培养小学生利用计算机专家系统解决问题的意识和能力

梁俊斌

一、教学分析

该课出自广州市地方教材《人工智能》六年级下册，主要通过“专家”的概念引入“计算机专家系统”，了解会看病的计算机系统和体验可以识别植物的植物专家系统，介绍了计算机专家系统的概念、特点、原理。通过医学领域的专家系统案例分析，了解计算机系统中的表达方式和基本形式，结合三个活动，体验动物识别专家系统的具体应用，并通过阅读学习资料等，更加了解专家系统的应用领域。

二、教学重难点

教学重点：了解专家系统的概念、原理和应用，熟悉知识专家系统的表达方式。

教学难点：熟悉知识专家系统的表达方式。

三、教学目标

1. 通过体验植物专家系统，学生了解专家系统的概念、原理和应用；

2. 通过医学专家系统诊断人类疾病的案例分析，让学生熟悉知识专家系统的表达方式；

3. 感受专家系统的应用价值，提升利用专家系统解决生活、学习问题的意识和能力。

四、教学对象

六年级学生对人工智能的基本概念有一定的认识，对计算机专家中的植物专家系统有浓厚兴趣。学生还不能熟练地使用网络，需要教师引导其安装相关软件与学习内容相关的知识。学生已有一定的阅读能力、自主思考和学习能力，能自主阅读课本内容及拓展材料，并乐于表达和分享知识。

五、教学策略

1. 情景创设策略：应用课件资源进行教学情景创设，导入新课。

2. 协同合作策略：学生之间分组配合，合作完成动手操作/原理探究的任务。

3. 自我评价策略：学生通过小组合作评价其他同学的作品后，利用合作学习评价量表进行自我评价。

六、教学准备

学校计算机房、配套的课件、植物识别软件、拓展视频等。要求学生复习前置课程，结合课本提前预习本节课内容。

七、教学过程

（一）情境导入——导入新课

教师通过动画，引入植物识别系统。引出课题“计算机专家系统”。

【设计意图】以学生感兴趣的动画引入，便于学生掌握新的知识，通过提问激发学生的好奇心和学习兴趣，进而引出本节课学习内容。

（二）操作体验

1. 教师从情境出发，让学生体验植物识别软件并完成课本“做一做”；

2. 教师引导学生对识别结果进行验证，如果出现识别结果不一致的情况，思考是由什么原因造成的？

【设计意图】让学生在具体的操作体验中学习，结合问题思考，培养学生的计算思维，激发学生学习乐趣。

（三）讲授新知

1. 讲解植物识别软件的工作原理；

2. 讲解计算机专家系统的概念和特点；

3. 教师提问：我们在日常生活中能接触到哪些专家？他们掌握了哪些专业知识？能帮助我们解决什么问题？

4. 教师提出疑问：在医疗专家系统中，计算机没有手又没有嘴，怎么给人看病开药呢？

【设计意图】通过植物识别软件的应用案例，引出其他系统，让学生了解计算机专家系统的概念和特点。

（四）案例分析

1. 分析医学专家系统诊断人类疾病的案例；

2. 教师讲解专家系统的工作过程和表达方式。

教师邀请两个学生进行病人与医疗专家系统的对话，既增强学生对系统的兴趣，同时提高学生的扮演能力。

【设计意图】通过案例分析，促使学生了解专家系统的应用，从而掌握其工作过程和表达方式。通过扮演，能让学生更好地思考医疗专家系统的逻辑。

（五）动手实践

教师带领学生分组完成三个活动。

1. 活动一和活动二：体验动物识别专家系统；

2. 活动三：分小组设计自己的专家系统。

学生根据课本内容，先完成活动一的自我探究，然后通过两人小组合作，说出动物特征，让另外一个同学根据动物识别专家系统的逻辑进行判断，最后教师挑选两位同学进行演示。

【设计意图】通过实践活动，促使学生更加了解动物识别专家系统的原理，同时通过设计自己的专家系统，培养学生的发散思维。

（六）拓展延伸

1. 組织学生阅读课本“拓展阅读”；

2. 播放拓展视频（现代农业种植专家系统一体化的种植过程）。

【设计意图】通过阅读、看视频，拓展学生知识面，更加了解专家系统的应用领域。

（七）课后总结

1. 总结这节课的知识点；

2. 引导学生完成课本“评一评”中三个自评项。

八、教学反思

教师要精心设计导入，诱发学生学习动机，激发学生学习兴趣，从而达到提高效率的目的。本节课的重点是理解专家系统的概念、原理和应用，难点是专家系统的表达方式。其他如农业专家系统的拓展部分，对有更多需求的学生而设置。本节内容比较多，同时也是学生比较陌生的领域，但是通过人物扮演的医疗专家和病人小明的对话，以及在动物专家系统和一问一答的教学过程中，学生对动植物专家系统会产生浓厚的兴趣。笔者先让学生体验使用拍照识花功能，引出计算机专家系统。然后通过植物识别系统的介绍，让学生了解专家系统的概念、原理与应用，同时让学生感受到专家系统的应用价值。通过医疗专家系统和动物专家系统，让学生知道专家系统的表达方式，以及如何去创作一个简单的专家系统知识图谱。不足之处在于本节课分组讨论时间不够，学生也因为不熟悉课程，导致发言积极性不够高。