duì)人工智能的本質(zhì)有正確的認(rèn)識(shí)。根據(jù)這個(gè)目標(biāo)并結(jié)合學(xué)生實(shí)際，在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)不局限于教材內(nèi)容及章節(jié)的限制，大膽自編了學(xué)生極感興趣，又與現(xiàn)實(shí)生活較貼近的案例，即立足于本章第一節(jié)的信息加工概述，又自然而然的涉及到第二節(jié)、第三節(jié)的一些內(nèi)容，層層遞進(jìn)，一氣呵成，形成一個(gè)完整、不可分割的教學(xué)過(guò)程。并為本章的后繼課程打下了良好的基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)1．知識(shí)與技能目標(biāo)了解什么是信息加工，理解手工加工與計(jì)算機(jī)信息加工方式的異同，掌握計(jì)算機(jī)信息加工的三種形態(tài)。體驗(yàn)基于程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)化信息加工和利用人工智能信息加工的全過(guò)程，理解計(jì)算機(jī)加工信息的工作過(guò)程、基本思想和原理。了解人工智能的本質(zhì)，能辯證認(rèn)識(shí)人工智能。2．過(guò)程和方法目標(biāo)使學(xué)生體驗(yàn)和感知計(jì)算機(jī)程序解決問(wèn)題的過(guò)程，了解用編程工具解決問(wèn)題的基本方法和思想，近距離地體驗(yàn)人工智能的神奇并能夠把握人工智能的本質(zhì)。3．情感與價(jià)值觀目標(biāo)激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)興趣，形成積極主動(dòng)學(xué)習(xí)信息技術(shù)的態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)習(xí)選修課《算法與程序設(shè)計(jì)》及《人工智能初步》的興趣。避免學(xué)生產(chǎn)生盲目的技術(shù)崇拜，并使他們明白：計(jì)算機(jī)只是工具，人的思維才是根本。培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生明辨是非的能力，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)祖國(guó)，熱愛(ài)和平的覺(jué)悟。三、教學(xué)對(duì)象分析高一新生，基礎(chǔ)參差不齊，甚至有的學(xué)生，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)近乎為“零”，即使程度稍好的學(xué)生，對(duì)編程和人工智能這樣的內(nèi)容也是第一次接觸。所以應(yīng)讓學(xué)生在興趣中主動(dòng)探索學(xué)習(xí)，對(duì)編程所孕含的思維產(chǎn)生興趣，即不過(guò)多的糾纏程序代碼的具體細(xì)節(jié)，又盡可能的使學(xué)生了解計(jì)算機(jī)信息加工的深層本質(zhì)，理解計(jì)算機(jī)加工信息的工作過(guò)程、基本思想和原理，培養(yǎng)其正確的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用觀。四、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)信息加工的三種類(lèi)型。難點(diǎn)：了解計(jì)算機(jī)加工信息的內(nèi)在機(jī)制、基本思想。五、突破難點(diǎn)的策略本課除少數(shù)一些概念性的新內(nèi)容必須由老師告訴學(xué)生外，凡所有能讓學(xué)生思考、動(dòng)手、總結(jié)和回答的地方，由學(xué)生完成。并最終引導(dǎo)學(xué)生的思維上一層次。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示特別是人工智能程序的編制，使學(xué)生體驗(yàn)程序的算法原理。六、教學(xué)方法啟發(fā)法、創(chuàng)設(shè)情境法等。七、課時(shí)安排一課時(shí)八、教學(xué)環(huán)境教學(xué)控制軟件、投影儀及幕布。VB編程環(huán)境，使用VisualBasic6.0?；贘SP的在線(xiàn)實(shí)時(shí)答題提交系統(tǒng)，用于即時(shí)掌握學(xué)生理解程度。使用自編軟件。在線(xiàn)答題客戶(hù)端，使學(xué)生能快捷地打開(kāi)在線(xiàn)答題系統(tǒng)，使用自編軟件?？焖?gòu)?fù)制粘貼器，用于無(wú)縫快速?gòu)?fù)制粘貼事先準(zhǔn)備的代碼。使用自編軟件。英文密信破譯器，使用自編軟件。中文加密解密器，使用自編軟件。人工智能破譯器，使用自編軟件。九、學(xué)生課前準(zhǔn)備1．事先預(yù)習(xí)本章內(nèi)容2．能熟練進(jìn)行一般文本操作，如全選、復(fù)制、粘貼和刪除等。3．會(huì)使用在線(xiàn)實(shí)時(shí)答題提交系統(tǒng)十、教學(xué)流程圖課題引入：信息加工的相關(guān)概念課題引入：信息加工的相關(guān)概念情境引入：凱撒移位加解密法分析比較：人工方式與計(jì)算機(jī)方式信息加工第一種：基于編程的信息加工信息加工第二種：基于大眾的信息加工信息加工第三種：基于人工智能的信息加工總結(jié)開(kāi)始學(xué)生分組練習(xí)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況教師個(gè)別輔導(dǎo)學(xué)生分組練習(xí)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況教師個(gè)別輔導(dǎo)學(xué)生分組練習(xí)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況教師個(gè)別輔導(dǎo)十一、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖1．課題引入課前準(zhǔn)備教師配置好在線(xiàn)答題提交系統(tǒng)，F(xiàn)TP文件夾上傳必要文件學(xué)生進(jìn)入在線(xiàn)答題提交系統(tǒng)，下載FTP文件夾中所有文件到本機(jī)。教師和學(xué)生的課前準(zhǔn)備是否充分，直接影響到上課的效果。題目引入老師提問(wèn)：1、什么是信息加工？2、為什么要進(jìn)行信息加工？老師舉出生活中的各種事例請(qǐng)學(xué)生回答是否是信息加工？學(xué)生思考并回答提問(wèn)使學(xué)生的思維活躍。小結(jié)信息加工師生共同得出結(jié)論：即什么是信息加工。并且明白信息加工是無(wú)所不在，形式多樣的。師生共同得出結(jié)論：即什么是信息加工。并且明白信息加工是無(wú)所不在，形式多樣的。一是通過(guò)小結(jié)，使學(xué)生得出關(guān)于信息加工的相關(guān)結(jié)論，二是自然而然引出加密的話(huà)題。2．情境引入介紹加密介紹信息加工的一種——愷撒移位加密法學(xué)生理解規(guī)則后進(jìn)行手工加解密。學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐加深理解引入虛擬情境引入虛擬情境：某境外恐怖組織通過(guò)密信的方式，準(zhǔn)備對(duì)某市發(fā)動(dòng)一場(chǎng)針對(duì)無(wú)辜平民的恐怖襲擊，隨之出示一封極長(zhǎng)的密信，試圖請(qǐng)學(xué)生們手工破解出來(lái)。學(xué)生驚訝并認(rèn)為手工破解是一項(xiàng)不可能完成的任務(wù),即學(xué)生本能的懂得信息加工工具的適用場(chǎng)合。通過(guò)布置不可能的任務(wù)，刺激學(xué)生心理以加深印象。理解手工加工的局限性。使學(xué)生明辨是非。3．分析比較：人工方式與計(jì)算機(jī)方式學(xué)生思考并將結(jié)果反饋請(qǐng)學(xué)生思考，為什么他們?cè)敢馄平夂?jiǎn)單的單詞，卻不愿意破解密信。并總結(jié)出人工方式進(jìn)行信息處理的優(yōu)缺點(diǎn)，回答在線(xiàn)答題系統(tǒng)的關(guān)于信息處理和人工信息加工方式的兩道題。學(xué)生經(jīng)過(guò)思考后通過(guò)在線(xiàn)實(shí)時(shí)答題提交系統(tǒng)，回答思考與反饋第一部分的兩道題目。讓學(xué)生自己總結(jié)人工方式的特點(diǎn)。而不是老師的灌輸。在線(xiàn)答題提交系統(tǒng)能盡最大限度掌握學(xué)生的思考情況。解惑針對(duì)學(xué)生回答問(wèn)題出現(xiàn)的一些問(wèn)題，進(jìn)行解惑，特別要對(duì)人工方式是最本質(zhì)的這一觀點(diǎn)要特意強(qiáng)調(diào)。學(xué)生一起參與其中知識(shí)的及時(shí)鞏固及錯(cuò)誤觀點(diǎn)的糾正。并且重點(diǎn)提醒：人工方式是最本質(zhì)最基本的。引入計(jì)算機(jī)信息加工請(qǐng)學(xué)生回答：用什么方式來(lái)破解最好？當(dāng)學(xué)生回答用計(jì)算機(jī)方式時(shí)，請(qǐng)學(xué)生總結(jié)計(jì)算機(jī)方式的優(yōu)缺點(diǎn)。學(xué)生回答用計(jì)算機(jī)來(lái)解決問(wèn)題，并總結(jié)回答計(jì)算機(jī)方式的優(yōu)缺點(diǎn)學(xué)生自己思考、總結(jié)并提出解決方案，培養(yǎng)學(xué)生分析解決問(wèn)題的能力。并懂得選擇合適的方法進(jìn)行信息加工。試圖解決問(wèn)題故意請(qǐng)學(xué)生用任意一種編程工具，編寫(xiě)出一個(gè)破解軟件，破解密文。學(xué)生驚訝并表示不會(huì)編程應(yīng)用心理學(xué)的理論，刺激學(xué)生心理以加深印象。由此引出，解決問(wèn)題可以有多種途徑，上網(wǎng)查找軟件，請(qǐng)人編制軟件等都可以完成任務(wù)。這也是學(xué)生信息素養(yǎng)的一個(gè)具體表現(xiàn)。4．基于程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)化信息加工引入概念引入計(jì)算機(jī)信息加工類(lèi)型的第一種類(lèi)型，既基于程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)化信息加工。學(xué)生思考并理解基于程序設(shè)計(jì)的自動(dòng)化信息加工的特點(diǎn)。自然而然的引入新概念，學(xué)生經(jīng)過(guò)剛才的刺激和體驗(yàn)，能深刻理解新的概念。從案例到概念，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。演示軟件的編制全過(guò)程老師現(xiàn)場(chǎng)完成軟件的編制工作（使用快速?gòu)?fù)制粘貼器輔助，能做到不中斷學(xué)生的思維及節(jié)省時(shí)間），講解代碼的大致意義，并引出計(jì)算機(jī)信息加工的五個(gè)基本步驟。學(xué)生觀看編程的全過(guò)程，理解編程的整個(gè)過(guò)程分層教學(xué)，對(duì)一般學(xué)生，只需了解代碼的大致意思，對(duì)VB有基礎(chǔ)的學(xué)生，可研究每行代碼的含義。使學(xué)生經(jīng)歷計(jì)算機(jī)信息加工的基本過(guò)程。并最終明白，編程加工，其實(shí)就是人的思維的體現(xiàn)。學(xué)生分組實(shí)踐分配各組學(xué)生的破解任務(wù)，在學(xué)生實(shí)踐過(guò)程中，老師隨時(shí)進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。學(xué)生分組使用軟件破解分配的密信學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)和實(shí)踐，并通過(guò)分組破解懂得合作的重要。獲得破解結(jié)果老師請(qǐng)每組代表念出破解的密文學(xué)生念出破解的密文學(xué)生體會(huì)成功的感覺(jué)。5．基于大眾信息技術(shù)工具的人性化信息加工引入新概念詢(xún)問(wèn)學(xué)生，這樣的軟件是不是非常方便使用？并引出計(jì)算機(jī)信息加工的第二種類(lèi)型——基于大眾信息技術(shù)工具的人性化信息加工。學(xué)生思考總結(jié)這類(lèi)軟件的特點(diǎn)并回答還有什么這樣的軟件。學(xué)生通過(guò)實(shí)際使用，明白了第二種類(lèi)型的特點(diǎn)，并通過(guò)思考其它的同類(lèi)軟件以加深印象。從案例到概念，符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。6．動(dòng)手實(shí)踐修改程序任務(wù)驅(qū)動(dòng)并發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題展示國(guó)安局的中文加密回信，請(qǐng)學(xué)生用軟件破解出其含意。探究性學(xué)習(xí)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)用剛才的軟件破解中文密信是無(wú)效的。使用心理學(xué)理論，通過(guò)設(shè)疑，產(chǎn)生任務(wù)驅(qū)動(dòng)，由于學(xué)生急切想知道密信的內(nèi)容，而產(chǎn)生修改軟件的迫切愿望。解決問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案的提示，完成修改程序的全過(guò)程。教師對(duì)個(gè)別學(xué)生進(jìn)行隨時(shí)指導(dǎo)。學(xué)生根據(jù)導(dǎo)學(xué)案修改程序。分層教學(xué)，對(duì)于一般學(xué)生，只需完成程序的修改并破解即可，對(duì)于程度較好的學(xué)生，可思考代碼修改的作用是什么。檢驗(yàn)結(jié)果請(qǐng)學(xué)生讀出破解的內(nèi)容學(xué)生讀出破解的內(nèi)容學(xué)生通過(guò)親自動(dòng)手，體驗(yàn)成功的感覺(jué)。并與編程零距離接觸，體會(huì)編程的思想。階段總結(jié)老師：不管成功失敗，都是人生一種經(jīng)歷學(xué)生聽(tīng)講培養(yǎng)人生價(jià)值觀7．基于人工智能的智能化加工問(wèn)題的提出故意請(qǐng)學(xué)生開(kāi)始破解上千封信，從而使學(xué)生產(chǎn)生思考：即應(yīng)該怎樣改進(jìn)軟件以提高效率？學(xué)生思考如何解決問(wèn)題，并提出讓軟件自動(dòng)破解引導(dǎo)學(xué)生思維往更深一層遞進(jìn)分析類(lèi)比由人的思維方式而引入智能程序的算法流程圖學(xué)生回答問(wèn)題及理解流程圖使學(xué)生理解流程圖，并使學(xué)生將智能程序的算法與人的思維進(jìn)行比較編制人工智能程序老師現(xiàn)場(chǎng)編程實(shí)現(xiàn)軟件的智能破解學(xué)生觀看并思索通過(guò)體驗(yàn)智能程序的編制過(guò)程，使學(xué)生明白所謂的智能程序并不神秘。而破解時(shí)的“神奇”效果更會(huì)給學(xué)生極大的震撼?？偨Y(jié)概念引入計(jì)算機(jī)信息加工的第三種類(lèi)型——基于人工智能的智能化加工學(xué)生思考該類(lèi)型的特點(diǎn)并作出總結(jié)由案例引出概念，符合學(xué)生認(rèn)知習(xí)慣。并通過(guò)學(xué)生的思考，理解人工智能其實(shí)就是人賦予了機(jī)器的智能，是機(jī)器模擬人腦思維機(jī)理的算法實(shí)現(xiàn)思考反饋請(qǐng)學(xué)生根據(jù)剛才的觀察，在線(xiàn)回答思考與反饋第2部分的三道題學(xué)生思考并回答真正的好東西往往總是在最后才能得到，培養(yǎng)人生價(jià)值觀解惑并將問(wèn)題深化講解問(wèn)題并深入化：人具有不斷認(rèn)識(shí)總結(jié)世上萬(wàn)物客觀規(guī)律并加以運(yùn)用的能力。人工智能其實(shí)是人運(yùn)用其客觀規(guī)律，將智能賦予機(jī)器的結(jié)果。機(jī)器尚不具備人的這種能力。因此。歸根結(jié)底，人的思維能力起決定性作用。學(xué)生思考并回答學(xué)生思考后明白，人的思維才是起決定作用的，機(jī)器永遠(yuǎn)是工具，并通過(guò)簡(jiǎn)單的人工智能程序，理解人工智能的核心本質(zhì)。樹(shù)立正確的技術(shù)應(yīng)用觀。動(dòng)手實(shí)踐解決問(wèn)題在學(xué)生使用軟件的過(guò)程中，老師隨時(shí)個(gè)別指導(dǎo)。學(xué)生使用該軟件進(jìn)行智能破解，少數(shù)對(duì)編程感興趣的同學(xué)可研究代碼的含義，并嘗試修改。分層教學(xué)，一般學(xué)生通過(guò)動(dòng)手，破解密文，獲得感性認(rèn)識(shí)，程度較好的學(xué)生，可研究程序的代碼8．總結(jié)本課總結(jié)1總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容，并請(qǐng)學(xué)生回憶都是哪三種基本形態(tài)。學(xué)生回答計(jì)算機(jī)加工信息的三種基本形態(tài)。再次加深學(xué)生印象本課總結(jié)2辯證認(rèn)識(shí)人工智能，理解人的思維最重要。2．贈(zèng)送學(xué)生格言：學(xué)之有方，用之有德！學(xué)生聽(tīng)講情感價(jià)值觀的教育，樹(shù)立正確技術(shù)應(yīng)用觀。十二、教學(xué)后記本節(jié)課融合了建構(gòu)主義的教學(xué)理論和傳統(tǒng)的教學(xué)理論，采用“情境”導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)整體的任務(wù)貫穿整堂課的教學(xué)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等，不斷地提出問(wèn)題，解決問(wèn)題，使學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中一直保持這種探索的興趣。在不同的知識(shí)點(diǎn)之間設(shè)計(jì)好自然的過(guò)渡。設(shè)計(jì)的例子，不僅能吸引學(xué)生的興趣，而且又與烏魯木齊“7.5事件”息息相關(guān)，學(xué)生很容易產(chǎn)生共鳴，教師再加以正確引導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)祖國(guó)，愛(ài)和平的情感，使之能明辨是非，樹(shù)立正確的人生價(jià)值觀。在具體的教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生的差異性，采用了在線(xiàn)實(shí)時(shí)答題提交系統(tǒng)，很好的解決了此問(wèn)題，使每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)系統(tǒng)地掌握信息加工的教學(xué)內(nèi)容。至于學(xué)習(xí)的內(nèi)容方面，雖然絕大多數(shù)學(xué)生并不能具體編制出一個(gè)VB的程序出來(lái)（這也不是本教材所提倡的），但其實(shí)在潛移默化中，他們的思維方式、思維層次，以及信息素養(yǎng)等方面已經(jīng)得到了提高和深化。這其實(shí)也是高中教師應(yīng)該努力達(dá)成的目標(biāo)之一，即教學(xué)