Scratch 编程《揭秘机器学习》（教案）六年级下册信息科技Scratch编程

教学设计 《揭秘机器学习》 （六年级） 教学课题 《揭秘机器学习》 教学对象 六年级学生 设计者 李清宇 二、学情分析 知识基础： 虽然生活中接触过很多人工智能的产品，但基本都不了解其中的原理，不了解机器学习的过程，很少对身边的人工智能产品的原理有探索欲望，停留在使用阶段。 能力基础： 六年级的学生具备一定的编程基础，具备一定解决问题的计算思维。 性格特质： 好奇心较强，问题抽象与分解能力不足。 三、教学目标与教学重难点 教学目标： 1、信息意识： 能够运用所学的知识解释实际生活中的人工智能产品，并能应用解决生活中发现的实际问题，有意识的解决生活中的问题。 2、数字与创新： 通过不断的设问，引导学生思考，培养学生计算思维和信息素养，充分发挥学生的主观能动性，一步一步探究出具体的程序。 3、计算思维： 1　 通过本节课的学习，了解机器学习的过程及其算法原理，明确机器学习三部曲（输入数据、训练模型、检验模型），培养学生的算法思维、逻辑推理能力。 2　 独立完成《戴口罩检测器》程序，运用所学理论知识指导完成检测，熟练应用条件结构，完善程序。培养学生实践操作能力。 4、信息社会与责任： 在课堂过程中，让学生体会到学习信息科技的重要性，它与我们的生活息息相关；学会注重自己的个人隐私信息，也不随意传播他人隐私，做个良好的网络公民。 教学重点： 1、了解机器学习的过程 2、独立完成《口罩检测神器》程序 教学难点： 能够将其联系实际生活，利用机器学习解决生活中的实际问题。 四、教学策略的选择与准备 教学策略 1.依据现实情况，让学生发现技术能够解决生活中的难题，吸引学生。 2.通过人的学习过程推出机器学习的过程，培养学生的知识迁移及类比推理能力。 3.以问题为驱动，组织引导学生完成项目的学习。 教学准备 多媒体教室、慧编程软件、摄像头。 五、教学过程 教学环节 教师活动 预设学生活动 设计意图 1、视频导入 今天，老师给同学们带来不一样的机器人，是我国最近自主研发的机器人，请看。 引导1：看到机器人，你们有什么想要说的吗？ 引导2：是呀，这个机器人是怎么做到的呢？难道天生就会吗？ （大胆的想一想，说错了不要紧） 机器也是需要学习的，机器是怎么学习的呢？ （预设答案） 高级，有创意、能够代替人的工作，减轻工作负担； 人为编程存入到了机器里面； 依据现实疫情中，经常需要核酸检测，视频中恰好有机器人可以做到，激发学生的探究兴趣，提问进行发散思维。根据学生的回答，引出今天的课题。 2、新知探究 1.人的学习 活动：游戏《寻找神秘人物》 刚刚的游戏过程，其实就是同学们学习的过程，从不认识到认识，那同学们谁能说说你学习的过程呢？ 依据同学的回答，我们发现人的学习可以分为：观察、分析、验证 那机器学习的过程是不是也差不多呢？（小组讨论） 2.机器学习。 学生回答。 所以我们发现，机器学习过程和人的过程很像，其实就是在模仿人类。具体的学习步骤我们一起来看看，等会随机选一位学生为我们归纳。（输入数据 训练模型 检验模型） 学生运行软件 学生回答 学生讨论 学生回答 设计意图：通过游戏设计认识一个“陌生人”，模拟我们人学习的；再通过人的学习过程推出机器学习的过程，培养学生的知识迁移及类比推理能力。 3、 实践操作 1.引入戴口罩检查员 提问：现在我们终于搞明白机器是怎么学习了。同学们你们想不想自己做个机器人解决生活中的实际问题，那超酷的。现在我们发现校门口总是会有没戴口罩的同学，是否可以做个“戴口罩检查员”呢？ 让机器能像人辨认出是否规范戴口罩要做什么呢？ 你能否想到一种情况，并利用你手边的口罩示范出来呢？ （规范佩戴、未规范佩戴、未佩戴） 2.输入数据示范 训练模型非常复杂，还好我们有慧编程，它帮我们把输入数据和训练模型做一起了。打开慧编程，添加拓展，角色拓展，机器学习，下方会出现一个模块，点击训练模型。 新建模型，分为几大类？ 那有哪位同学能上台，尝试教机器学会规范佩戴口罩。 （正面采集、微抬头、微低头、微侧头） 同学们数据采集的好坏，将直接决定机器学习能力的好坏。 那么采集的数据是否有一些要求呢？ （清晰、正确、多数量、多角度） 要求：每一个分类至少采取3钟情况，每种情况至少采集三张图片。同学们数据采集的好坏，将直接决定机器学习能力的好坏。开始教机器学习吧。 4、 提示语设计 看来同学们的机器人训练的差不多了，每一种不同的情况，设计一些不同的提示语。那这要怎么编程实现呢？ 我们的机器只检测一次吗？ 反复检测会出现什么问题呢？ 是否可以语音提示呢？ 学生认真聆听并思考。 学生回答: 输入数据 学生示范 学生认真聆听 学生尝试 学生操作 学生操作 将学生刚刚