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簡介：高中人工智能課標(biāo)解讀與教學(xué)實施,張劍平浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院HTTP//TEACHERZJNUCN/ZJP,AI及其教育意義高中AI的課程標(biāo)準(zhǔn)AI教育的現(xiàn)狀A(yù)I的教學(xué)資源AI課程的教學(xué)實施有待探索的問題,高中人工智能（AI）課標(biāo)解讀與教學(xué)實施,,人工智能的基本概念,智能人們在處理復(fù)雜事務(wù)、解決困難問題時所表現(xiàn)出來的智慧與能力人工智能ARTIFICIALINTELLIGENCE，簡稱AI）用計算機(jī)來表示和執(zhí)行人類的智能活動也稱人工智慧AI的特征推理、學(xué)習(xí)、聯(lián)想當(dāng)代三大尖端技術(shù)空間技術(shù)能源技術(shù)人工智能技術(shù)人工智能處于信息技術(shù)發(fā)展的前沿，反映了信息技術(shù)的發(fā)展方向。,AI的研究領(lǐng)域與目標(biāo),AI的研究領(lǐng)域知識表示、專家系統(tǒng)、自然語言理解、自動定理證明、自動程序設(shè)計、問題求解、博弈、計算機(jī)視覺、模式識別、智能機(jī)器人、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、AI的研究目標(biāo)近期實現(xiàn)機(jī)器智能部分地或者在一定程度上實現(xiàn)機(jī)器的智能，從而使現(xiàn)有的計算機(jī)更靈活、更好用和更有用，成為人類的智能化信息處理工具。遠(yuǎn)期制造智能機(jī)器要使計算機(jī)具有看、聽、說、寫等感知交互功能，具有聯(lián)想、推理、理解、學(xué)習(xí)等高級思維能力，還要有分析問題、解決問題和發(fā)明創(chuàng)造的能力。,AI的研究方法,功能模擬以人腦的心理模型為基礎(chǔ)，將問題或知識表示成某種邏輯網(wǎng)絡(luò)，采用符號推演的方法，來實現(xiàn)搜索、推理和學(xué)習(xí)，模擬人腦的思維；結(jié)構(gòu)模擬以人腦的生理結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理為基礎(chǔ)，對人腦的神經(jīng)細(xì)胞及其構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，采用神經(jīng)計算的方法來實現(xiàn)學(xué)習(xí)、聯(lián)想、識別、推理；行為模擬通過模擬人在控制過程中的智能活動和行為特性，如自尋優(yōu)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自組織等，來研究和實現(xiàn)人工智能。,,從問題解決角度看AI教育的必要性,IT教育的最終目的是讓學(xué)生能夠自如地應(yīng)用IT解決問題。問題解決是所面對的問題得到解決的認(rèn)知活動過程。問題的分類結(jié)構(gòu)化（STRUCTURED）問題能夠通過形式化（或稱公式化）方法描述和求解的問題也稱定義完善的問題、良構(gòu)問題算法與程序設(shè)計課程要解決的問題非結(jié)構(gòu)化（UNSTRUCTURED）問題難以用確定的形式來描述，主要根據(jù)經(jīng)驗求解也稱定義不完善的問題、劣構(gòu)問題人工智能初步課程要解決的問題半結(jié)構(gòu)化（SEMISTRUCTURED）問題,IT視角下的問題求解策略,算法算法與程序設(shè)計內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合實例，經(jīng)歷分析問題、確定算法、編程求解等用計算機(jī)解決問題的基本過程，認(rèn)識算法和程序設(shè)計在其中的地位和作用。例排序算法啟發(fā)式人工智能初步內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)通過簡單博弈問題的分析，了解用盲目搜索技術(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。例狀態(tài)空間的啟發(fā)式搜索,AI課程對于提升信息素養(yǎng)的作用,對多種思維方式的培養(yǎng)和信息素養(yǎng)的綜合鍛煉求解結(jié)構(gòu)化問題傳統(tǒng)程序＝算法＋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)求解非結(jié)構(gòu)化問題智能程序＝知識＋推理體驗人類專家解決復(fù)雜問題的思路，提高學(xué)生的邏輯思維能力美國著名教育技術(shù)專家JONASSEN認(rèn)為那些自行設(shè)計專家系統(tǒng)的學(xué)生將會在這種活動中受益匪淺，因為這是一個對所學(xué)知識進(jìn)行深度加工的過程。了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿，激發(fā)對信息技術(shù)未來的追求,,高中AI的課程標(biāo)準(zhǔn),,多媒體技術(shù)應(yīng)用,算法與程序設(shè)計,數(shù)據(jù)管理技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用,人工智能初步,信息技術(shù)基礎(chǔ),,高中信息技術(shù)課程構(gòu)成,必修,選修,信息獲取信息加工與表達(dá)信息資源管理信息技術(shù)與社會,2學(xué)分,2X學(xué)分,,12345,AI課程的背景與目標(biāo),課程背景適應(yīng)時代發(fā)展需要，體現(xiàn)時代性特征。目標(biāo)定位了解信息技術(shù)發(fā)展的前沿，體驗若干典型人工智能技術(shù)的應(yīng)用，感受人工智能對學(xué)習(xí)和生活的影響，激發(fā)對信息技術(shù)未來的追求。,高中AI的內(nèi)容體系,1、基本概念能描述人工智能的概念與基本特點2、知識及其表達(dá)列舉人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域掌握知識的概念、知識表達(dá)的基本方法3、推理與專家系統(tǒng)演示或使用簡單的產(chǎn)生式專家系統(tǒng)軟件知道專家系統(tǒng)正向、反向推理的基本原理學(xué)會使用一個簡易的專家系統(tǒng)外殼4、人工智能語言與問題求解學(xué)會使用一種人工智能語言求解簡單問題了解狀態(tài)空間的概念與方法了解用盲目搜索技術(shù)進(jìn)行搜索，知道啟發(fā)式搜索,課標(biāo)文本,當(dāng)前國內(nèi)的高中AI教材,普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書信息技術(shù)（選修5）人工智能初步教育科學(xué)出版社，李藝主編，2004年第1版中國地圖出版社，祝智庭主編，2005年第1版上?？萍冀逃霭嫔纾瑧?yīng)吉康主編，2005年第1版廣東教育出版社，李冠英主編，2005年第1版浙江教育出版社，陶增樂主編，2006年第1版,高中教材人工智能初步,第1章初識人工智能11什么是人工智能12人工智能可以為我們做什么第2章了解人工智能語言21了解PROLOG22使用PROLOG23人工智能語言第3章用計算機(jī)表示知識31知識及其類型32知識表示入門33知識表示的常用方法第4章用計算機(jī)推理41什么是專家系統(tǒng)42專家系統(tǒng)如何工作43如何開發(fā)專家系統(tǒng)第5章用智能搜索解決問題51可以通過搜索求解的問題52窮舉式搜索53啟發(fā)式搜索與博弈第六章人工智能的發(fā)展與未來61人工智能的發(fā)展62人工智能的未來,張劍平主編教育科學(xué)出版社2004,當(dāng)前國內(nèi)的高中AI教材,,AI內(nèi)容舉例AI語言,AI語言是一類適應(yīng)于AI領(lǐng)域的、具有符號處理和邏輯推理能力的程序設(shè)計語言。典型的AI語言LISP表處理語言PROLOG邏輯型語言（用來描述事物之間的邏輯關(guān)系，接近于人類的自然語言）,AI內(nèi)容舉例用智能搜索求解問題,盲目搜索與啟發(fā)式搜索計算機(jī)博弈,,,AI內(nèi)容舉例專家系統(tǒng)及其外殼,學(xué)習(xí)一個簡單的專家系統(tǒng)外殼INTERMODELLER它是一個適合中學(xué)生使用的軟件作者為英國的DRTOMCONLON,,,人工智能教育的現(xiàn)狀,,我國高校的人工智能教育,高校一直將AI作為計算機(jī)專業(yè)的必修課程“智能科學(xué)與技術(shù)”本科專業(yè)的建立北京大學(xué)（2004）北京郵電大學(xué)（2005）南開大學(xué)（2005）西安電子科技大學(xué)（2005）（2006）（2007）第一屆全國人工智能教育學(xué)術(shù)研討會（2002北京）中國AI學(xué)會教育工作委員會主辦首都師范大學(xué)信息工程學(xué)院承辦,我國中學(xué)的AI教育,2004年之前尚未在中學(xué)設(shè)置獨(dú)立的AI課程。奧林匹克信息學(xué)競賽中一直包含AI的題目。近年開展的機(jī)器人競賽及其相關(guān)活動中，已經(jīng)在AI方面進(jìn)行嘗試。對青少年AI的啟蒙教育，愈來愈受到重視。1997年清華大學(xué)出版，由時任教育部長陳至立任名譽(yù)主任、出版的計算機(jī)科普教育叢書計算機(jī)與信息科學(xué)十萬個為什么（全套共12本）中，包括了人工智能一書。2000年清華大學(xué)出版，由李衍達(dá)院士主編的青少年科學(xué)教育叢書信息科學(xué)與技術(shù)系列一套8本中，也包含有人類智慧與人工智能一書。2003年頒布的普通高中信息技術(shù)課標(biāo)中，將AI作為選修模塊。目前已經(jīng)出版5套教材，并在實驗省份的部分地區(qū)開展教學(xué)。,國外中學(xué)的AI教育,包括人工智能教育在內(nèi)的中學(xué)信息技術(shù)教育呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的格局。以美國為例，在將信息技術(shù)作為獨(dú)立課程進(jìn)行設(shè)置與教學(xué)的學(xué)區(qū)中，信息技術(shù)課程的內(nèi)容通常包括（1）旨在培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)技能與意識的內(nèi)容。信息加工與應(yīng)用。信息技術(shù)系統(tǒng)概論。人工智能概論。使學(xué)生認(rèn)識人工智能的意義及其應(yīng)用，并介紹自動化系統(tǒng)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等。使學(xué)生認(rèn)識信息技術(shù)的大量運(yùn)用以及人工智能的產(chǎn)生與發(fā)展可能對人類社會造成的各種影響。（2）計算機(jī)程序設(shè)計的內(nèi)容。,英國的ICT課程與AI教育以蘇格蘭地區(qū)為例,ICT課程計算（COMPUTING）信息系統(tǒng)（INFORMATIONSYSTEMS）每門課包括三個層次中級（INTERMEDIATE2）高級（HIGHER）高級提升（ADVHIGHER）每個層次包括兩部分強(qiáng)制單元（MANDATORYUNITS）可選單元（OPTIONALUNITS）,英國中學(xué)ICT課程的基本構(gòu)成,英國JAMESGILLESPIES中學(xué)的AI教學(xué),AI教育的研究以FLAIRS2006為例,AMERICANASSOCIATIONFORAI（AAAI）和FLORIDA技術(shù)學(xué)院聯(lián)合舉辦AIEDUCATION專題IMPLEMENTATIONOFTHECOMPUTINGCURRICULA2001INTELLIGENTSYSTEMSAREAMODELASSIGNMENTS/EXPERIENCES/SYLLABIFORAIINSTRUCTIONAICLASSROOMTECHNIQUESORINNOVATIONSFORUNDERGRADUATEAND/ORGRADUATEINSTRUCTIONINTELLIGENTAPPLICATIONSFORINSTRUCTIONOFAIANDASSESSMENTOFSUCHAPPLICATIONSINCORPORATINGAIRESEARCHINTOAICOURSES,HTTP//WWWAAAIORGHTTP//WWWINDIANAEDU/FLAIRS06,,人工智能課程的教學(xué)資源,,AI的教學(xué)資源,人工智能國家精品課程中南大學(xué)蔡自興主持HTTP//CAICSUEDUCN/JPKC現(xiàn)代教育技術(shù)國家精品課程浙江師大張劍平主持HTTP//COURSEZJNUCN/MET,AI的教學(xué)資源,人工智能的教育應(yīng)用HTTP//WWWZCMETNET/AI信息技術(shù)課程網(wǎng)HTTP//WWWICTEDUCN人工智能教育知識庫HTTP//WWWCSCOFCEDU/MANARIS/AIEDUCATIONREPOSITORY因特網(wǎng)上的AI教育資源中小學(xué)信息技術(shù)教育，2003（10）,,高中AI的教學(xué)實施,,實施策略,充分考慮高中生的認(rèn)知特點，選擇那些與他們學(xué)習(xí)、生活關(guān)系密切的，看得見、摸的著的AI應(yīng)用問題作為案例展開教學(xué)。將課程目標(biāo)定位在了解和體驗。根據(jù)中學(xué)生的特點進(jìn)行AI語言教學(xué)，只介紹其主要特征和最為簡單的應(yīng)用方法。例如了解PROLOG，能用遞歸方法編寫簡單程序。充分發(fā)揮網(wǎng)上信息資源和網(wǎng)上軟件資源的作用。例如，在線進(jìn)行專家系統(tǒng)、符號運(yùn)算、機(jī)器翻譯等內(nèi)容的教學(xué)與實驗。,幾點建議,注意教學(xué)對象的選擇興趣基礎(chǔ)，努力激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。合理組織“講授課”和“探究性、自主性學(xué)習(xí)”。要及時了解學(xué)習(xí)效果。考慮將本課程與其他相關(guān)課程進(jìn)行整合。例如，作為“通用技術(shù)”中簡易機(jī)器人模塊的軟件基礎(chǔ)或加以整合；可以嘗試作為校本選修。根據(jù)學(xué)生情況適當(dāng)安排大的“課程設(shè)計”任務(wù)。,,有待探索的問題,,AI課程中需要探索的問題,教學(xué)的內(nèi)容選擇、深度確定適合中學(xué)生學(xué)習(xí)的教材編寫教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法數(shù)字化教學(xué)資源的建設(shè)與利用高校信息技術(shù)教育專業(yè)的建設(shè),AI課程中需要探索的問題關(guān)于人工智能與機(jī)器人教育的有機(jī)結(jié)合,從國外情況看，英、美等發(fā)達(dá)國家包括人工智能和機(jī)器人在內(nèi)的中小學(xué)信息技術(shù)教育正呈現(xiàn)多樣化發(fā)展的格局。人工智能與機(jī)器人之間的關(guān)系密切,有必要將它們有機(jī)結(jié)合從知識和技術(shù)的系統(tǒng)性角度看從信息技術(shù)師資的培養(yǎng)角度看應(yīng)當(dāng)將AIR教育與基礎(chǔ)教育課程改革相結(jié)合小學(xué)和初中階段，在“綜合實踐活動”課程中開展機(jī)器人教育，在此過程中讓學(xué)生初步了解人工智能的相關(guān)知識；高中階段，可以將教育機(jī)器人與“人工智能初步”、“算法與程序設(shè)計”、“簡易機(jī)器人制作”、“電子控制技術(shù)”等技術(shù)類課程有機(jī)結(jié)合開設(shè)“人工智能與機(jī)器人”校本課程。對不同層次的學(xué)生，應(yīng)當(dāng)有不同的教學(xué)目標(biāo)應(yīng)當(dāng)提高機(jī)器人的智能程度例如可以把簡單的實時專家系統(tǒng)平臺軟件嵌入機(jī)器人，提供友善的人機(jī)接口，小學(xué)生只需用文本格式建立知識庫，即可驅(qū)動機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的智能活動。,,謝謝,張劍平浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院,HTTP//AIZJNUNETCNHTTP//TEACHERZJNUCN/ZJP,

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簡介：人工智能之虹膜識別專碩（1）班禹晴人工智能虹膜識別什么是虹膜識別原理優(yōu)勢應(yīng)用人工智能虹膜識別什么是虹膜虹膜是人眼瞳孔和眼白之間的環(huán)狀組織，是人眼的可視部分。眼睛的外觀圖由鞏膜、虹膜、瞳孔三部分構(gòu)成。鞏膜即眼球外圍的白色部分，約占總面積的30；眼睛中心為瞳孔部分，約占5；虹膜位于鞏膜和瞳孔之間，包含了最豐富的紋理信息，占據(jù)65。外觀上看，由許多腺窩、皺褶、色素斑等構(gòu)成，是人體中最獨(dú)特的結(jié)構(gòu)之一。人工智能虹膜識別一什么是虹膜識別虹膜識別是以人的虹膜紋理為依據(jù)，與眼睛有關(guān)的生物識別中對人產(chǎn)生較少干擾的技術(shù)，是最可靠的人體生物終身身份標(biāo)識之一。它使用相當(dāng)普通的照相機(jī)元件，而且不需要用戶與機(jī)器發(fā)生接觸。另外，它有能力實現(xiàn)更高的模板匹配性能。人工智能虹膜識別二原理虹膜能夠控制瞳孔大小，并給人們的眼球帶來顏色。在胎兒發(fā)育階段，虹膜就已形成復(fù)雜獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在整個生命歷程中保持不變。這就是虹膜基礎(chǔ)的生物識別系統(tǒng)的有效性真實原因，每個人的虹膜都各不相同。虹膜的定位可在1秒鐘之內(nèi)完成，產(chǎn)生虹膜代碼IRISDODE的時間也僅需1秒的時間，數(shù)據(jù)庫的檢索時間也很快。虹膜識別技術(shù)所采用的算法允許圖像質(zhì)量在某種程度上有所變化。相同的虹膜所產(chǎn)生的IRISDODE也有25的變化，但在識別過程中，這種IRISDODE的變化只占整個虹膜代碼的10，它所占代碼的比例是相當(dāng)小。人工智能虹膜識別美國印第安納州圣母瑪利亞大學(xué)科學(xué)家最新研制一套虹膜識別系統(tǒng)，能夠90正確地測定測試者的人種，62正確地測定測試者的性別。人工智能虹膜識別三優(yōu)勢人體虹膜組織的唯一性和穩(wěn)定性最高、不可改變性和抗欺騙性最強(qiáng)，是最為理想的身份識別依據(jù)。唯一性高由信息組合的復(fù)雜性決定。同卵雙胞胎的虹膜紋理信息不同，同一個人左右眼的虹膜紋理也不相同。穩(wěn)定性高虹膜紋理在胎兒7個月時已經(jīng)形成，出生618個月后終身不變，不隨年齡、職業(yè)、生活方式的變化而變化，不被污染，不會磨損，不因疾病改變紋理結(jié)構(gòu)?？蛊垓_性強(qiáng)不能人工仿造或手術(shù)仿造他人虹膜組織，使用克隆技術(shù)也不能復(fù)制。虹膜不留印跡，不會因痕跡殘留導(dǎo)致他人非法獲取特征信號。可采集性強(qiáng)虹膜具有可見外形，可從一定的距離處采集信號，不需用戶接觸設(shè)備，可在無光照情況下進(jìn)行采集。人工智能虹膜識別四應(yīng)用虹膜識別技術(shù)已經(jīng)在多個領(lǐng)域得到應(yīng)用國外應(yīng)用案例1，美國新澤西州肯尼迪國際機(jī)場和紐約奧爾巴尼國際機(jī)場均安裝了虹膜識別儀，用于工作人員安檢，只有通過虹膜識別系統(tǒng)的檢測才能進(jìn)入例如停機(jī)坪和行李提取處等受限制場所。2，2006年1月30日，美國新澤西州的學(xué)校在校園里面安裝了虹膜識別的裝置進(jìn)行安全控制，學(xué)校的學(xué)生以及員工都不再使用任何形式的卡片與證件，只要他們在虹膜攝像頭之前經(jīng)過，他們的位置，身份便被系統(tǒng)識別出來，所有外來的人員都必須進(jìn)行虹膜資料的登錄才能進(jìn)入到校園中。人工智能虹膜識別國外應(yīng)用案例3，阿聯(lián)酋自2002年10月開始對被驅(qū)逐出境的外國人進(jìn)行虹膜注冊，通過在機(jī)場以及一些邊境檢查中使用虹膜識別系統(tǒng)，來阻止所有被阿聯(lián)酋所驅(qū)逐的外國人再次進(jìn)入阿聯(lián)酋。該系統(tǒng)不僅能防止被驅(qū)逐者再次入境，還能防止正在阿聯(lián)酋接受司法檢查的人員偽造證件擅自出境逃脫法律制裁。人工智能虹膜識別國內(nèi)應(yīng)用案例1，國內(nèi)在2000年以前在虹膜識別方面一直沒有自己的核心知識產(chǎn)權(quán)，中科院自動化所在多年研究的基礎(chǔ)上于2000年初開發(fā)出了虹膜識別的核心算法，成為了世界上少數(shù)幾家掌握了虹膜識別核心算法的單位之一。2005年，中科院自動化所模式識別國家重點實驗室的虹膜識別科研成果榮獲“國家科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎”。模式識別國家重點實驗室的虹膜圖像數(shù)據(jù)庫已成為國際上最大規(guī)模的虹膜共享庫。已有70個國家和地區(qū)中的2000多個研究機(jī)構(gòu)申請使用，其中國外單位1500多個。北京中科虹霸科技有限公司杭州倪宸生物技術(shù)有限公司人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別人工智能虹膜識別

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