高中人工智能实验室(高中人工智能教学初探)

一、联系实际，激发学习兴趣在信息技术必修课“用智能工具解决问题”一节中，学生对智能工具及其在对周边的使用有一定的感性认识，但人工智能在对是什么，它给人类生活带来了什么好处还不清楚。没有兴趣的地方就没有记忆。通过一些生活实例，如俄罗斯国际象棋，赛的世界冠军卡斯帕罗夫，与电脑之间的“人机大战”视频，英国，伊莱扎机器人的对方言，消防机器人，足球机器人等。引导学生进入进入丰富多彩的人工智能世界，同时也让学生通过百度搜索其他应用，如军事等。让学生了解人工智能技术已经渗透到人们的社会生活中，并已广泛应用于各个领域。其次，从简单到深入，介绍了人工智能是计算机科学的一个重要分支，它是由计算机科学、控制论、信息论、神经生理学、哲学、语言学等学科相互渗透而发展起来的。其主要内容有：人工智能语言、搜索技术、知识表示、自然语言理解和机器翻译、专家系统等。为了实现人工智能技术，使机器智能化，人们需要为其设计智能程序。因此，学生有必要掌握一门简单实用的人工智能语言。Prolog是一种逻辑编程语言。它以逻辑理论为基础，最初用于自然语言和其他研究领域。目前它已经广泛应用于人工智能领域，可以用来构建专家系统、自然语言理解、智能知识库等。Prolog教学主要是结合简单的“看医生”的例子来理解Prolog语言的谓词逻辑、事实、规则和目标，然后介绍Prolog程序的运行机制，这样学生就可以发现在Prolog程序中，他们一般不需要告诉计算机“做什么”，而只是告诉它“做什么”。一旦Prolog具备了必要的事实和规则，它就可以通过内部演绎推理机制自动解决指定的问题，而无需在程序中列出详细的解决步骤，这是人工智能语言与其他计算机编程语言的区别。如果系统完善，将机器人专家引入医院不仅会大大减少医生的工作量，还会使看病变得困难。3.虚拟智能与体验人工智能由于学校经费和条件的限制，笔者采用了AI-RCJ虚拟足球机器人作为教育载体。AI-RCJ是一套虚拟足球机器人生产平台软件和竞赛模拟环境。该软件打破了传统的教育模式，为用户提供了一个新颖的教育平台。整个系统由五个部分组成，《初识机器人》和《足球机器人》是基本类，《进攻机器人》 《守门员》是整个竞争仿真环境的核心部分。在这三个模块中，向学生渗透了计算机编程的基本思想、序列结构、分支结构和循环结构；让学生了解数学平面坐标，体验不同质量物体碰撞带来的不同效果和状态。用户可以根据自己的策略构建一个虚拟足球机器人，用户可以选择图形编辑器—— robot express或代码编辑器——CodeCanvas来实现机器人的策略和算法。机器人控制代码编译完成后，可以导入到人工智能-RCJ仿真比赛环境中，与其他足球机器人进行比赛。在比赛中不断总结和提高，在比赛中享受学习人工智能的乐趣。第四，实际操作，挑战机器人设计如果资金允许，你可以购买一些机器人组件进行实际装配和设计。以小型足球机器人为例，其硬件结构主要由六部分组成：行走机构、击球机构、运球机构、电路部分(决策、控制和通信电路)、电源装置和辅助部分(小车底盘、外罩)。

机器人小车应能准确接收上位机的指令，并根据指令快速完成决策子系统的意图(运球、射门、拦截等战术动作)。决策系统是整个系统的核心部分，它主动完成知识提取并决定机器人的协作任务。机器人的通信系统，尤其是无线通信系统，保证了从主机到机器人底层的数据传输的可靠性，使机器人能够平稳运行。经过两年的实验教学，学生学习努力，积极性高。他们都想成为机器人制造的大师，这不同于过去玩游戏和去QQ。信息技术课程真正成为学生的主人。不幸的是，由于资金问题，不可能让每个学生自己设计机器人，这样他的作品就可以在绿色领域里炫耀了。但是，笔者认为，随着国家教育投入的增加，这个问题将会得到解决。