智能門禁測溫識別系統(tǒng)的探究-教學(xué)設(shè)計

《智能門禁測溫識別系統(tǒng)的探究》學(xué)習(xí)活動設(shè)計基本信息課題智能門禁測溫識別系統(tǒng)的探究學(xué)科信息科技學(xué)習(xí)領(lǐng)域人工智能年級六年級項目主題人工智能的工作機制課時教學(xué)設(shè)計課型新授課√ 章/單元復(fù)習(xí)課□ 一、教學(xué)內(nèi)容分析本課題根據(jù)2022年信息科技新課標(biāo)的過程與控制課程內(nèi)容進(jìn)行醒目和活動設(shè)計。本項目教學(xué)內(nèi)容共有三個，分別為人工智能的系統(tǒng)應(yīng)用、人工智能系統(tǒng)的工作機制和人工智能系統(tǒng)的實現(xiàn)。本課《智能門禁測溫識別系統(tǒng)的探究》為第二項的內(nèi)容，主要是理解人工智能工作機制和運行特征，內(nèi)容相對復(fù)雜和獨立。本課內(nèi)容通過防疫測溫的排隊視頻和多個視頻素材，讓學(xué)生代入到教學(xué)情景并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時，基于小組合作的探究方式，借助思維導(dǎo)圖、流程圖等輔助思維工具，降低學(xué)生的任職負(fù)荷，學(xué)生通過討論發(fā)現(xiàn)其中包含的人臉識別、文字識別等技術(shù)并建立對其中智能識別技術(shù)原理的認(rèn)識，并結(jié)合生活中的實際案例，理解工作流程中的關(guān)鍵點和可能存在的安全隱患。二、學(xué)習(xí)者分析授課對象小學(xué)六年級學(xué)生，學(xué)生經(jīng)過之前的學(xué)習(xí)已經(jīng)了解算法和控制系統(tǒng)，并且對人工智能在生活中的應(yīng)用有初步的了解和認(rèn)識，初步具備數(shù)據(jù)安全的防護(hù)能力。對本課的工作機制和運行的理解有促進(jìn)作用。技能基礎(chǔ)：能熟練使用移動設(shè)備，能較為熟練地打開微信小程序、拍照上傳；生活經(jīng)驗：見過或體驗過人臉識別技術(shù)，如刷臉支付、人臉解鎖手機；學(xué)習(xí)能力：學(xué)生能夠熟練開展小組合作，在日常教學(xué)中經(jīng)常使用。年齡特征：求知欲強，喜歡新鮮有挑戰(zhàn)的課堂活動，能對一些現(xiàn)象梳理并進(jìn)行簡單推導(dǎo)；部分學(xué)生注意力難以長時間集中，對純理論探索缺少自驅(qū)力，需要趣味活動吸引。三、教學(xué)目標(biāo)具體目標(biāo)所指向的核心素養(yǎng)1.初識人工智能，能夠辨別和提取生活中的人工智能所運用的技術(shù)。1.【信息意識】能對看到、體驗到的信息進(jìn)行梳理和簡單推導(dǎo)。2.理解人臉識別、文字識別等人工智能的工作機制和運行特征。2.【數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新】適應(yīng)數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，利用數(shù)字化工具學(xué)習(xí)和交流，開展探究活動。3.能夠找到人工智能運行機制中的關(guān)鍵點，并能夠建立數(shù)據(jù)安全防護(hù)的意識。3.【信息社會責(zé)任】初步具備安全防護(hù)能力，保護(hù)個人隱私，自覺維護(hù)數(shù)據(jù)安全 四、教學(xué)重難點教學(xué)重點：人工智能的過程和應(yīng)用。教學(xué)難點：能夠說出人工智能的技術(shù)步驟和步驟關(guān)鍵點。五、教學(xué)策略與方法演示討論任務(wù)驅(qū)動法和小組合作探究結(jié)合教學(xué)方法；1.通過視頻和騰訊AI人臉檢測技術(shù)的體驗，探究和分析人臉識別技術(shù)過程。 2.通過騰訊AI人臉對比功能，體驗人臉識別應(yīng)用。3.通過問題創(chuàng)設(shè)、小組探究、思維導(dǎo)圖和流程圖以及師生對話，初步建立利用人臉識別技術(shù)解決問題的意識，科學(xué)認(rèn)識人臉識別技術(shù)。六、教學(xué)準(zhǔn)備平板、微信app、教學(xué)助手軟件、互動課堂軟件、課件。七、學(xué)習(xí)活動設(shè)計環(huán)節(jié)教師活動學(xué)習(xí)活動環(huán)節(jié)一：情景導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)一：播放疫情防控測溫排隊的視頻。1.通過觀看疫情復(fù)工后測溫排隊視的視頻。拋出問題1：手持測溫槍測溫是否存在安全隱患呢？2.人工智能技術(shù)能不能緩解排隊問題？揭題。2.觀看人工智能測溫儀在校園中的應(yīng)用，讓學(xué)生理解人工智能在生活中發(fā)揮的作用，思考過程中應(yīng)用到什么人工智能。活動一：1.觀看視頻，思考老師的問題。2.知曉本節(jié)課學(xué)習(xí)點。設(shè)計意圖：從目前身邊的生活實例引入課題，激趣，揭題。環(huán)節(jié)二：初步感知1.組織“猜猜他是誰”游戲，討論人是怎么識別不同的人臉的？2.組織學(xué)生體驗“騰訊AI”中的人臉識別。提示關(guān)注小程序識別人臉的每一個細(xì)節(jié)。（給小組從“精彩回答”“全神貫注”維度加分）3.拋出關(guān)鍵問題2：計算機怎么識別人臉的呢？組織學(xué)生回顧計算機人臉識別過程。分析歸納出計算機識別人臉的一般過程。（給小組從“團(tuán)隊合作”“遵守紀(jì)律”維度加分）圖像采集—人臉定位—特征提取—特征分析（比對）—輸出結(jié)果。4.追問1：計算機怎么分析特征點的呢？組織學(xué)生通過嘴型猜表情，觀察嘴部的關(guān)鍵特征點。5.追問2：騰訊AI是真的認(rèn)出你了嗎？教室門口的人臉識別機器呢？組織同學(xué)查看人臉資源庫。6.組織pad答題檢測（學(xué)校門口的人臉識別機器識別人臉的過程）。（答對的同學(xué)從“精彩回答”維度加分）1.認(rèn)一認(rèn)這些五官都是誰，說一說自己的觀察判斷過程。2.打開微信小程序“騰訊AI”拍照上傳，觀察識別過程，閱讀識別結(jié)果。3.思考老師問題?；仡欝w驗“騰訊AI”的過程，和老師一起推導(dǎo)出人臉識別的過程。4.觀察不同表情的嘴型特征點，思考計算機通過嘴部特征點分析出大笑、微笑、難過等不同表情的原理，感受和理解技術(shù)的實現(xiàn)過程。5．思考并回答追問，嘗試說出校門口人臉識別機器的工作過程。6.完成課堂檢測。設(shè)計意圖：根據(jù)學(xué)生愛玩愛探究的特征出發(fā)設(shè)計“人臉猜猜猜”游戲，感知人是怎么識別人臉的，再體驗“騰訊AI”小程序的人臉檢測功能，從而引發(fā)學(xué)生對計算機識別人臉與人識別人臉的過程產(chǎn)生比對和思考。通過對體驗過程細(xì)節(jié)的分析和推導(dǎo)，掌握機器識別人臉的簡單過程。通過三個追問，感知“特征分析”“人臉資源庫”，通過再說一說智能測溫系統(tǒng)的工作過程和答題，進(jìn)而突破教學(xué)難點。環(huán)節(jié)三：小組合作任務(wù)驅(qū)動1．組織學(xué)生觀看人臉識別步驟的示例視頻，提出學(xué)習(xí)任務(wù)單，學(xué)生進(jìn)行合學(xué)。2.拋出關(guān)鍵任務(wù)：通過觀看視頻和小組合作，根據(jù)任務(wù)單的提示，完成思維導(dǎo)圖。3.梳理各小組的思維導(dǎo)圖進(jìn)行評價和交流，判斷學(xué)生運用思維導(dǎo)圖和任務(wù)單學(xué)習(xí)的能力。4.引導(dǎo)學(xué)生暢想人臉識別在其他場景的應(yīng)用，并展開到圖像識別、文字識別等人工智能技術(shù)的應(yīng)用場景，明白人工智能的便利性。1.認(rèn)真觀看視頻，理解人臉識別的步驟和流程。2.小組合作探究，嘗試用思維導(dǎo)圖的方式梳理技術(shù)工作流程。3.交流小組探究和思維導(dǎo)圖結(jié)果。4.交流對人臉識別技術(shù)的認(rèn)識。討論交流后，知道人臉識別技術(shù)在發(fā)展。設(shè)計意圖：通過觀看視頻-小組合作探究-小組交流和評價三個步驟，讓學(xué)生理解人臉識別的工作流程和步驟，切實感受到人工智能帶來的便利，通過合作探究的方式以及可視化的評價方式親呈現(xiàn)數(shù)據(jù)對比，有效感知計算機識別技術(shù)的強大功能和發(fā)展。引導(dǎo)學(xué)生建立用人工智能來解決問題的意識，清楚人臉識別技術(shù)在不同場景中的不同應(yīng)用，幫助我們生活。暢談人臉識別技術(shù)還可以應(yīng)用在哪些方面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的持續(xù)動力。環(huán)節(jié)四：發(fā)散思維拓展延伸1.觀看智能測溫智能門禁的具體工作流程視頻。2．拋出關(guān)鍵任務(wù)：根據(jù)任務(wù)單和合作探究完成算法流程圖？3.通過合作探究培養(yǎng)學(xué)生的算法思想。4.出示手機人臉支付、支付寶掃連付款、微信語音登陸、手機的語音sir語音識別功能，了解人工智能在生活中的使用，體會人工智能的重要性和安全的必要性。5.拋出創(chuàng)意任務(wù)提出“人工智能+？”的創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計方案，促使學(xué)生發(fā)散思維，結(jié)合傳統(tǒng)技術(shù)手段，設(shè)計一個具有現(xiàn)實意義的創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用。6.課堂總結(jié)和小組評價。1.認(rèn)真觀看并記錄。2.思考、討論、交流，完成流程分析和算法圖。3.利用流程分析圖，掌握人臉識別技術(shù)原理的知識構(gòu)建。4.小組交流發(fā)言，選擇性繪制流程算法圖，找到關(guān)鍵步驟，提出可能出現(xiàn)的安全問題，并提出建議性的防御措施。5.學(xué)生完成創(chuàng)新成果的創(chuàng)造，并交流展示，提升表達(dá)能力和自我效能感。6.