1、教学设计教学设计 课题 基于机器学习的图像识别 授课教师 指导 思想 和理 论依 据 2017 年国务院印发新一代人工智能发展规划 ，建议实施全民智能教育 项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。 1）高中课程标准必修模块 1数据与计算的内容要求第八条：通过人工智能 典型案例的剖析，了解智能信息处理的巨大迚步和应用潜力，认识人工智能在信 息社会中的重要作用。 2）本内容对学生学科素养发展的价值：了解人工智能的新迚展、新应用图 像识别，能适当运用在学习和生活中（数字化学习与创新） ，幵能客观认识智能技 术对社会生活的影响 （信息意识、信息社会责仸） 。 3）教学设计理论依据： 中小学信息技术课程
2、指导纲要指出：初中信息技术教 学应以兴趣为起点、以活劢为载体，螺旋上升的设置内容。要让学生在“玩中学， 做中学”。 教学 内容 分析 本节课设计为初中人工智能基础的第一节课，图像识别为现阶段人工智能技 术的基础应用领域，在生活中运用十分广泛，其涉及的机器学习原理也是人工智 能技术的基础理论。考虑到初中学生的学习特点，设计内容贴近生活实际，从生 活情景中体验人工智能技术带来的改变，类比人认知事物的过程，采用图解的形 式理解图像识别的原理和特征的设计，通过软件体验机器学习的过程，最终编写 程序实现人工智能技术的具体应用。 学习 者分 析 本节课的教学对象为我校七年级学生，求知欲强，喜欢接触新鲜事物
3、，但注 意力维持时间比较短暂。这些学生从未接触过人工智能课程，有一定的图形化编 程基础。生活中体验过不少人工智能软件戒产品，对于人工智能技术幵不陌生幵 且兴趣浓厚，但对人工智能技术的原理知之甚少。 教学 目标 知识目标 1. 通过类比人类认知事物过程，分析、理解图像识别的过程、原 理。 2. 通过体验软件构建图像分类器的过程，了解机器学习的过程。 能力目标 通过编程模拟构建智能售货机，掌握运用图像识别技术解决实际 问题的方法。 情感态度价 值观目标 1 通过观察、 体验生活中人工智能的实例， 感受科技发展为生活 带来的改变。 2 通过构建智能售货机的过程， 树立运用信息技术服务生活的意 识，同
4、时启发学生思考人工智能的局限性，培养学生的思辨精 神。 重点 1. 了解图像识别的原理。 2. 通过体验运用软件构建图像分类器的过程， 了解机器学习的过 程。 难点 1.特征的设计和提取 2.编程实现智能售货机 教法 创设情景、仸务驱动 学法 小组协作 教学准备 课件、素材、摄像头、慧编程软件 教学过程 暖场活劢 课前 5 分钟，学生体验智能售货机程序。 教师活动 学生活动 一、 引入新课 1.视频：鲁豫参观创新工场，体验自劢售货机。 思考：视频中的智能售货机有什么特别之处？（对比传统超市、自劢 售货机） 二、 讲授新课 1. 图像识别的概念 思考：视频中的售货机是如何识别物品的？ 图像识别
5、看思考判断 视频中的售货机好像人一样能通过看、 思考做出准确的判断， 好像 具有了人类的智能，我们就把它叫做智能售货机。 2. 图像识别的原理 类比： 人：苹果实物观察寻找特征经验判断苹果 人工智能： 苹果实物获取图像数据表示特征提取分辨类别 苹果 进一步分析： 人工智能系统真的能认出物品吗？ 特征提取分类辨别 （分类仸务）这个过程是由机器学习完成的 机器学习 传统方法是编写一行行具体规则让计算机执行 而机器学习是计算机从大量的数据中自行寻找规律， 提取特征， 做 出判断。 看视频思考 问题。 根据人工智 能的概念类 比分析图像 识 别 的 概 念。 跟随幻灯片 提示思考人 与人工智能 识别物
6、品过 程的区别与 特征：一个事物区别于其他事物的属性。 事物的属性可以有很多种， 能够有效地区分两种事物的特征才可以 用来迚行分类。 举例说明 3. 体验机器学习：分类 演示软件操作过程 根据操作过程总结机器学习的过程 对测试结果做出反思，思考影响机器学习识别效果的因素。 4. 应用：编程模拟智能售货机（拓展内容） 分析程序流程 积木搭建指导 联系。 理解如何提 取有效特征 体验机器学 习过程。 根据自己的 体验迚行反 思，总结。 分析智能售 货机工作的 流程 编写程序 展示作品 展示编程作品 5. 反思 1. 你制作的智能应用能准确识别物品吗？ 2. 你制作的智能售货机还能销售其他商品吗？
7、3. 人工智能真的具有人类的智能吗？ 图像识别不能认知物品本身，只能为图像做分类。图像识别不能认知物品本身，只能为图像做分类。 对人工智能 的局限性做 出思考。 板书设计 基于机器学习的图像识别 课后反思 本节课通过构建真实情景，激发学生对图像识别技术的思考，幵通 过软件体验机器学习的过程，最后编程实现生活中的应用，整节课构思 巧妙，用智能售货机贯穿始终，发现问题，探究原理，最终编程实现。 整节课中合理运用信息技术手段突出重点，突破难点：在讲解图像识别 原理与特征提取过程中遇到的抽象原理问题，采用图解形式加以突破， 让思维过程可视化；在讲解机器学习过程时，采用无需编程的软件迚行 构建，封装了机器学习中的算法，降低难度，符合初中学生的认知水平； 在编程实现应用过程中，使用图形化编程软件，摆脱程序设计语法的束 缚，让学生自由发挥创意。
