选修5 人工智能初步《第4章 推理与专家系统 第三节 简单专家系统的开发》优秀教案

选修5 人工智能初步《第4章 推理与专家系统 第三节 简单专家系统的开发》优秀教案

二、学情分析

“专家系统”的学习内容在人工智能教材中在“知识表示”之后，因此学生对各种知识表示方式都有初步了解，掌握了例如产生式规则、状态空间图、语义网络等的基本表示方法。但是各种知识表示如何在人工智能中得到应用，学生们对这个问题在上一阶段的学习中还难以深入体会。专家系统通过把领域专家的大量知识加以计算机编程嵌入到计算机内部，产生式规则的知识表示方式在专家系统的知识库建设中得到了实际应用。因此对于学生来说，虽然专家系统完全是个新事物，但是它与各种知识表示，尤其是产生式规则表示方式，有着理论与实际应用的关系。教师在教学设计时，不能忽视这个有利于学生知识增长和能力发展的“最邻近发展区”。 这里充分考虑了本单元所学内容与先前所学知识之间的联系，有助于学生应用已有知识，更快地完成对新知识体系的理解和意义的建构，一方面降低了认知难度，另一方面利于新旧知识之间形成有机的联系。

三、教材分析

本课教学的内容是上海科技出版社出版的普通高中课程标准实验教科书《人工智能初步》(选修)中的第四章。

四 、教学目标

知识与技能: 感受什么是专家系统，知道专家系统和专家系统外壳之间的区别和联系；了解专家系统的基本构造和工作机制；能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统。

过程与方法: 通过感受人类专家解决复杂问题的思路，增强逻辑思维和问题解决能力。通过活动了解专家系统开发的一般步骤。

情感态度和价值观:通过学习创建简单专家系统，消除对于开发专家系统的神秘感，进一步增强对人工智能领域的认识，感受人工智能技术的丰富魅力；

五、教学思路

专家系统是人工智能领域的重要组成内容，也是该领域发展得较为成熟的部分。为了缩小现实与理想之间的矛盾，在人工智能课程“专家系统”内容的教学中，我们希望“以问题解决为中心”的教学方式，通过小组协作，让学生在感受什么是专家系统的基础上既了解有关专家系统的基本知识，又能利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统，由此既增强他们对人工智能的认识，又促进问题解决能力，发散性思维能力和社会合作能力的培养。 采用“以问题解决为中心”的教学方式，培养学生解决问题的能力，注重交流与合作，这充分反映了新课程标准所提倡的教学理念。

本课时教学是《推理与专家系统》的第3个课时课程内容：第1课时主要让学生感受什么是专家系统，并了解有关专家系统的一些基本知识；第2课时是学习专家系统的推理，正向推理、逆向推理和不确定推理；第3课时主要让学生能够利用InterModeller专家系统外壳自行设计一个简易的植物识别专家系统。

教学重点、难点

重点：让学生了解使用专家系统外壳InterModeller软件创建一个简单的专家系统的步骤，并让学生亲身体验这个开发的过程。

难点：理解使用专家系统外壳开发专家系统的过程中的策略。

七、教学准备及课时安排

在网络教室的教师机和每台学生机上安装InterModeller专家系统外壳。

八、教学过程

教学环节

教学活动

学生活动

设计意图

情境创设，激发兴趣

播放视频：食用菌工厂化菇房智能监控专家系统。

通过观看专家系统实例，感受什么是专家系统，并在了解专家系统的基本构造和工作机制的基础上，能够利用专家系统外壳自行开发一个简易的专家系统，例如自然界植物识别专家系。

学生观看视频，加深对专家系统的了解，理解专家系统原理和如何处理复杂问题。