基于App Inventor的人工智能移动终端编程项目课程设计与实践_人工智能_法式

2025-01-07 09:49:29 文字写作

人工智能（Artificial Intelligence，缩写AI）是研究、开拓用于仿照、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技能及运用系统的一门新的技能科学。
在教诲部出台的《责任教诲信息科技课程标准（2022年版）》中，人工智能是课程知识体系的逻辑主线之一，与数据、算法、网络、信息处理和信息安全一起构成了信息科技课程的核心内容。

基于App Inventor的人工智能移动终端编程项目课程设计与实践_人工智能_法式文字写作

基于App Inventor的人工智能移动终端编程项目课程具有主要的研究意义和实践代价。
通过这样的课程，学生可以深入理解人工智能的基本事理和运用领域，同时节制移动运用开拓的技能，培养创新思维和解决问题的能力。

本文旨在通过磋商基于App Inventor的人工智能移动终端编程项目课程的设计与实践，为教诲传授教化供应有益的借鉴和参考，推动人工智能技能与移动终端编程的领悟发展，培养更多具备创新能力和实践能力的人才。

移动运用程序和App Inventor简介

移动运用程序（App）是一种独立的软件程序，供应了丰富的功能，如舆图导航、音乐播放、赞助传授教化、游戏娱乐、网上购物等做事。
随着移动技能的快速发展和遍及，移动运用程序编程逐渐成为一个热门的领域，吸引了越来越多的开拓者和学习者。

App Inventor是由谷歌公司和麻省理工学院教授共同创建设计的一款编程软件，它是一个直不雅观、可视化的编程环境，也是一个通过构建移动运用程序来学习打算思维的教诲传授教化工具。

通过学习移动运用程序的设计，学生能够理解常用移动终真个功能和特点，逐步节制移动运用设计与开拓的思想方法，并根据实际需求设计与人工智能相结合的移动运用，创造性地办理日常学习和生活中的实际问题。

利用App Inventor开展人工智能传授教化的上风

1.传授教化环境大略方便，便于西席开展传授教化

西席不须要提前在学生电脑中安装软件，学生只需利用浏览器打开网站就可以进行移动运用的编程设计，同时，制作的程序作品会实时保存在云端做事器中。
在程序完成往后，只须要拿脱手机，扫描一下电脑二维码，就能在手机上看到程序的运行效果。
在对程序修正调度后，代码的变更也会自动同步到进行调试的手机中，不必重新安装运用，大大提高传授教化效率。

2.采取图形化编程环境，符合学生的认知特点

App Inventor具有可视化的界面设计工具，可以用它设计移动运用程序的外不雅观，还可以像玩拼图游戏一样，将各种程序模块通过拖拽的办法拼接在一起，实现运用的各种功能。

App Inventor的可视化界面设计和图形化的编程操作，可以帮助学生快速入门，使其更随意马虎理解编程的过程和程序的浸染，进而理解人工智能是如何通过编程实现的，将创新的想法运用到实际项目中。

3.培养学生的打算思维和创新意识

利用App Inventor进行移动运用程序的设计与开拓，学生须要学习和利用打算思维的方法和思维办法，从需求剖析、问题拆解、算法设计、程序实现等方面进行思考和解决问题。
这种思维办法培养了学生的逻辑思维、抽象思维和创新思维能力，提高了学生的问题办理能力和创新能力。

同时，App Inventor供应了丰富的组件模块，如通信类组件、乐高机器人类组件等，学生可以根据自己的创意和需求，自由选择和组合这些组件，设计出符合自己想法的移动运用程序。
这种自主设计和创造的过程，引发了学生的创新意识和创造力，培养了学生的设计能力和实践能力。

4.拓展组件实现人工智能、物联网等项目的开拓

除了自带的组件模块，App Inventor还支持导入外部拓展组件，学生可以根据自己的需求，导入适宜的外部组件，实现更繁芜和高等的功能。
例如，可以导入人工智能组件，实现图像识别、语音识别等功能，也可以导入物联网组件，实现与传感器、硬件设备的连接和掌握。

此外，随着以ChatGPT为代表的天生式人工智能的发展，App Inventor也新增了ChatBot和ImageBot两个天生式人工智能组件，用于天生对话笔墨和图像。
这样，学生可以通过App Inventor进行人工智能、物联网等项目的开拓，深入学习和运用干系技能，拓宽自己的知识面和技能。

人工智能移动终端编程项目课程案例

生活中的人工智能紧张有机器视觉、语音识别、自然语音处理和推举系统等方面的运用。
学生学习人工智能，可以将语音识别与合成、图像识别和天生式人工智能作为切入点，将传授教化设计的案例与现实生活中的运用相结合。

1.语音识别与合成传授教化案例——“语音翻译机”APP

（1）案例先容

本传授教化案例旨在通过制作一款“语音翻译机”APP，让学生体验语音识别技能和语音合成技能在移动终端中的运用。
在该运用中，当用户用中文对动手机说话时，它可以将其翻译成英语并朗读出来。

（2）履行过程

第一阶段：创设情境，明确任务。

西席创设情境：假设同学们准备出国旅游，但目前外语水平有限，想制作一款APP方便与外国人口语互换。

第二阶段：理解事理，确定方案。

勾引学生理解语音识别技能和语音合成技能的事理。
在App Inventor的多媒体类组件中，包含了语音识别器、文本语音转换器和翻译这三个组件，学生可以利用这些组件来实现从中文语音输入到英文语音输出的功能。
鼓励学生思考语音识别和语音合成技能在日常学习和生活中的运用，并分小组考试测验绘制程序流程图，明确软件功能和制作方案。

第三阶段：互助探究，办理问题。

通过不雅观察样例程序，学生可以在组件设计中添加一个名为“开始识别”的按钮和两个文本框（分别用于显示原文和译文）。
同时还须要添加语音识别器、文本语音转换器和翻译三个非可视组件，如图1所示。

图1 “语音翻译机”APP组件设计

在逻辑功能设计过程中，学生可以将程序功能分为语音识别、翻译和语音合成三个部分。
程序如图2所示。

图2 “语音翻译机”APP程序模块图2 “语音翻译机”APP程序模块

语音识别部分：当按钮被点击后，调用手机中的语音识别器来识别语音。
在识别完成后，将结果存放在原文文本框中。

翻译部分：在原文文本框获取到识别结果后，立即调用翻译模块，将原文进行“中文到英文”的翻译。
在翻译完成后，将结果存放在译文文本框中。

语音合成部分：末了调用文本语音转换器来朗读译文。
该组件可以朗读多国措辞，设置组件措辞为“en”代表利用英语进行文本朗读。

第四阶段：案例拓展，成果展示。

学生可以在原有的将汉语翻译成英语的根本上，扩展功能，实现将英语翻译成汉语的功能，并添加更多语种，实现多语种之间的互译。

此外，利用语音识别技能和语音合成技能，学生还可以创作各种富有创意的移动运用程序，如语音猜数字、语音打算器、变声器等。
这些运用程序可以进一步提升学生的创造力和实践能力。
在完成作品后，学生可以进行成果展示和学习互换，分享彼此的创意和履历。

2.图像识别传授教化案例——“水果分类器”APP

（1）案例先容

图像识别是人工智能的主要组成部分，用于处理、剖析和理解图像。
在这个案例中，我们将以水果分类为例，创建一个能自动识别和分类各种水果的移动运用程序，同时供应水果的营养代价信息。
该运用程序类似于识花君、植物识别等软件，通过基于机器学习的图像分类技能，根据用户拍摄的水果图像进行自动分类和营养代价提示。

（2）履行过程

第一阶段：创设情境，明确任务。
西席可以创设情境，如在水果市场购物时，须要理解各种水果的营养代价。
学生可以利用手机摄像头对准水果，通过运用程序自动识别水果的种类，并显示出相应的营养代价。
学生可以先体验“识花君”APP，考试测验识别不同类型的花朵。

第二阶段：理解事理，确定方案。

勾引学生理解机器学习的事理。
机器学习是指机器仿照人类学习，不断提高自身完成特界说务的能力，是实现人工智能的办法之一。
图像分类是机器学习的一个非常主要的组成部分，如自动驾驶汽车须要即时对所见图像进行分类，如行人、交通信号灯等。

创建机器学习程序的一种方法是演习它们进行图像分类。
例如，如果想让程序分辨一个图像是猫还是狗，可以给它很多猫和狗的图像，标记为猫和狗。
通过足够的例子，该程序将被演习“知道”什么类型的图像是狗，什么类型的图片是猫。
让学生将人类的学习过程迁移至“让打算机学会学习”，利用实验和已有履历理解并抽象出机器学习的一样平常过程。

第三阶段：互助探究，办理问题。

学生组成小组，利用App Inventor的图片分类系统，为每个水果种别创建标签，如苹果、喷鼻香蕉、生梨、橘子、柚子等。
学生可以上传各种水果的图像示例，并进行模型演习和测试。
小组成员可以轮流担当演习和测试的角色，通过不雅观察测试结果，不断调度和优化模型，直到对测试结果满意，导出模型文件。
详细如图3所示。

图3 演习模型

在App Inventor中，学生可以根据样例程序，设计运用程序界面，添加WebViewer组件和一个“开始识别”按钮，并在按钮的下方，插入两个标签，一个用于显示水果名称，另一个用于显示水果先容。

为了实现图像识别的功能，学生须要***App Inventor拓展库中的“Personal Image Classifier.aix”外部拓展组件，并导入到项目中，然后将之前演习好的模型文件（model.mdl）上传，并在组件属性中选择该模型文件（如图4）。

图4 “水果分类器”APP组件设计

学生可以思考并编写程序：当“开始识别”按钮被点击时，启动图片分类功能。
当得到分类结果后，设置水果名称标签的文本为结果的第一项，即置信度最高的水果。
同时，通过字典变量查询该水果对应的营养代价，并将结果显示在水果先容标签中。
程序如图5所示。

图5 “水果分类器”APP程序编程模块

第四阶段：案例拓展，成果展示。

学生可以进一步拓展运用程序功能，如添加更多的水果类型，实现语音朗读功能，供应双语显示等。
此外，还可以勾引学生思考图像分类技能在生活中的其他用场，如表情识别、口罩识别、手势识别、教室考勤机等创意的移动运用程序。
在完成作品后，学生可以进行成果展示和学习互换，分享彼此的创意和履历。

3.天生式人工智能传授教化案例——“笔墨绘图”APP

（1）案例先容

天生式人工智能（Generative AI）是一种新的人工智能技能，旨在通过学习和理解数据的模式和规律，天生新的、原创性的内容，如图像、音频、***、文本等。

在“笔墨绘图”APP这个案例中，将利用天生式人工智能中的图像天生技能，创建一个能够根据用户输入的笔墨天生相应图像的移动运用程序。