高中息技術(shù) 初識PROLOG語言教學(xué)案例 選修5

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1、初識PROLOG語言（人工智能初步） 一、 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)內(nèi)容選用教育部制訂的《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中信息技術(shù)部分的選修模塊5“人工智能初步”（廣東教育出版社）第二章2.6 Prolog語言。本節(jié)給出Visual Prolog語言程序段，從自然語言的觀點對Visual Prolog提供一個概括性的介紹，討論如何把自然語言的語句和問題轉(zhuǎn)換為Prolog的事實、規(guī)則和詢問。講解Prolog的事實、規(guī)則和詢問的語法規(guī)則，了解人工智能語言的主要特征。 二、 教材分析 智能語言解決人工智能問題，是解決人工智能問題的最基本手段，是人們把現(xiàn)實世界的任務(wù)轉(zhuǎn)換成計算機可以直接識別并執(zhí)行的指令代碼。

2、通過學(xué)習(xí)本節(jié)的內(nèi)容，讓學(xué)生了解到智能語言是怎樣解決實際問題的，學(xué)習(xí)智能程序設(shè)計語言為研究人工智能與專家系統(tǒng)提供了有效的工具和手段。 三、 教學(xué)目標(biāo) 知識性目標(biāo) 1、讓學(xué)生掌握對現(xiàn)實問題的自然語言的描述，將自然語言轉(zhuǎn)換成Prolog語言。 2、初步學(xué)會使用該語言設(shè)計程序求解邏輯問題，并能夠上機調(diào)試、執(zhí)行相應(yīng)的程序。 技能性目標(biāo) 1、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)舊知識的規(guī)律、方法和步驟，并把它運用到新知識中去的能力。 2、培養(yǎng)學(xué)生調(diào)試程序的能力。 3、培養(yǎng)學(xué)生合作、討論、觀摩、交流和自主學(xué)習(xí)的能力。 情感性目標(biāo) 通過簡單的邏輯問題求解，讓學(xué)生體驗人工智能語言解決問題的豐富魅力，增強

3、對信息技術(shù)發(fā)展前景的向往和對未來生活的追求。 四、 重點難點 教學(xué)重點 將自然語言轉(zhuǎn)換為Prolog語言，了解Prolog其程序結(jié)構(gòu)。 教學(xué)難點 掌握Prolog語言事實、規(guī)則、詢問。 五、 教學(xué)方法與準(zhǔn)備 可以在多媒體電腦室進(jìn)行，以講解、討論、動手相結(jié)合的方法 六、教學(xué)過程 教學(xué)過程 設(shè)計意圖 （一）引入：（教師活動） Prolog是Programming in Logic的縮寫，意思就是使用邏輯的語言編寫程序。prolog不是很高深的語言，相反，比較其他的一些程序語言，例如c、basic等等語言，prolog是更加容易理解的語言。 邏輯思維在我

4、們?nèi)粘Ｉ钪斜缺冉允?，prolog正是把這種思維用文字描述出來的計算機語言。還是首先舉個例子吧： 李明喜歡踢足球 李明喜歡打籃球 劉麗喜歡看電視 劉麗喜歡打羽毛球 李明喜歡的運動，張軍都喜歡 ………… 這應(yīng)該算是一道最簡單邏輯推理題目了，那么我們?nèi)绾斡胮rolog語言實現(xiàn)呢？ 通過實際例子，結(jié)合學(xué)生已有經(jīng)驗，了解Prolog程序語言是怎樣表達(dá)自然語言 （二）思考討論：（學(xué)生活動） “李明喜歡踢足球”是一條已知的事實，用prolog語言怎樣來表達(dá)呢？“李明喜歡的運動，張軍都喜歡”定義怎樣表達(dá)呢？ 分組： 每三、四個同學(xué)一組一起討論問題，利用已學(xué)過的知識

5、表達(dá)事實。 教師在這過程中到同學(xué)中去，引導(dǎo)、幫助同學(xué)分析問題。 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氣氛，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的能力 （三）了解概念（教師講解、上機操作演示） 通過例舉同學(xué)討論的結(jié)果： likes(liming,football). 引入 ……… Prolog的事實 事實是用來說明一個問題中已知對象和它們之間關(guān)系的語句。在Prolog程序中，事實由謂詞（或稱為關(guān)系）名后跟用括號括起來的一個或幾個對象組成。謂詞和對象可由用戶自己定義，事實是邏輯推理的前提。 “李明喜歡的運動，張軍都喜歡”定義怎樣表達(dá)呢？也很簡單！ likes(zhangjun,X):

6、-likes(liming,X). :-在prolog中表示“如果”的意思，我們使用它來定義規(guī)則。 注意：在prolog中以小寫字符開頭的字符串代表確知的事物，比如likes表示喜歡這種關(guān)系，而liming表示李明。而以大寫字母開頭的字符串表示未確定的事物，翻譯成漢語就是某某。 完整的可運行的prolog程序如下： predicates nondeterm likes(symbol,symbol) clauses likes(liming,football). likes(liming,basktball). likes(liuli, tennis). likes(

7、liuli, badminton). likes(zhangjun,X):-likes(liming,X). goal likes(zhangjun,X). 我們可以看出來，完整的prolog程序是有事實和規(guī)則組成的。事實用來儲存一些數(shù)據(jù)，而規(guī)則用來儲存某種可以推理出來的關(guān)系。 Prolog程序有幾種基本結(jié)構(gòu)，如定義謂詞（predicates）、存放事實和規(guī)則（clauses）、詢問（goal）等。 如果把上面的程序調(diào)入prolog解釋，然后就可以對以上的程序進(jìn)行詢問。讓我們來看第一個詢問： ?-likes(zhangjun,X). 解釋將回答 footb

8、all. basketball. 因為它在事實、規(guī)則中發(fā)現(xiàn)likes(zhangjun,X):-likes(liming,X).這個事實。 教學(xué)內(nèi)容融合在任務(wù)中，引導(dǎo)學(xué)生自主完成，充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的教學(xué)思想。 （四）上機調(diào)試（學(xué)生操作，教師個別輔導(dǎo)） 1、根據(jù)前面教師編制的程序，啟動visual prolog程序設(shè)計環(huán)境，輸入代碼，進(jìn)行調(diào)試最后得到運行結(jié)果，完成下表: 詢問（goal） 結(jié)果 likes(X,basketball). likes(liuli,X). likes(zhangjun,X). likes(X,Y) 2、課本P4

9、2的練習(xí)。 理解、練習(xí)目標(biāo)，探索問題 （五）歸納總結(jié) 1、prolog中不允許使用除了基本字符以外字符的，不能使用漢字，上面的句子必須寫成likes(liming,football).，電腦才能夠真正的理解。 2、最末尾的“.”一定不能掉，它表示一個句子結(jié)束。 3、上面詞匯對于電腦來說并沒有真正的含義，所以我們完全可以用 ai(xyz,abc).來表達(dá)這個關(guān)系，更進(jìn)一步，我們甚至可以用 xxx(a,b).來表達(dá)，只要你自己心里清楚xxx表示喜歡，a表示李明，b表示足球就可以了。 記憶、鞏固知識、解決問題 （六）交流 人工智能語言解決問題和人工解決問題有什么異同？如果你選修過《算法與程序設(shè)計》，那么人工智能語言和其它程序設(shè)計語言有什么異同？ 求解問題的方式 相同點 不同點 智能語言 人工求解問題 其它程序語言 交流、加深鞏固知識 七）自我評價 知識要點 認(rèn)識水平層次 了解 理解 掌握 運用 1、自然語言轉(zhuǎn)換人工智能語言 2、事實 3、規(guī)則 4、詢問 5、visual prolog編輯環(huán)境