川教版信息技术五年级下册第二单元第1节初识人工智能：识花知语—探索机器图像识别的原理

识花知语—探索机器图像识别的原理 小学信息科技 01. 实验教学内容 02. 实验教学目标 03. 实验器材准备 04. 实验探究方法 05. 实验教学过程 06. 实验效果评价 实验教学内容 01 01 实验教学内容 注重以科学原理指导实践应用 强化信息科技学习的认知基础， 注重基本概念和基本原理的学习。 探索“场景分析—原理认知—应用迁移”的教学。 设计理念 设计理念，来源于新课标中课程实施板块所提出的注重以科学原理指导应用，探索“场景分析—原理认知—应用迁移”的教学。 4 01 实验教学内容 复合课程内容观 认识层：认识身边人工智能应用的技术基本特征，初步了解人工智能常见的实现方式，如机器学习。 理解层：理解人工智能与现实社会的联系是普遍存在的，理解人工智能是存在安全问题的 选自教材、结合新课标、以复合课程内容观进行认识和理解，重构为大单元教学设计 内容选自川教版五年级下册第二单元第一节初识人工智能，结合新课标中人工智能模块的内容要求，学业要求，教学提示的复合课程内容观，我进行了认识层和理解层两方面的解读， 对其内容进行了单元重构，形成了大单元教学。本课属于大单元教学的第一课——探索AI图像识别原理。 5 AI体验 探索AI图像识别原理 探索AI语音识别原理 探索AI文字识别原理 探索生成AI原理 01 实验教学内容 1.学科知识：学生对生活中的人工智能有一定的了解和体验，但其对背后的原理尚不清楚，未进行过相关的实验探究活动 2.学科能力：有一定的解决简单问题并进行验证的能力。学习由被动到主动，学习出现分化现象，对学习探索的积极性较高 3.学科动机：对教学内容的兴趣与教师的认同有关，动机不稳定，需要教师在内容上进行引导和趣味化处理 1.总体目标： 学生对人工智能会有想象和期待，设计的课程要回应学生的期待。总体目标是从生活中的人工智能应用场景入手,引导学生运用学科思维，经历实验探究的基本过程，学习人工智能相关原理，提升学科核心素养，培养高通路迁移的专家思维。 01 已有知识 02建构新知 有效推动以学生为主体的学习方式与活动的创新 为有效推进学生为主体的学习方式的创新，我对学生的学科知识，能力和动机进行了三维分析，以便更好地建构新知。 本课总体目标是从生活中的人工智能应用场景入手，引导学生发现典型问题，分析具体案例，学习理解相应的科学原理， 在实践探究中提升解决问题的关键能力，对人工智能技术，于人，于社会的影响。有更加深入的思辨认识。 6 实验教学目标 02 02 实验教学目标 重点：通过对比实验分析，认识理解机器图像识别的过程。 难点：通过小组合作探究，具身体验机器学习实验的原理。 教学重难点 8 02 实验教学目标 信息意识 具体目标：学生认识到人类是如何识别图像的，并进行知识迁移到机器是如何识别图像的 达成标准：学生认识到机器识别图像的原理 计算思维 具体目标：学生通过测试和优化模型，对模型结果进行分析，得出结论，并进行观点表达和成果展示 达成标准：学生分析出图像识别中数据质量与数量的重要性，理解图像识别技术有限制 数字化学习与创新 具体目标：学生根据实验需要，小组合作学习借助数字化工具，开展机器学习模型训练实验 达成标准：通过小组合作完成机器识花训练实验 信息社会责任 具体目标：关注图像识别对生活的影响，辩证看待图像识别技术的发展 达成标准：体会到图像识别技术发展过程带来的一系列安全与伦理问题挑战 注重具体内容和核心素养的关联，确保每一个特定学习内容都具有培养相关核心素养的作用 9 实验器材准备 03 03 实验器材准备 多媒体电脑 高清摄像头设备 人工智能开源平台图像分类工具 实验探究方法 04 04 实验探究方法 实验探究基本精神：观察、认识、体会、分析、理解、比较、讨论 实验探究过程项目化 具体问题逐步分析，解决导向： 1.人是如何识别图像的？ 2.机器是如何模仿人进行图像识别的？ 3.机器学习识别图像的过程是什么样的？ 4.图像识别技术对我们生活带来了哪些影响？ 实验探究目标可视化 目标融合学科核心素养，嵌入学科知识图谱 引导学生运用信息科技学科思维来实现学习目标， 形成思维的高通路迁移。 实验探究评价多元化 1.个人学习过程性评价（原理理解） 2.小组实验过程性评价（成果汇报） 3.课程学习总结性评价（问卷调查） 实验探究 “三化” 02 03 真实情境中做中学、创中学、用中学 教学评一体化 01 培养以创新为特征的专家思维 科学原理和实践应用统一 13 实验教学过程 05 05 实验教学过程 01 情景导入 02 问题探究 03 新知迁移 04 合作实践 05 展示交流 06 聚焦生活 07 学习总结 聚焦 生活图像识别问题 认识 人类识别图像过程 分析 机器识别图像过程 体会 机器学习实验活动 讨论 合作成果分享验证 理解 图像识别技术发展 总结 回顾知识量化评价 实验问题发现 实验原理认知 实验活动探究 实验应用迁移 依据实验探究“三化”方法、遵循学生学习规律，系统设计学习活动 15 05 实验教学过程 情境导入：师生共同打造真实问题情境 魔术变花 茶花辨识 拍照识花 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 实验问题发现 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 问题探究：我们人类是如何识别图像的？（以花举例说明，以此推导） 观察图像特点 回忆相关信息 对比得到结果 实验问题发现 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 人类识别图像的过程 观察图像特点 回忆相关信息 对比得到结果 眼睛 大脑 思考 机器识别图像的过程 获取图像特征 搜索已有数据 匹配给出答案 摄像头 模型 计算 新知迁移：机器是如何识别图像的？（对比学习，逐一分析人与机器学习过程） 实验原理认知 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 特征 提取 数据采集 测试 优化 训练模型 标签分类 任务要求（编号：521） 1.三人一组，合作完成山茶花和向日葵两种花的机器学习模型 2.一支山茶花上有大、中、小三朵花， 确保每一个同学都训练一朵，每个人都有机会体验实验过程 注意1：多角度多方位拍摄花朵图像样本，保证机器学习到花全貌。 注意2：拍摄花儿时确保画面干净，无干扰物体画面出现，保证机器正确认识花。 实验流程 团队合作 合作实践：团队合作进行机器学习实验，加深机器学习的理解 实验活动探究 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 学生实验活动 合作实践：团队合作进行机器学习实验，加深机器学习的理解 实验活动探究 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 程序设计 聚焦生活 学习总结 作品完善：结合程序设计进行作品验证 作品检验与程序设计 实验活动探究 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 经验交流 展示交流：团队成果展示与经验交流 实验活动探究 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 聚焦生活：回归身边的生活，引导学生认识到图像识别技术的安全隐患 结论：技术本身是中立的，更多是我们如何去使用 实验应用迁移 05 实验教学过程 情景导入 问题探究 新知迁移 合作实践 展示交流 聚焦生活 学习总结 知识导图 学习总结：借助知识思维导图总结学习内容，发放问卷调查学习情况 问卷调查 实验应用迁移 识花知语 人类识别图像过程 观察图像特点 回忆相关信息 对比得到结果 机器识别图像过程 获取图像特征 搜索已有数据 匹配给出答案 机器学习实验 标签分类 数据采集 训练模型 优化模型 实验效果评价 06 06 实验效果评价 《识花知语—探索机器图像识别的原理》学习过程评价表 学习过程评价 实验过程评价 课程总结评价 06 实验效果评价 评价项目 评价内容  自评 互评 师评   参与实验 能发现与提出问题、进行猜想与假设。   在实验过程中有较强的动手能力。 观察实验过程保持专注。     记录数据 在实验过程中能搜索到有用的实验数据。   在实验过程中能及时记录实验数据。   在实验过程中能够根据需要对数据质量进行测试。     分析数据  能对实验产生的数据进行整理、筛选。   能对实验产生的数据进行思考、分析。     反思迁移 能根据处理后的数据进行合理分析并得出结论。   能选择合适的数字化工具展示和分享实验结论。   能根据结论找出生活中的具体应用、解释现象。 《识花知语—探索机器图像识别的原理》实验过程评价表 学习过程评价 实验过程评价 课程总结评价 06 实验效果评价 《识花知语—探索机器图像识别的原理》课程总结性评价图 学习问卷调查 学习过程评价 实验过程评价 课程总结评价 06 实验效果评价 分析结论：根据数据表格显示，参与调查的人中有97.67%表示了解机器进行图像识别的原理，仅有2.33%表示了解一般，没有人表示不了解。可以看出大多数人对机器进行图像识别的原理有一定了解。 根据数据表格显示，参与调查的人中有97.67%表示了解机器进行图像识别的原理，仅有2.33%表示一般了解，没有人表示不了解。可以看出大多数人对机器进行图像识别的原理有一定了解。 通过学习，你了解机器进行图像识别的原理了吗？ 01 根据数据表格显示，参与在线训练平台的小组中，所有人都愿意配合完成训练机器识花的实验，占比达到100%。 通过在线训练平台，你们小组可以配合完成训练机器识花的实验 02 根据数据表格显示，所有参与者选择了“对”的选项，占比为100%。可以得出结论：在机器识花实验的过程中，学生意识到拍摄时需要更多地选择背景干净、不同角度的照片是正确的做法。 在机器识花实验的过程中，拍摄时需更多地选择背景干净、不同角度的照片 03 根据数据表格显示，针对人工智能图像识别技术在生活中存在信息安全隐患的问题，100%的人认同这一观点。可以得出结论学生的确都认为人工智能图像识别技术在生活中广泛应用的同时，确实存在一定的信息安全隐患。 人工智能图像识别技术在我们生活中广泛应用的同时，也存在一定的信息安全隐患，你认同吗 ？ 04 根据数据表格显示，参与调查的所有人都期待以后继续上人工智能课程，占比达到100%。可以得出结论，调查对象普遍期待以后继续上人工智能课程。 你期待以后继续上这样的人工智能课程吗？ 05 《识花知语—探索机器图像识别的原理》课程问卷分析结论 学习过程评价 实验过程评价 课程总结评价 实验课程总结 本课以培养学生数字素养与技能为目标， 以学生已有的知识、技能和经验为起点， 遵循学习规律，系统设计学习活动， 突出用信息科技解决学习、生活中的问题， 为学生创设了自主、合作、探究的学习情境。 实验课程总结 谢谢! 2024.06 中国·成都 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 $$