第十五课 面容钥匙显智能 教学设计 2025-2026学年人教版初中信息科技八年级全一册

八年级信息技术上册教学设计 课题 第15课 面容钥匙显智能 教学 目标 1.人脸识别技术的原理及机器识别人脸的基本过程，使学生深刻理解人脸识别的核心机制,这是掌握刷脸开锁及其他相关应用的关键所在。 2.利用摄像头实现人脸识别的操作方法，包括实验环境搭建、人脸数据采集与处理、人脸库 管理以及与MQTT 服务器的结合应用，确保学生能够熟练运用摄像头和相关软件平台实现有效的人脸识别功能。 3.刷脸开锁功能的模拟实现，包括系统架构设计、功能模块划分、利用MQTT 协议实现数据交互和控制动作的编程实现及硬件连接和调试，确保学生能够成功构建刷脸开锁系统，体验物联系统的智能控制功能，掌握物联系统开发的基本技能。 教学 重点 深入理解人脸识别算法中特征提取与匹配的原理，涉及到复杂的图像处理和数学模型，学生理解和掌握起来具有一定难度。 教学 难点 在实践操作中，正确搭建和优化人脸识别系统的实验环境，确保摄像头、计算机、人脸识别平台、MQTT 服务器之间的协同工作稳定高效，需要学生具备扎实的硬件知识、软件操作能力和网络配置技能，对学生的综合技术能力要求较高。 教学 过程 教 学 内 容 与 师 生 活 动 设计意图和 关注的学生 情境导入： 从传统的钥匙开锁，到刷卡开锁、远程门铃通知和远程控制开锁，门锁越来越智能。随着人脸识别技术的快速发展，刷脸开锁的应用越来越广，为人们提供更加安全、便捷的生活体验。 新授课： 1、 认识人脸识别 人脸识别是基于人的脸部特征数据进行身份识别的技术。 人脸识别的过程：系统对输入的图像进行人脸检测，找到并框出人脸，使用算法提取人脸图像中的特征点，不仅能识别出人的表情、年龄，还会根据预先设置的匹配 算法和条件来判断输入人脸的身份。 学习活动1 观察小组成员的五官特点，描述他们的五官特征。把自己或小组成员不 同角度的照片分别上传到人脸识别平台，体验人脸识别功能。想一想，机器识别人脸的步骤是什么？ 1. 系统对输入的图像进行人脸检测，找到并框出人脸，这一过程就像在一张照片中圈出有人脸的部分; 2. 使用算法提取人脸图像中的特征点，例如眼睛、鼻子、嘴巴的位置和形状，以及脸型的轮廓等，这些特征点就像是人脸的独特“指纹”; 3. 根据预先设置的匹配算法和条件，将提取到的特征点与数据库中的已知人脸特征进行比对，判断输入人脸的身份。同时，简单提及人脸识别可以识别出人的表情、年龄等信息。 一个完整的人脸识别系统要求计算机能够进行三步： 人脸识别技术要保证采集到的人脸图像能够被看得到、看得懂和认得出。 2、 利用摄像头实现人脸识别 只需给计算机配备普通的摄像头，就可以利用网页版人脸识别平台体验人脸采集和人脸识别。 学习活动2 探究实现人脸识别功能 1.搭建实验环境： 2．实现人脸匹配功能。 (1) 运行人脸识别平台。 (2) 选择人脸匹配模块，通过摄像头拍摄或上传图片的方式添加人脸库。 (3) 将面部对准摄像头，观察是否匹配。 注意：不同的人脸识别平台操作有所不同。 3、 探究刷脸开锁功能 刷脸开锁就是利用人脸识别技术控制开锁，由输入，计算和输出三个模 块组成，如表所示。 学习活动3  模拟实现刷脸开锁功能 本活动使用1个主控板、1个摄像头、1个舵机和1台具备移动热点功能的计算机。步骤如下： 1． 搭建实验环境。 （1）设置无线网络。 （2）搭建MQTT服务器。 （3）登录人脸识别平台，配置MQTT等相关参数。 （4）启动web版摄像头页面，采集人脸到库中。 2． 模拟实现刷脸开锁功能。 （1）补充完善程序； （2）把程序烧录到主控板； （3）测试验证。 课堂总结 1．人脸识别是基于人的脸部特征信息进行身份识别的一种生物识别技术，通过人脸定位、 特征分析、 匹配人脸等三个关键步骤实现。 2．利用人脸识别技术可以实现面容钥匙功能。 拓展与提升 利用所学知识，设计一个物联考勤系统。该系统可以识别人脸，并通过MQTT 服务器将该学生的学号实时推送到教师端设备，以便教师了解学生的出勤情况。 激趣导入，引入主题。 板 书 设 计 一、认识人脸识别 二、利用摄像头实现人脸识别 三、探究刷脸开锁功能 教 学 反 思 1 学科网（北京）股份有限公司 $