第一篇 认识高中人工智能课程——课程结构与课标解读 3
第1章 人工智能课程及其发展 3
1.1人工智能及其教育应用 3
1.1.1基本概念的界定 3
1.1.2人工智能的教育应用 5
1.2中学人工智能课程现状 7
1.2.1各国课程管理概况 8
1.2.2发达国家的人工智能课程 10
1.2.3我国的人工智能课程 13
第2章 课程标准的分析与比较 17
2.1人工智能课程标准的分析 17
2.1.1信息技术课程结构 17
2.1.2课程标准与课程目标 19
2.1.3对课程标准的若干认识 25
2.2人工智能与问题解决 27
2.2.1问题及其解决策略 27
2.2.2人工智能在问题解决中的作用 29
2.3人工智能课程标准的比较 31
2.3.1英国人工智能课程标准剖析 31
2.3.2中英课程标准的比较与启示 33
第二篇 掀起人工智能的神秘面纱——课程内容与知识点分析 37
第3章 知识及其表示 37
3.1知识的类型与特征 37
3.2知识表示的常用方法 39
3.2.1状态空间表示 39
3.2.2产生式规则表示 40
3.2.3与或图 41
3.2.4框架表示法 43
3.2.5谓词逻辑表示法 44
第4章 推理与专家系统 46
4.1专家系统的类型与结构 46
4.1.1专家系统及其类型 46
4.1.2专家系统的基本结构 49
4.2专家系统的工作原理 51
4.2.1正向推理与反向推理 51
4.2.2混合推理与不确定性推理 54
4.2.3推理中的冲突消解策略 56
4.2.4解释机制及其实现 57
4.3专家系统的开发 59
4.3.1开发过程 59
4.3.2开发工具及其应用 60
第5章 人工智能语言与问题解决 66
5.1人工智能语言与Prolog 66
5.1.1人工智能语言及其特点 66
5.1.2Prolog语言及其工作机制 68
5.1.3Prolog求解问题的步骤 73
5.2智能搜索与人机博弈 76
5.2.1状态空间及其搜索 76
5.2.2盲目搜索和启发式搜索 79
5.2.3人机博弈的搜索技术 84
5.3建议拓展的内容 87
5.3.1自然语言处理与机器翻译 88
5.3.2神经网络与机器学习 92
第三篇 走进高中人工智能课堂——课程实施与教学资源开发 99
第6章 人工智能课程实施概述 99
6.1课程实施的问题与对策 99
6.1.1课程实施的影响因素 99
6.1.2存在的主要问题 101
6.1.3解决问题的思路 102
6.2基于Prolog的人工智能教学 105
6.2.1可行性研究 105
6.2.2Prolog案例分析 107
第7章 人工智能课程的教学设计 125
7.1教学设计的策略与步骤 125
7.1.1教学设计的策略 125
7.1.2教学设计的步骤 126
7.2教学案例及其分析 127
7.2.1“初识人工智能”教学设计 127
7.2.2“认识专家系统”教学设计 134
7.2.3“Prolog语言”教学设计 139
第8章 人工智能课程的教学与评价 156
8.1教学方法 156
8.1.1常用的教学方法 156
8.1.2基于问题解决的教学 157
8.1.3基于因特网资源的教学 159
8.2教学评价 162
8.2.1评价原则与方式 162
8.2.2过程性评价 163
8.2.3表现性评价 164
第9章 人工智能的教学资源建设 167
9.1人工智能教材及其比较 167
9.1.1典型教材概况 168
9.1.2教材分析与比较 172
9.2数字化教学资源设计 176
9.2.1多媒体课件设计 177
9.2.2专题学习网站设计 182
第四篇 关注人工智能的教学载体——机器人教育与实践能力培养 191
第10章 机器人教育的基本问题 191
10.1机器人教育概述 191
10.1.1机器人与机器人教育 191
10.1.2教育机器人及其形态 194
10.1.3机器人教育的理论基础 206
10.2机器人教育的实施模式 209
10.2.1高等院校的机器人教育 210
10.2.2中小学校的机器人教育 212
10.3存在的问题与对策 213
10.3.1存在的主要问题 213
10.3.2基本的解决思路 214
第11章 中小学机器人课程与教学 217
11.1机器人课程标准与活动分析 217
11.1.1机器人课程的发展 217
11.1.2课程标准与教学内容 218
11.1.3教学活动分析 222
11.2教学设计与评价 229
11.2.1教学设计及其案例 229
11.2.2教学评价及其工具 242
11.3STS理念与机器人教学 246
11.3.1STS教育及其实施途径 246
11.3.2融入STS理念的机器人教学 247
第12章 中小学机器人竞赛研究 251
12.1机器人竞赛及其教育价值 251
12.1.1机器人竞赛概况 251
12.1.2机器人竞赛的教育价值 253
12.2竞赛类型与要素分析 254
12.2.1实体机器人竞赛 254
12.2.2虚拟机器人竞赛 257
12.2.3竞赛要素分析 261
12.3机器人竞赛课程的开发 263
12.3.1基于标准的竞赛课程 263
12.3.2竞赛课程的开发框架 264
主要参考文献 269
附录 课题组完成的“人工智能与机器人教育”研究成果 270