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1、1 信息技术学科教学设计 基本信息基本信息 课 题 探秘人脸识别 姓 名 聂璐 学 校 北京市十一学校 学 科 信息技术 学习领域 人工智能 年 级 初二 教科书版本及章节 校本教材第二单元第一节 课时教学设计课时教学设计 课型课型 新授课 章/单元复习课 专题复习课 习题/试卷讲评课 学科实践活动课 其他 1. 指导思想与理论依据指导思想与理论依据 1）高中高中课程课程标准标准必修必修模块模块 1 1数据与计算数据与计算的的内容要求内容要求第八条第八条：通过人工智能典型案例的 剖析，了解智能信息处理的巨大进步和应用潜力，认识人工智能在信息社会中的重要作用。 2）本）本内容内容对学生学科素养发
2、展的价值对学生学科素养发展的价值：了解人工智能的新进展、新应用人脸识别，能 适当运用在学习和生活中（数字化学习与创新） ，并能客观认识智能技术对社会生活的影响 （信息意识、信息社会责任） 。 3）教学设计理论依据）教学设计理论依据：中小学信息技术课程指导纲要指出：初中信息技术教学应以兴 趣为起点、以活动为载体，螺旋上升的设置内容。要让学生在“玩中学，做中学” 。 2. 教教学内容分析学内容分析： 本课出自北京十一学校初中校本课程人工智能与 APP 开发 ，这门课以计算思维的 培养为重点，以初步理解人工智能实现的知识体系为辅助。本课为第二单元视觉与听 觉第一课时，在回顾人工智能的含义后开始探索计
3、算机视觉，单元具体安排如下： 课时课时 主题主题 课时课时目标目标 1 探秘人脸识别 了解机器识别人脸的机制，理解特征点对机器识别人脸的作用， 思考人脸识别技术在校园生活中的应用场景及潜在风险。 2-3 这是什么花 了解机器如何通过“学习”实现对图像的分类，理解有效的特征对 于分类结果是否准确具有重要意义。 4 搞定文字识别 了解文字识别的基本步骤及常用的文字识别工具。 5-6 Hey，Siri 了解语音识别和自然语言理解的基本原理，综合运用本单元学习 的人工智能技术，设计一款适用于校园环境的人工智能 APP。 3. 学习者分析学习者分析： 本节课学生是康巴什区第一中学八年级的学生，为更好地了
4、解学生情况，前期访谈了 学校的信息技术教师。另外通过两地教材对比，发现两校学生均未接触过人工智能类课 程，仅在生活中使用过相关应用，对于人工智能的知识储备较为相近。 技能基础：熟练使用移动设备，能较为熟练地使用微信、扫二维码、拍照上传； 生活经验：见过或体验过人脸识别技术，如办理酒店入住、解锁手机； 年龄特征：求知欲强，喜欢新鲜有挑战的课堂活动；部分学生注意力难以长时间集中 2 4. 教学方式及手段教学方式及手段： 教学方式：提问法、讲授法、演示法、小组合作法、游戏教学法； 技术手段：教学课件、腾讯 AI 开放平台、微信。 5. 教学目标教学目标 1）知识与能力知识与能力 了解机器识别人脸的机
5、制，理解特征点对机器识别人脸的作用； 挖掘并简述人脸识别技术在校园中的应用场景，发现其价值及潜在风险。 2）过程与方法过程与方法 观察并提取同桌面部特征，完成“画像”，感受五官对人眼识别人脸的重要性； 体验在线平台的五官定位功能，对比人眼和机器表达人脸特征的异同； 体验在线平台的人脸分析功能，检测表情识别的准确度，发现该平台的优势与不足； 完成小组讨论，探讨人脸识别在校园生活中的应用场景及潜在风险。 3）情感态度价值观情感态度价值观 感受智能技术对生活和学习带来的影响，进一步激发学生的学习兴趣，提升其创新意 识和探究思维。 6. 教学重教学重难点难点 1）教学重点教学重点： 了解机器识别人脸的
6、机制，理解特征点对机器识别人脸的作用； 发现人脸识别在校园生活的合理应用，并意识到潜在风险。 2）教学难点）教学难点： 辨析人眼和机器进行人脸识别过程中的异同点。 3）教学）教学策略策略： 通过五官猜人、同桌“画像”、在线体验及小组讨论，帮助学生理解机器识别人脸的机 制，激发学生对技术应用于校园的思考。 7. 学习活动设计学习活动设计（40min） 教师活动教师活动 学习活动学习活动 环节一：新课导入环节一：新课导入（5min） 1. 课前布置批改数学作业的任务， 课上引导 学生发现人工批改和图像识别批改的差距； 2. 抛出问题： 学生参加校园活动时需要查考 勤，有哪些可用的签到方法； 3.
7、小结不同签到方式的优劣， 说明哪些方法 属于人工智能，并引出人脸识别。 活动一：活动一：明确明确目标目标 1. 参与活动，直观感受人工智能对人们 生活带来的改变； 2. 聆听问题，积极思考作答； 3. 了解本节课的学习目标。 设计意图：设计意图： 3 1. 通过趣味体验活动，让学生进一步认识人工智能的优势，激发学习兴趣； 2. 承上启下，简要回顾人工智能应用，同时引出本节课的主题人脸识别。 环节二：环节二：引导引导学生学生“画像画像”（12min） 1. 组织五官猜人游戏，引导学生思考人类 如何通过人脸辨识不同人； 2. 组织学生两人一组观察彼此脸部特点， 填写学习任务单的同桌“画像” ； 3
8、. 组织学生代表分享； 4. 点评发言并小结。 活动二：活动二：完成活动完成活动 1. 参与五官猜人游戏； 2. 进行同桌“画像”活动，认真观察同桌 面部特征，填写任务单； 3. 聆听学生代表分享及教师小结。 设计意图设计意图 借助五官猜人和同桌“画像”，引导学生发现人眼借助什么特征进行人脸识别，并思考 机器如何描述并识别这些人脸。 环节三：环节三：组织组织在线在线体验体验（8min） 1. 组织学生体验 AI 开放平台“五官定位”， 图示讲解机器如何通过特征点来描述并识 别人脸； 2. 组织学生绘制不同表情时的特征点连 线，然后两人一组拍摄开心、悲伤和吃惊 照片，体验平台能否准确识别不同表情
9、； 3. 讲解机器如何通过特征点对表情进行分 类。 活动三：活动三：在线体验在线体验 1. 在线体验，观察机器识别人脸时使用 了哪些特征点，这些点分布情况如何； 2. 思考并画出不同表情时特征点连线的 变化，体验识别表情是否准确； 3. 聆听教师讲解。 设计意图设计意图 1. 通过在线体验及教师讲解，让学生了解机器如何通过特征点描述并识别人脸； 2. 通过对不同表情的识别，加深对机器通过特征点进行人脸识别的理解。 环节四：环节四：如何如何应用于应用于校园校园（10min） 1. 基于在线体验，激发学生思考人脸识别 在校园生活中有哪些应用场景，两人小组 讨论后填写任务单的第三部分； 2. 选择几
10、个小组进行分享。 活动四：活动四：应用场景讨论应用场景讨论 1. 小组讨论如何将人脸识别应用于校园 生活，填写学习任务单； 2. 部分小组进行分享。 设计意图设计意图：启发学生从身边发现人工智能应用的设计点及实现的可能性， 为后续单元开 发人工智能 APP 做铺垫。 环节环节五五：小结小结点评（点评（5min） 1. 基于环节四学生设计的应用场景，询问 可能存在的风险，启发学生辩证思考； 2. 小结并铺垫下节课内容，提醒学生留意 本次课程评价。 活动五：活动五：反思提高反思提高 1. 聆听教师讲解及学生发言； 2. 回顾本课要点，了解后续安排。 设计意图：设计意图：了解人工智能对社会发展的潜在
11、风险并思考对策；巩固本节课要点。 4 8. 板书板书设计设计（为节省时间，为节省时间，确定确定的内容的内容可可提前打印好，提前打印好，适当时机张贴或适当时机张贴或吸附在白板上）吸附在白板上） 9. 学习评价设计学习评价设计： 本节课教学过程中有两个环节涉及到评价，具体为： 1）学生代表分享同桌“画像”时，其他学生和教师会点评，从而完成口头互评和师评； 2）学生分享人脸识别如何应用在校园的设计后，教师会对学生代表的设计进行评价。 课后，教师还将对全部学生作品进行评价，具体评价量规如下： 学生期末成绩历次过程性评价分数的平均分（60）终结性评价分数（40） 单次过程性评价（总分 60）的分数构成如
12、左图，其中“任务完成”分数占 30 分，将由教 师在课后批阅学生提交的任务单后给出，任务完成的评分量规如右图： 10. 特色学习资源分析、技术手段应用说明特色学习资源分析、技术手段应用说明 1）微信微信：教师手机拍摄学生填写的纸质分析书，通过微信传输到教师机进行展示； 2）腾讯腾讯AI开放平台开放平台：开放的人脸识别体验平台，有丰富的免费功能供学生体验； 3）学习任务单学习任务单：针对本节课任务定制设计，辅助学生进行课堂活动； 4）评价方评价方式多式多元元：关注学生课堂表现，注重过程性评价，课前提供较为完备的量规。 11. 与以往或其他教学设计相比的特点与以往或其他教学设计相比的特点 1）授课内容新颖且较为完备：响应开设人工智能课程的号召，基于高中课标和初中生学 情，设计了一节以人脸识别为主题的课程。课程内容从人眼识别人脸开始，迁移到机器识 别人脸的机制。启发学生从身边发现人工智能应用的设计点及实现的可能性，为后续单元 开发人工智能 APP 做铺垫，并引发学生思考方案潜在的风险。 2）形式新：借助五官猜人、同桌“画像”和体验 AI 开放平台等活动，帮助学生理解人脸识 别的机制，设计的活动形式新奇有趣，同时较为符合初中生的认知水平。 5 附：附：学生上课填写的学习任务单学生上课填写的学习任务单正面，正面，反面反面为本节课的评价量规。为本节课的评价量规。
