Giáo án Khoa học máy tính 12 Kết nối bài 2: Trí tuệ nhân tạo trong khoa học và đời sống

Ngày soạn:…/…/… 

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 2. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO TRONG KHOA HỌC VÀ ĐỜI SỐNG

(2 tiết)

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Sau bài học này, HS sẽ:

• Chỉ ra được một số lĩnh vực của khoa học công nghệ và đời sống đã và đang phát triển mạnh mẽ dựa trên những thành tựu to lớn của Trí tuệ nhân tạo.

• Nêu được ví dụ để thấy một hệ thống Trí tuệ nhân tạo có tri thức, có khả năng suy luận và khả năng học,…

• Nêu được cảnh báo về sự phát triển của Trí tuệ nhân tạo trong tương lai.

2. Năng lực 

Năng lực chung: 

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: khả năng thực hiện nhiệm vụ một cách độc lập hay theo nhóm; Trao đổi tích cực với giáo viên và các bạn khác trong lớp.

• Năng lực tự chủ và tự học: biết lắng nghe và chia sẻ ý kiến cá nhân với bạn, nhóm và GV. Tích cực tham gia các hoạt động trong lớp.

• Giải quyết vấn đề và sáng tạo: biết phối hợp với bạn bè khi làm việc nhóm, tư duy logic, sáng tạo khi giải quyết vấn đề.

Năng lực riêng: 

• Chỉ ra được sự phát triển của một số lĩnh vực khoa học và đời sống dựa trên những thành tựu to lớn của AI.

• Nêu được ví dụ về hệ thống AI có tri thức, có khả năng suy luận và khả năng học,…

• Nêu được mặt trái của sự phát triển AI.

3. Phẩm chất

• Hình thành ý thức chủ động tìm hiểu và cập nhật những kiến thức mới trong Tin học.

• Biết đánh giá, phê phán các thông tin, nghiên cứu và tuyên bố về AI, giúp phân biệt giữa quảng cáo và thực tế.

• Có khả năng sẵn sàng học hỏi và tự cập nhật kiến thức, bởi AI là một lĩnh vực không ngừng phát triển và đổi mới.

• Biết đánh giá tác động, tiềm năng và giới hạn của các ứng dụng AI trong thực tế.

• Rèn luyện tính kiên nhẫn và tập trung trong học tập.

• Nghiêm túc, tập trung, tích cực chủ động.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 

• GV: SGK, SBT Tin học 12 – Định hướng Khoa học máy tính – Kết nối tri thức, bài trình chiếu (Slide), máy chiếu.

• HS: SGK, SBT Tin học 12 – Định hướng Khoa học máy tính – Kết nối tri thức, vở ghi, máy tính.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG 

a) Mục tiêu: Tạo hứng thú cho HS, giúp HS thấy được các quan điểm đa dạng và đôi khi mâu thuẫn về tương lai của AI và vai trò của nó đối với xã hội con người.

b) Nội dung: HS dựa vào hiểu biết để đưa ra ý kiến trả lời các câu hỏi.

c) Sản phẩm: Từ yêu cầu, HS vận dụng sự hiểu biết để trả lời câu hỏi GV đưa ra.

d) Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ: 

- GV chia lớp thành 4 nhóm học tập, cho HS xem các video về ứng dụng của AI, sự đa dạng của AI, sau đó nêu câu hỏi Khởi động SGK trang 9 cho các nhóm thảo luận: 

Trong các cuộc tranh luận về AI thường có hai quan điểm sau:

• Trong tương lai, AI sẽ có thể thông minh hơn nhiều và thay thế hoàn toàn con người.

• AI có thể làm được nhiều việc nhưng không thể thay thế con người.

Em ủng hộ quan điểm nào trong hai quan điểm trên? Vì sao?

Các video ngắn về công nghệ AI:

- Robot gặt lúa:

https://www.youtube.com/shorts/eQ1lBprpsho

- Robot chơi bóng bàn:

https://www.youtube.com/shorts/mPfMt4Qpe9Y

- Sinh viên viết luận văn bằng ChatGPT trong 23h:

https://www.youtube.com/watch?v=O_bv3jPUU8Q

- Tạo video AI:

https://www.youtube.com/watch?v=9jWK9ZIN86Y

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập: 

- Các nhóm HS thảo luận về các đoạn video mà GV cho xem.

- GV quan sát quá trình các nhóm thảo luận, giải đáp thắc mắc nếu HS chưa rõ.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận: 

- GV mời một số nhóm báo cáo kết quả thảo luận.

Gợi ý trả lời:

+ Ủng hộ quan điểm “Trong tương lai, AI sẽ có thể thông minh hơn nhiều và thay thế hoàn toàn con người”.

• Các hệ thống AI hiện đại có khả năng học hỏi từ dữ liệu lớn và thích ứng với các tình huống mới một cách nhanh chóng, cho phép chúng tối ưu hoá và thực hiện các nhiệm vụ mà trước đây chỉ có con người mới làm được.

• Với sự tiến bộ trong tự trị và ra quyết định, AI có thể không cần sự can thiệp của con người trong nhiều lĩnh vực, từ lái xe tự động đến quản lí tài chính.

…

+ Ủng hộ quan điểm “AI có thể làm được nhiều việc nhưng không thể thay thế con người”.

• AI có thể mô phỏng một số khía cạnh của trí thông minh song AI vẫn thiếu khả năng sáng tạo thực sự và không thể hiểu cảm xúc con người một cách sâu sắc.

• Có những quyết định và nhiệm vụ đòi hỏi sự nhận thức về đạo đức và xã hội sâu sắc mà AI không thể đạt được.

• Trong nhiều lĩnh vực, việc kết hợp giữa con người và AI cho hiệu quả cao hơn so với AI hoạt động độc lập: AI xử lí dữ liệu và con người đưa ra quyết định dựa trên kinh nghiệm và hiểu biết.

• AI vẫn gặp nhiều khó khăn trong việc xử lí các tình huống không xác định hoặc chưa từng thấy.

Cả hai quan điểm này đều có cơ sở và lập luận chính đáng. Trong thực tế, tương lai của AI có thể nằm ở một điểm cân bằng giữa hai quan điểm này: AI phát triển mạnh mẽ nhưng vẫn cần sự hợp tác và hỗ trợ từ con người.

- Các nhóm khác lắng nghe và góp ý.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện: 

- GV đánh giá kết quả của HS, dẫn dắt HS vào bài học mới: Cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ 4 đã và đang diễn ra mạnh mẽ tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Việc tiếp cận và ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) - thành quả của cuộc Cách mạng này vào cuộc sống đang trở nên rất cấp thiết và đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của mỗi ngành, lĩnh vực và của mỗi quốc gia. Vậy để tìm hiểu về sự phát triển của một số lĩnh vực khoa học và đời sống dựa trên những thành tựu to lớn của AI, chúng ta sẽ cùng nhau đến với Bài 2: Trí tuệ nhân tạo trong khoa học và đời sống.

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1: Tìm hiểu một số lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhờ ứng dụng AI

a) Mục tiêu: Giúp HS biết được những ảnh hưởng to lớn của AI tới nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống.

b) Nội dung: GV giao nhiệm vụ; HS tìm hiểu nội dung mục 1. Trí tuệ nhân tạo và sự phát triển của một số lĩnh vực, kết hợp với những hiểu biết thực tiễn, thảo luận nhóm thực hiện nhiệm vụ.

c) Sản phẩm: Những thành tựu của AI trong một số lĩnh vực.

d) Tổ chức thực hiện:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ: - GV yêu cầu HS đọc Hoạt động 1 - Tìm hiểu một số lĩnh vực phát triển mạnh mẽ nhờ ứng dụng AI SGK trang 9 và trả lời câu hỏi: Ngày nay, nhiều lĩnh vực đang có thay đổi lớn lao nhờ ứng dụng AI. Hãy chỉ ra một vài lĩnh vực mà em tìm hiểu được qua các phương tiện thông tin đại chúng và Internet. - GV chia lớp thành 4 nhóm HS để thảo luận và đặt câu hỏi: Các em hãy tìm hiểu trong SGK hoặc từ các nguồn khác và trình bày tóm tắt về những lĩnh vực được hưởng lợi ích to lớn từ sự phát triển của AI? - GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi trả lời Câu hỏi củng cố kiến thức tr.10 SGK: Hãy chỉ ra một vài lĩnh vực có sự phát triển đột phá nhờ những thành tựu của AI. Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:  - HS tìm hiểu nội dung mục 2 SGK tr. 9 – 10 và thảo luận theo nhóm thực hiện nhiệm vụ. - GV quan sát và trợ giúp HS. Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận:  - Đại diện các nhóm HS trả lời. - Các nhóm khác đưa ra ý kiến nhận xét. Hướng dẫn trả lời câu hỏi Hoạt động 1 tr.9 SGK: Một vài lĩnh vực đang có thay đổi lớn lao nhờ ứng dụng AI: + Hậu cần: AI được sử dụng để tối ưu hoá các tuyến đường giao hàng, dự đoán nhu cầu hàng hoá, quản lí kho bãi. + Bảo mật: AI được sử dụng để phát hiện các mối đe doạ bảo mật, chống tấn công mạng, bảo vệ dữ liệu cá nhân. + Năng lượng: AI được sử dụng để tối ưu hoá việc sử dụng năng lượng, phát triển các nguồn năng lượng mới, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. … Hướng dẫn trả lời câu hỏi Củng cố tr.10 SGK: ChatGPT - Sự đột phá về công nghệ ứng dụng trí tuệ nhân tạo. + ChatGPT có khả năng thực hiện nhiều nội dung phức tạp như: làm luận văn, viết thơ, biên tập một bài báo hoặc thậm chí là lập trình cho máy tính. + Trong lĩnh vực tài chính, ChatGPT hỗ trợ người dùng phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định đầu tư chính xác, nhanh chóng. + ChatGPT có thể hỗ trợ dịch ngôn ngữ trong thời gian thực, cho phép người dùng giao tiếp với những người nói các ngôn ngữ khác nhau thông qua giao diện trò chuyện. … Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện:  - GV nêu nhận xét, chính xác hoá lại các nội dung trả lời của HS. - GV kết luận:   Ngày nay, nhiều lĩnh vực của khoa học công nghệ và đời sống đã và đang phát triển mạnh mẽ dựa trên những thành tựu to lớn của AI. Có thể nói AI đã trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại.

1. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO VÀ SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MỘT SỐ LĨNH VỰC Ứng dụng của AI đang có thay đổi lớn lao trong nhiều lĩnh vực: - Hệ chuyên gia: Với sự phát triển của AI, đặc biệt là Học máy, nhiều hệ chuyên gia đã có khả năng tự học từ dữ liệu để tự hình thành các luật và tri thức dựa trên dữ liệu. Ví dụ: Hệ chuyên gia PXDE giúp dự đoán mức độ và loại ung thư phổi. - Y học và chăm sóc sức khoẻ: AI được sử dụng để cải thiện chất lượng hình ảnh y tế, làm nổi bật những cấu trúc bất thường bên trong cơ thể, thực hiện đo đạc các chỉ số lâm sàng, hỗ trợ đưa ra các chẩn đoán và hướng điều trị chính xác, kịp thời. Ví dụ:  Phần mềm IBM Watson for Oncology góp phần nâng cao hiệu quả điều trị ung thư:  https://www.youtube.com/watch?v=UpFHNGF4F8o - Giao thông vận tải: Ai được sử dụng để phát triển các phương tiện tự lái, quản lí giao thông thông minh và định tuyến phương tiện vận tải. Hệ thống giao thông thông minh (ITS) giúp tăng hiệu suất giao thông, giảm thiểu ùn tắc, tiết kiệm năng lượng và tối ưu hoá triển khai hạ tầng giao thông. - Tài chính, ngân hàng: AI hỗ trợ tự động hoá cập nhật chứng từ, hoá đơn vào cơ sở dữ liệu, phân tích, xử lí dữ liệu một cách hiệu quả để hỗ trợ quyết định đầu tư, phát triển và ngăn chặn gian lận, nâng cao trải nghiệm khách hàng.  Hình thức Chatbot thực hiện bằng AI được ứng dụng ở nhiều ngân hàng. - Sản xuất:  + Trong công nghiệp, AI giúp tự động hoá nhiều quá trình, từ chế tạo, lắp ráp, kiểm tra chất lượng đến quản lí chuỗi cung ứng. Hình 2.1. Robot và hệ thống tự động hoá + Trong nông nghiệp: AI có thể giúp người nông dân tối ưu hoá quy trình chăm sóc vật nuôi và cây trồng; hợp lí hoá tưới tiêu, dự đoán mùa vụ,… NatureFresh phân tích thông tin cây trồng trên quy mô lớn để đưa ra dự báo thu hoạch và năng suất chính xác. - Giáo dục: AI giúp phát triển các nền tảng học tập được cá nhân hoá và hỗ trợ đánh giá kết quả học tập. Các nền tảng học trực tuyến có khả năng theo dõi, đề xuất nội dung phù hợp cho người học. Các trợ lí ảo hỗ trợ HS và GV trả lời câu hỏi, cung cấp các hướng dẫn và tài liệu học tập,… Học trực tuyến Ngoài ra, AI còn có nhiều ảnh hưởng trong các lĩnh vực khác như: - AI được sử dụng để mô phỏng và mô hình hoá nhiều hiện tượng xã hội và nhân học. - AI được ứng dụng để sáng tác âm nhạc, hội hoạ theo nhiều phong cách khác nhau. - IoT và AI kết hợp được ứng dụng để giám sát môi trường, theo dõi biến đổi khí hậu. - Xử lí ngôn ngữ tự nhiên và thị giác máy tính trong AI góp phần phát triển hàng loạt các ứng dụng thiết thực cho đời sống như dịch thuật tự động, hỗ trợ khách hàng bằng ngôn ngữ tự nhiên, các hệ thống nhận dạng hình ảnh và video đa dạng,…

Hoạt động 2: Những hình dung của em về tương lai của AI

a) Mục tiêu: Giúp HS tìm hiểu và chia sẻ suy nghĩ về sự phát triển mạnh mẽ và những ảnh hưởng to lớn của AI trong tương lai.

b) Nội dung: GV giao nhiệm vụ; HS tìm hiểu nội dung mục 2. Trí tuệ nhân tạo và một vài cảnh báo, kết hợp với những hiểu biết thực tiễn, thảo luận nhóm thực hiện nhiệm vụ.

c) Sản phẩm: Một vài cảnh báo về AI.

d) Tổ chức thực hiện: 

----------------------

--------Còn tiếp--------