第7课 图像识别技术 教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术八年级下册

第7课 《图像识别技术》教学设计 【课标内容要求】 通过分析典型的人工智能应用场景，了解人工智能的基本特征及所依赖的数据、算法及算力三大技术基础。 【教学内容分析】 《图像识别技术》内容选自浙江教育出版社《初中信息技术（八年级下）》第二单元《智能技术初体验》中的第7课。教材中本课教学内容的安排上从图像识别的概念入手，进而延伸到图像识别技术的应用场景，最后进入图像识别过程的学习。本课的学习目标是初步理解图像识别技术的基本过程和原理，在图像数字化的基础上理解预处理、特征提取、分类并识别等环节对图像识别的价值和意义，感受图像识别技术带来的便捷。本课正是整个单元教学设计中的其中一课，将学生置身与真实的问题情境中，理解技术原理，感悟技术价值。 【教学目标】 1.通过观看视频和了解具体案例，认识图像识别技术的概念、应用场景及意义。 2.通过人脸识别实验，理解图像数字化、预处理、特征提取、分类并识别等关键过程。 3.利用人工智能开放平台，实现动物、植物等不同类型图像的识别。 重点：图像识别技术的原理和关键过程 难点：预处理的概念及特征提取的基本原理 【核心素养指向】 信息意识：崇尚科学精神、原创精神，具有自主动手解决问题、掌握核心技术的意识。 数字化学习与创新：能依托网络平台、智能工具开展远程学习、小组交流、协同创新等活动。 【学情分析】 本课授课的对象是八年级学生。学生已经学过语音识别技术和语音合成技术，对人工智能技术的常见应用有一定的了解，学生在日常生活中已经接触过图像识别技术，对图像识别技术的应用有一定的生活经验，但是对图像识别技术的基本原理一知半解，也尚未知晓图像识别的关键过程。学生在本课的学习过程中，在特征提取的学习上存在困难，特别是对卷积神经网络（CNN）原理的理解上，但是特征提取是图像识别过程中最关键的一个步骤。 【设计构想】 1.整体设想 联结现实，从生活中来，到生活中去。以学校门禁刷脸系统作为切入点，引出图像识别的话题。围绕刷脸进出学校的主题，通过自主学习、识别体验、合作探究，关注概念学习的实践化以及新情境中的迁移应用，突破对图像识别技术关键原理及过程的理解。利用人工智能开放平台，实现动物、植物等不同类型图像的识别，揭示人工智能技术的“黑匣子”，勾联大概念，培育创新意识，发展学习和创新能力，提升学生的信息科技核心素养。 2.教法学法 本课主要采用项目驱动法、自主学习法。 其一，项目驱动法是在真实项目——如何刷脸进出学校的基础上，将本课学习内容分为三个子任务：识别体验、自主学习、运行程序。在真实的问题解决过程中，增加学生对图像识别过程的理解，培育学生的信息科技核心素养。 其二，采用自主学习法。利用人工智能开放平台，在问题解决过程中探究图像识别技术。通过视频和真实案例，关联语音识别等人工智能技术，指向学生认知模糊点，考察学生在新情境下的问题解决能力，用技术实现交互式的情境式随堂评价，实现教与学的统一，提升学生的信息科技核心素养。 3.评价设计 ①课堂评价。根据这堂课的教学目标，通过观察、提问等方式，并结合探究活动的操作状况来了解学生的知识掌握情况，对学生作出评判。 ②自评、互评和师评相结合。在探究活动结束后，留有评价环节，包括学生自我评定，学生互相评定，教师点评。通过这种方式，尊重学生的主体性，调动学生的积极性，促进学生自我认识，自我分析，自我改进。 ③作业评价。分别设计了面向全体和面向学有余力学生的两份作业，供学生进行选择。作业类型上，既包括书面作业，也包括任务实践作业，通过作业评价来监控学生的学习情况。 【教学环境及资源准备】 教学环境：机房教室，装有Python运行环境的电脑 资源准备：视频、上课课件、动物和植物图片、图像识别.py程序 【教学活动设计】 学习 任务 学习过程 设计意图 用时 教师活动 学生活动 新课 导入 ①播放视频：呈现学生刷脸进出校门的场景，聚焦刷脸进出环节。 ②提问：机器是怎么确定刷脸学生的身份的？这背后的原理是什么？ 导入课题——图像识别技术 认真观看视频，积极思考老师的问题。 播放视频，以学生刷脸进出学校案例作为切入点，凸显图像识别的实际价值，激发学生学习兴趣和积极性。 5分钟 新课 讲授 ①介绍图像识别技术的概念。 图像识别技术是指利用计算机对图像进行处理、分析和理解，来识别图像中的对象的技术。图像识别技术通过提取图像的主要特征，排除多余的信息来识别图像。 ②播放视频，并邀请学生回答图像识别技术在生活中的应用。 文字识别、图形识别、人脸识别。 认真听讲，做好必要记录。主动参与老师的提问，积极回应老师，积极参与课堂活动。 夯实基本——图像识别的概念和应用场景，循序渐进。简单提到图像识别技术的原理，为后续讲解图像识别的过程做出铺垫。 8分钟 活