人工智能初步
人工智能课程设计初步
课程设计初步一、教学目标通过本章的学习，学生将了解的基本概念、发展历程和应用领域；掌握的基本技术和方法，如机器学习、深度学习、自然语言处理等；能够运用技术解决实际问题，并具备良好的道德伦理素养。
具体来说，知识目标包括：1.了解的定义、发展历程和应用领域；2.掌握的基本技术和方法，如机器学习、深度学习、自然语言处理等；3.了解的伦理和道德问题。
技能目标包括：1.能够运用技术解决实际问题；2.具备良好的编程能力和数据处理能力；3.能够进行项目的策划和实施。
情感态度价值观目标包括：1.培养学生对的兴趣和热情；2.使学生认识到技术的重要性及其对社会发展的影响；3.培养学生具备良好的道德伦理素养，关注技术带来的伦理和道德问题。
二、教学内容本章的教学内容主要包括的基本概念、发展历程、应用领域、基本技术和方法，以及伦理和道德问题。
具体来说，教学大纲安排如下：1.的基本概念和发展历程：介绍的定义、发展历程和应用领域，使学生了解的基本情况；2.的基本技术和方法：讲解机器学习、深度学习、自然语言处理等基本技术和方法，让学生掌握的核心技术；3.的应用案例：分析在各个领域的应用案例，让学生了解技术在实际生活中的应用；4.的伦理和道德问题：讨论技术发展过程中所面临的伦理和道德问题，培养学生具备良好的道德伦理素养。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本章将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体来说，教学方法如下：1.讲授法：用于讲解的基本概念、发展历程、基本技术和方法等知识；2.讨论法：学生就的应用案例和伦理道德问题进行讨论，培养学生的思考和表达能力；3.案例分析法：分析在各个领域的应用案例，让学生了解技术在实际生活中的应用；4.实验法：安排学生进行相关实验，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《基础》等；2.参考书：提供相关领域的经典教材和论文，供学生深入研究；3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解知识；4.实验设备：准备相关的实验设备，如计算机、编程软件等，让学生动手实践。
(完整)人工智能初步教学计划
人工智能初步教学计划1教学指导思想：人工智能技术是当前信息技术应用发展的热点之一。
与一般的信息处理技术相比，人工智能技术在求解策略和处理手段上具有独到之处。
“人工智能初步”模块介绍了人工智能的基本概念和人工智能领域内容易为高中学生所理解和掌握的部分内容，是选修模块。
本模块教材根据教育部普通高中技术领域课程标准（信息技术部分）编写，教材以知识引领活动、穿插工具支持、评估配合为编写思路，从解决学生日常学习生活中的实际问题入手，运用信息获取、加工、管理、表达与交流的基本方法，在主题活动、探究性学习等形式的学习过程中逐步提升学生的信息素养，从而实现知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面的培养目标。
2教学目标：通过本模块的学习，学生能描述人工智能的基本概念，会使用一种人工智能语言解决简单问题，把握其基本特点；能利用简易的专家系统外壳开发简单的专家系统；知道人工智能对人类学习、生活的影响；通过感受人工智能技术的丰富魅力，增强对信息技术发展前景的向往和对未来生活的追求。
3教材分析：本书内容体现了活动引领、任务驱动主导思想，每个单元的前几节的教学内容都不同程度在为最后一节综合性的活动作准备，前两个单元又是第3单元的铺垫；同时，评价教学效果的方式也与传统的教学评价方式不同，而是请学生们参与评价；因此，学生的积极参与是完成该门课程教学目标的关键因素。
在执行新课程计划中，开发利用校内外的一切课程资源，来丰富教学内容。
4重点难点：通过对人工智能的含义及发展历程的理解、对人工智能诸多应用领域的体验，感受人工智能的无穷魅力以及它服务于人类社会的价值。
教师应将教学重点放在引导学生如何去“体会”、“好奇”、“喜欢”这门科学，了解本学科与其他学科研究问题、解决问题的方法的新、特之处，拓展学生思维。
同时，在教学中教师应注意解决以下几个问题：1、使学生科学理解人工智能的含义。
2、通过对人工智能应用领域的了解，可以发现人工智能在人类发展中更多的应用。
人工智能初步教材分析
五、教材处理
第二课时： 人工智能应用体验 - 内容：人工智能涉及的几个主要应 用领域 - 教学建议：教师可以采用讲授并组 织学生参与活动的方法组织教学。
五、教材处理
⒈问题求解
活动:运行“国际象棋”、“五子棋”、 “中国象棋”软件，进行人机对弈。
-
五、教材处理
⒉符号运算
活动:使用符号运算软件Mathematica进 行多项式乘、除以及因式分解等代数运算。
六、注意的问题
教师应将教学重点放在引导学生 如何去“体会”、“好奇”、“喜欢” 这门科学，了解本学科与其他学科在 研究问题、解决问题的方法上的新、 特之处，拓展学生思维。
五、教材处理
⒍智能代理
活动:访问“agentland”网站，尝试请智 能代理帮助我们解决问题。
-
五、教材处理
⒍专家系统
这里可以简单介绍，为下节的学下打下伏 笔。
五、教材处理
在体验人工智能技术应用 的同时，应引导学生思考人工智能 对人类生活的促进作用和更广阔的 应用空间。
五、教材处理
为了更好完成教学工作，建议教 师为学生提供一些学习资源，如因特 网及局域网环境、有关人工智能的电 子图书或纸质图书、影视作品（电影 或纪录片）等供学生参考、观摩。
三、新课标中此模块的组成
人工智能初步
知识及其表达
推理与专家系统
人工智能语言 与问题求解
四、教法建议
第一节 人工智能初步
- 课时安排：建议2课时。 - 第一课时： 人工智能基本理论 - 第二课时：人工智能应用体验
四、教法建议
本单元本着以活动引导教学的 主旨，注重让学生在实践活动中了 解人工智能的概念、体会人工智能 的魅力，以激发其对人工智能的兴 趣，为后面的基础理论学习打好基 础。
人教版八年级下册综合实践活动 第23课 人工智能初步体验
学生动手实践：设计个性化智能家居方案
了解需求
通过调查问卷、访谈等方式， 收集家庭成员对智能家居的需
求和期望。
方案展示
将设计方案以图文、视频等形 式进行展示，邀请同学和老师 进行评价和建议。
方案设计
结合收集到的信息，运用所学 知识和技能，设计个性化的智 能家居方案。
方案优化
根据评价和建议，对设计方案 进行优化和改进，提高方案的
社会责任意识培养在AI时代重要性
01
02
03
强调可持续发展
在人工智能时代，组织应 更加注重可持续发展，关 注环境、社会和治理等方 面的影响。
倡导科技向善
积极倡导人工智能技术应 用于社会公益领域，推动 社会进步，造福人类。
培养责任意识
组织和个人应认识到自身 在人工智能发展中的责任 ，积极参与相关议题的讨 论和解决方案的制定。
演示环节
教师向学生演示智能语音助手的基本 功能，如通过语音指令查询天气、播 放音乐、设定闹钟等，让学生直观感 受人工智能技术的便捷性。
语音识别技术原理剖析
语音识别技术
语音识别是一种将人类语音转换为文本信息的技术，是实现智能语音助手功能的核心。它通过对语音信号进行预 处理、特征提取、模型匹配等步骤，将语音转换为计算机可理解的指令。
技术原理
教师向学生介绍语音识别技术的原理，包括声学模型、语言模型、解码器等方面的知识，让学生了解语音识别技 术的实现过程。
学生动手实践：使用语音助手完成任务
实践任务
教师设计一系列实践任务，如使用语音助手查询资料、制定日程安排、控制智能家居等，让学生在实 践中体验智能语音助手的便捷性和实用性。
注意事项
创意家居方案设计思路分享
《人工智能初步》在线测试题及答案
《人工智能初步》在线测试题及答案知识点链接：信息技术（必修1）第四单元人工智能初步。
本测试卷共20题，每题5分，满分100分。
答题分数80分以上为合格。
1、2022年，全国多地高考考点采用了人脸识别技术，能够快速明确考试身份，也免去了高考进行中考生按手印的环节。
人脸识别技术属于人工智能在哪方面的研究领域？（）。
A. 人机交互B. 生物特征识别(正确答案)C. 机器学习D. 自然语言处理答案解析：B2、“刷脸”支付系统是一款基于人脸识别系统的支付平台。
它是利用人的相貌特征信息进行身份认证的生物特征识别技术。
它的工作流程可以分为下列几个步骤，正确的顺序应该是（）。
①使用POS机屏幕上的摄像头，扫描消费者面部，系统自动拍照②把消费者面部图像特征与数据库中存储的信息进行比对③关联支付系统完成支付④面部图像特征匹配成功⑤消费者面部图像特征提取A. ①⑤②④③(正确答案)B. ①②⑤④③C. ①④②⑤③D. ①②④⑤③答案解析：A3、有一个手机APP可以轻松识别植物。
我们可以随时随地拍摄并上传植物图片，它可以马上给出花名，准确率超过90%。
这是人工智能技术在哪方面的应用？（）。
A. 人机交互B. 机器学习C. 深度学习D. 图像识别(正确答案)答案解析：D4、手写识别属于机器学习中哪一类问题？（）。
A. 分类(正确答案)B. 回归C. 预测D. 评估答案解析：A5、OCR（Optical CharacterRecognition，光学字符识别）技术是指，由扫描仪、数码相机等设备捕获图像，然后用字符识别的方法将图像中的文字辨认出来，成为计算机能够处理的对象。
下列不属于OCR技术应用的是（）。
A. 遇到不会做的作业，拍照上传到答题APP，APP就会出现帮助信息B.在超市购物结账时，超市收银员使用扫描枪对商品上的条形码进行扫描就可以输入消费者的购物信息C. 利用“扫一扫”功能，就可以通过扫描付款二维码轻松完成支付D. 利用打印机打印出Word文档里的信息(正确答案)答案解析：D6、自然语言理解是人工智能重要的研究领域。
人工智能的三起两落的发展史
人工智能的三起两落的发展史
人工智能的发展史上有三起两落，具体如下：
第一起与第一落。
1956年到1974年是人工智能的初步发展阶段，但在1974年到1980年遭遇了第一次低潮。
第二起与第二落。
1980到1987年是人工智能的复苏阶段，但在1987年到1993年又遭遇了第二次低潮。
第三起。
从1993年到现在，人工智能逐步迈入快速发展阶段。
其中，在人工智能发展史上的重要事件有：
1965年，麦卡锡、明斯基等科学家举办的“达茅斯会议”，首次提出了“人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)”这一概念，标志着人工智能学科的诞生。
1997年，IBM深蓝战胜世界象棋冠军。
3.5智能机器人-高中教学同步《信息技术-人工智能初步》(教案)(人教-中图版2019)
活动一：
创设情境
生成问题
开始课程以一段视频开始，展示各种智能机器人在现实生活中的应用，如工业机器人在制造业中的使用、医疗机器人进行手术、以及教育机器人在教学中的运用等。
提出问题：“你知道这些机器人是如何工作的吗？它们与传统机器有何不同？”
观看视频并思考老师提出的问题。
与同桌讨论自己对智能机器人的初步理解，分享各自的观点和疑问。
作业布置
复习题：
简述智能机器人的定义及其与传统机器人的区别。
列举三种不同类型的智能机器人，并描述它们的应用场景。
应用题：
选择一个你日常生活中常见的任务，设计一个智能机器人方案来完成这项任务。需包括机器人的类型选择、基本功能描述和至少一个关键技术的应用说明。
研究任务：
调研一种最新的智能机器人技术或产品，撰写一份简短报告，内容包括该技术的工作原理、应用领域以及可能的社会影响。
-感知、规划、动作、协同
-与环境与人相适应、相协调的工作机能
II.智能机器人的分类与典型应用
A.工业机器人
-自动生产线、《中国制造2025》
B.医疗机器人
-手术机器人、诊断机器人
C.迎宾机器人
-观察识别表情、语音系统、推荐产品
D.教育机器人
-吸引青少年、开拓课堂教育新模式
E.扫地机器人
-自动完成清扫任务、避障、充电
课后反馈显示，大部分学生对智能机器人的概念和应用有了更深入的理解，并对机器人技术的未来发展表现出浓厚的兴趣。然而，也有部分学生表示在理解某些技术细节方面存在困难，这提示我在未来的教学中需要更加注重深入浅出的解释，并可能需要增加更多的互动环节来帮助学生巩固知识。
总体来看，本次课程达到了预期的教学效果，但在提升学生理解和应用能力方面仍有改进空间。在未来的教学中，我计划引入更多的实践操作和项目任务，让学生通过动手实践来深化对智能机器人技术的理解，并进一步提升他们的创新能力和实际操作技能。
第1章人工智能概述1.1人工智能基础-高中教学同步《信息技术-人工智能初步》(教案)
教学内容规划
设计教学流程和时间分配，确保每个教学环节（如讲授、互动讨论、案例分析）都有充足的时间。
制定详细的教学大纲，明确每个部分的教学内容和重点。
互动和讨论准备
准备课堂讨论的问题和主题，如人工智能定义的多样性、人工智能对生活和工作的影响等。
跟随教师讲解，理解人工智能的基本特征，并思考这些特征在实际应用中的体现。
参与讨论，发表自己对人工智能模拟和扩展人的智能的看法。
通过呈现不同定义，帮助学生全面了解人工智能的概念。
讲解基本特征，深化学生对人工智能的理解。
通过讨论，培养学生的思考能力和表达能力。
活动三：
调动思维
探究新知
案例分析：分析一些具体的人工智能应用案例，如智能家居、医疗诊断等，展示人工智能如何改变生活和工作方式。
在介绍人工智能的基本特征时，我采用了教材内容与实际案例相结合的方式，帮助学生更好地把握这些抽象的概念。通过实例，如自动化的个性化推荐系统等，学生们能够更清楚地看到人工智能技术是如何在现实生活中被应用的。然而，我也发现这部分内容的深度与学生的预备知识之间存在一定的差距，一些学生在理解“如何通过数据的采集、加工、处理来形成有价值的信息流和知识模型”时遇到了困难。因此，在未来的教学中，我计划增加更多具体示例，并可能引入一些基础的数据科学概念，以帮助学生构建起更扎实的基础。
《信息技术-人工智能初步》教案
课题
第1章人工智能概述1.1人工智能基础
课型
班课
课时
1
授课班级
高一1班
学习目标
理解人工智能的定义及其重要性。
学生能够描述人工智能的发展历程，包括其在信息技术、互联网等领域的应用。
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智能是知识与智力的总和。
人工智能是研究和开发用于模拟、延伸和扩展人的 智能的理论、技术、方法及应用系统的一门学科。
人工智能的主要特点
1、人工智能是由多学科相互渗透发展起来 的新学科。 2、人工智能研究的内容很广，包括机器感 知、机器思维、机器行为、机器学习、 智能系统及智能机器人等。 3、人工智能研究的目标是使机器智能化及 制造出新的智能化机器。 4、人工智能技术在许多领域有广泛的应用， 它与其他学科相结合，极大地提高了应 用技术的智能化水平。
本章的作用和地位 让学生对知识的基本含义、知识表示 的方法、人工智能语言Prolog等方面有个 概括性的了解，并为学生学习智能信息处 理奠定基础，并使他们对人工智能语言产 生深厚的学习兴趣和强烈的求知欲。 强调学生通过分析具体的例子来感悟 知识的格式化表示，侧重培养学生掌握知 识的格式化表示，让学生了解一种人工智 能语言，使学生能更好地理解计算机智能 处理信息的过程和方法。
内容体系结构
本书以应用人工智能技术解决问题 为主线,按照“知识表达与人工智能语 言推理与专家系统问题求解”这一 线索呈现学习内容。全书分为五章：
1、人工智能初探 2、知识表示及PROLOG语言 3、专家系统 4、问题求解 5、人工智能的回顾与展望
一、人工智能初探
课程内容标准： 1、能描述人工智能的概念与基本特点。 2、列举人工智能的主要应用领域；通过演 示或实际操作，体验人工智能的若干典 型应用，知道其发展现状。
E1
8 1 3 3 2 4 7 6 5 8 1 3 4 2 4 7 6 5 F2 8 1 3 4 2 6 4 7 5 F3
8 1 3 4 7 2 4 6 5 G2
找到目标状态， 结束搜索
1 3 2 8 2 4 7 6 5
1 2 3 0 8 4 7 6 5 Sg
启发式搜索
五、人工智能的回顾与展望
课程内容标准： 知道人工智能技术随着计算机硬、 软件技术的进步和应用需求而发展的事 实和客观规律。
本章作用与地位： 通过对人工智能一些生动的应用例子的探 讨，逐步引发学生对人工智能的学习兴趣和好 奇心，并且使他们对人工智能的基本概念、基 本内容及主要应用领域有个整体上的认识，为 学生学习“人工智能”奠定良好的基础。
一、人工智能初探
常见的智能例子
引 入 会表演节目的动物 机器人 会下棋的机器
智能、人工智能的概念、基本特 点和发展动态。
规划与设计
系统实现 测试与评价 系统维护与完善
四、问题求解技术ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课程内容标准： 1．了解用盲目搜索技术进行状态空间搜索 的基本过程。 2．知道启发式搜索的基本思想及其优点。 3．了解如何用谓词逻辑表达知识，了解归 结原理求解问题的一般过程。
本章的作用和地位
以简单的问题为例，说明了盲目搜索 和启发式搜索的技术，讲述了求解博弈问 题的基本思想，通过简单的例子说明机器 证明的过程。 通过本章的学习，学生可以掌握人工 智能中问题求解的简单方法，为我们解决 生活中遇到的类似问题提供启发和帮助。
1 2 3 8 4 7 6 5 D3 2 8 3 7 1 4 6 5 E4
2 3 4 1 8 7 6 5 D4
2 8 1 4 3 7 6 5 D5
2 8 3 1 4 5 7 6 D6
2 8 3 6 4 1 7 5 D7
2 8 3 1 6 7 5 4 D8
第三层
8 3 2 1 4 7 6 5 E1
8 1 3 2 4 7 6 5 E2
本章的作用和地位
通过对本章的学习，学生将掌握人工 智能发展的主要历程，把握好人工智能发 展的脉络，并且在学生眼前呈现出对未来 人工智能的展望，从而增强学生对人工智 能发展前景的向往和追求。
第一节 人工智能的发展历程。了解人工智能 的形成与发展的不同阶段，认识人工智能发展 的曲折性和必然性；了解人工智能学科所取得 的主要成果，肯定前人做出的成绩；把握国内 人工智能发展现状，增强对我国人工智能发展 的信心和希望。 第二节 人工智能的展望”。主要从“机器智 能化”、“智能机器人”、“知识发现与数据 挖掘”、“社会智能化”四个方面入手，为人 工智能的发展编织出一幅蓝图，呈现于学生面 前，让学生感受到人工智能发展的美好前景。
二、知识表示及PROLOG语言
课程内容标准: 1、掌握知识的概念；学会知识表达的基本方 法。 2、了解状态空间的概念与方法，学会用该方 法描述待求解的问题。 3、了解一种人工智能语言的基本数据结构和 程序结构，掌握相关概念，知道人工智能 语言的主要特征。 4、初步学会使用该语言设计程序求解简单问 题，并能够上机调试，执行相应的程序。
本章的作用和地位
引导学生对人工智能的应用有更进一 步的理解，对专家系统的结构、功能及开 发过程有一个较全面的了解，并使学生通 过综合活动，亲身体验利用专家系统外壳 建造专家系统的过程，由此产生浓厚的学 习兴趣。 通过这一章的学习，学生不仅可以掌 握如何在实际问题中运用第二章所学习的 内容，并且对将要学习的第四章的内容有 所了解。
2 8 3 7 4 6 1 5 E3
1 2 3 8 4 7 6 5 Sg
1 2 3 7 8 4 6 5 E6
2 3 4 1 8 7 6 5 E7
第四层
找到目标状态， 结束搜索
广度优先搜索
2 8 3 1 4 7 6 5 S0
2 8 3 1 4 7 6 5 B1
2 3 1 8 4 7 6 5 B2
2 8 3 1 4 7 6 5 B3
2 8 3 7 1 4 6 5 D2
1 2 3 8 4 7 6 5 D3 2 8 3 7 1 4 6 5 E4 1 2 3 8 4 7 6 5 Sg
找到目标状态， 结束搜索
2 8 3 7 4 6 1 5 E3
深度优先搜索
2 8 3 1 4 7 6 5 S0 2 8 3 3 1 4 7 6 5 B1 8 3 3 2 1 4 7 6 5 C1 8 3 3 2 1 4 7 6 5 D1 4 8 3 2 1 4 7 6 5 E2 8 1 3 3 2 4 7 6 5 F1 1 3 2 8 2 4 7 6 5 G1 1 3 1 8 2 4 7 6 5 H1 2 3 3 1 8 4 7 6 5 B2 2 8 3 4 7 1 4 6 5 C2 2 8 3 4 1 4 7 6 5 B3 2 8 3 4 1 6 4 7 5 B4
人工智能语言
一般语言：数据+算法 智能语言：知识+推理
什么是prolog？ prolog是Programming in Logic的缩写，意思就是使用逻辑的语 言编写程序。prolog不是很高深的语言，相反，比较起其他的 一些程序语言，例如c、basic等等语言， prolog是更加容易理 解的语言。如果你从来没有接触过计算机编程，那么恭喜你， 你将很容易的进入prolog世界。如果你已经是其他语言的高手， 你就需要完全丢弃你原来的编程思路，否则是很难掌握prolog 的。
最好能在Visual Prolog中演示一下，因 为绝大部分教师都没运行过Visual Prolog
教学案例
初识PROLOG语言
三、专家系统
课程内容标准： 1、演示或使用简单的产生式专家系统软件， 感受用专家系统解决问题的过程；了解专家 系统的基本结构。 2、通过实例分析，知道专家系统正向、反向 推理的基本原理；会描述一种常用的不精确 推理的基本过程。 3、了解专家系统解释机制的基本概念及其在 专家系统中的重要作用。 4、了解专家系统外壳的基本概念；学会使用 一个简易的专家系统外壳，并能用它开发简 单的专家系统。
一个例子
比如一群年轻人正在恋爱，每个人都有自己心中所追求的对象： 张学友爱王菲 张学友爱周慧敏 王菲爱谢廷峰 周慧敏爱张学友 谢廷峰爱王菲 谢廷峰爱周慧敏 刘德华爱周慧敏 ...... 我们说两个年轻人要互相都喜爱，他们就算是一对情侣，那么上 面的谁和谁是情侣呢？ 这应该算是一道最简单逻辑推理题目了，那么我们如何用prolog语 言实现呢？
教学组织手段
对一个医疗诊断系统进行测试的过程， 引入了专家系统的概念 。 专家系统=知识库+推理机 观摩“动物识别系统”，感受用专家系统 解决问题的过程，了解专家系统的组成和功能 人 机 接 口 知识获取 推理机 知识库 数据库
解释机制
知识获取
手动获取知识 半自动获取知识 自动获取知识
知识库
手动获取知识：按专家系统的要求把知识输入到知识库 中
完整的可运行的prolog程序如下 ：
love(zhangxueyou,wangfei). love(zhangxueyou,zouhuimin). love(wangfei,xietingfen). love(zouhuimin,zhangxueyou). love(xietingfen,wangfei). love(xietingfen,zouhuimin). love(liudehua,zouhuimin). lovers(X,Y):-love(X,Y),love(Y,X).
2 8 3 1 6 4 7 5 B4
8 3 2 1 4 7 6 5 C1
2 8 3 7 1 4 6 5 C2
2 3 1 8 4 7 6 5 C3
2 8 1 4 3 7 6 5 C5
2 8 3 1 8 5 7 6 C6
2 8 3 1 6 4 7 5 C7
2 8 3 1 6 4 7 5 C8
8 3 2 1 4 7 6 5 D1 8 3 2 1 4 7 6 5 E1 8 1 3 2 4 7 6 5 E2
本章一些典型案例： 学生通过观摩或实际操作，体验人工智能在 模式识别、专家系统、问题求解等方面的典 型应用。
本章教学方法
自主阅读、交流讨论 如智能、人工智能、人工智能特点…… 充分利用网上资源，挖掘丰富内涵，获得 知识，加强实践能力 如机器人踢足球、机器思维…… 观摩演示的学习方法 如指纹系统、动物专家系统……