高中息技術(shù) 初識(shí)PROLOG語言教學(xué)案例 選修5

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1、初識(shí)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(diǎn)對(duì)Visual Prolog提供一個(gè)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(shí)、規(guī)則和詢問。講解Prolog的事實(shí)、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(shí)世界的任務(wù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以直接識(shí)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(shí)際問題的，學(xué)習(xí)智能程序設(shè)計(jì)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(shí)性目標(biāo) 1、讓學(xué)生掌握對(duì)現(xiàn)實(shí)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(huì)使用該語言設(shè)計(jì)程序求解邏輯問題，并能夠上機(jī)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(shí)的規(guī)律、方法和步驟，并把它運(yùn)用到新知識(shí)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(jiǎn)單的邏輯問題求解，讓學(xué)生體驗(yàn)人工智能語言解決問題的豐富魅力，增強(qiáng)

3、對(duì)信息技術(shù)發(fā)展前景的向往和對(duì)未來生活的追求。 四、 重點(diǎn)難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn) 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(diǎn) 掌握Prolog語言事實(shí)、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(dòng)手相結(jié)合的方法 六、教學(xué)過程 教學(xué)過程 設(shè)計(jì)意圖 （一）引入：（教師活動(dòng)） 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(jì)算機(jī)語言。還是首先舉個(gè)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(yùn)動(dòng)，張軍都喜歡 ………… 這應(yīng)該算是一道最簡(jiǎn)單邏輯推理題目了，那么我們?nèi)绾斡胮rolog語言實(shí)現(xiàn)呢？ 通過實(shí)際例子，結(jié)合學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，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(dòng)） “李明喜歡踢足球”是一條已知的事實(shí)，用prolog語言怎樣來表達(dá)呢？“李明喜歡的運(yùn)動(dòng)，張軍都喜歡”定義怎樣表達(dá)呢？ 分組： 每三、四個(gè)同學(xué)一組一起討論問題，利用已學(xué)過的知識(shí)

5、表達(dá)事實(shí)。 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(jī)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(shí) 事實(shí)是用來說明一個(gè)問題中已知對(duì)象和它們之間關(guān)系的語句。在Prolog程序中，事實(shí)由謂詞（或稱為關(guān)系）名后跟用括號(hào)括起來的一個(gè)或幾個(gè)對(duì)象組成。謂詞和對(duì)象可由用戶自己定義，事實(shí)是邏輯推理的前提。 “李明喜歡的運(yùn)動(dòng)，張軍都喜歡”定義怎樣表達(dá)呢？也很簡(jiǎn)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(yùn)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(shí)和規(guī)則組成的。事實(shí)用來儲(chǔ)存一些數(shù)據(jù)，而規(guī)則用來儲(chǔ)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(shí)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(duì)以上的程序進(jìn)行詢問。讓我們來看第一個(gè)詢問： ?-likes(zhangjun,X). 解釋將回答 footb

8、all. basketball. 因?yàn)樗谑聦?shí)、規(guī)則中發(fā)現(xiàn)likes(zhangjun,X):-likes(liming,X).這個(gè)事實(shí)。 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(jī)調(diào)試（學(xué)生操作，教師個(gè)別輔導(dǎo)） 1、根據(jù)前面教師編制的程序，啟動(dòng)visual prolog程序設(shè)計(jì)環(huán)境，輸入代碼，進(jìn)行調(diào)試最后得到運(yùn)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(gè)句子結(jié)束。 3、上面詞匯對(duì)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(gè)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(shí)、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(jì)》，那么人工智能語言和其它程序設(shè)計(jì)語言有什么異同？ 求解問題的方式 相同點(diǎn) 不同點(diǎn) 智能語言 人工求解問題 其它程序語言 交流、加深鞏固知識(shí) 七）自我評(píng)價(jià) 知識(shí)要點(diǎn) 認(rèn)識(shí)水平層次 了解 理解 掌握 運(yùn)用 1、自然語言轉(zhuǎn)換人工智能語言 2、事實(shí) 3、規(guī)則 4、詢問 5、visual prolog編輯環(huán)境