教學設計-走進人工智能-鄭艷鵬

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課 題走進人工智能人臉識別探密學 校北京市五十六中學授課教師鄭艷鵬日期2018-11-1課 型新授課授課班級初一3班課時1課時前期分析教學內(nèi)容本部分內(nèi)容是兩節(jié)課完成工智能的初步探究課。在第一節(jié)課中，通過學生已經(jīng)分享了一些人工智能的生活應用場景，通過體驗逐步分析出了電腦進行人臉識別的流程。本節(jié)課圍繞“人臉識別的程序?qū)崿F(xiàn)”這一流程，按步驟引導學生探究人臉識別這一應用背后的程序代碼，激發(fā)學生學習程序設計的興趣。在帶領(lǐng)學生分析人臉識別流程中的數(shù)據(jù)類型，引導學生學習python知識數(shù)組。學情分析學生具備學習、探究人工智能技術(shù)的生活基礎(chǔ)，部分同學在生活當中接觸并使用過人工智能產(chǎn)品

2、。學生對于人工智能應用有著較高的體驗熱情，但對于探究應用背后的設計原理和程序代碼實現(xiàn)過程缺乏扎實的知識儲備和深入思考的積極性。初一學生部分學生接觸過圖形化編程，但學生對于程序設計的理解仍舊停留在鼠標拖拽實現(xiàn)功能的階段，對于拖拽行為背后的程序?qū)崿F(xiàn)沒有過多的探究。學生對于Python程序設計語言的基本格式、簡單函數(shù)、time模塊的導入有了基本的了解，目前尚不具備分析程序代碼的能力，因此，教學中的代碼分析會弱化數(shù)值庫的內(nèi)涵概念，只圍繞人臉識別的代碼解讀相關(guān)簡單語句。學生編寫程序代碼具有一定的難度，所以課堂中以程序填空的形式進行，旨在引導學生體驗程序運行過程，用運行結(jié)果驗證知識。教學目標1. 通過分析

3、人臉識別的程序代碼，理解機器進行人臉識別的過程了解人臉面部特征數(shù)字化的過程2. 通過查看變量存儲內(nèi)容，了解圖片數(shù)字化、人臉特征數(shù)字化的過程。3. 通過編寫、修改并運行代碼，掌握使用Python語言定義數(shù)組的方法，會進行數(shù)組元素統(tǒng)計和調(diào)用4. 經(jīng)過逐層深入的分析機器識別人臉的過程，形成逐步解決問題的方法5. 通過程序代碼分析，明確信息技術(shù)學習的重要性，了解信息技術(shù)與人工智能的關(guān)聯(lián)，提升學習興趣教學重點人臉識別的程序代碼體驗數(shù)組的創(chuàng)建及元素統(tǒng)計、獲取教學難點人臉識別的代碼分析教學方法演示法、講授法、練習法教學環(huán)境計算機教室、特征空間學習平臺教學準備1. PPT課件（包括通過“騰訊AI”獲取的面部特

4、征點圖像）2. 人臉識別體驗系統(tǒng)（特征空間學習平臺）3. 在線練習、檢測、即時反饋題（特征空間學習平臺）教學過程教學階段教學過程設計意圖時間安排教師活動學生活動組織教學請同學們調(diào)整狀態(tài)，提示學生重新進入課程。回顧人臉識別的過程，逐漸安靜后進入上課狀態(tài)。 課前準備課前導入如何走“進”人工智能？展示“人臉識別系統(tǒng).gif”動圖思考“近”與“進”的區(qū)別，預測本節(jié)課所學。觀看圖片，體現(xiàn)人臉識別的機器實現(xiàn)過程展示并明確本節(jié)課的學習主題2人臉識別流程輸入圖像一張照片作為“輸入圖像”，在程序當中如何存儲的？程序如何實現(xiàn)輸入圖像？登錄“學習平臺”，分析代碼當中“輸入圖像”的存儲變量，打印變量內(nèi)容提問：觀察 “

5、輸入圖像”變量內(nèi)容，在生活中找一個與之相似的事物思考并回答問題。讀程序代碼，觀看變量存儲內(nèi)容。思考并回答問題學生帶著問題讀程序代碼，更有針對性，激發(fā)學生探究的欲望。觀看變量輸出結(jié)果，引導學生將數(shù)據(jù)與生活相結(jié)合，幫助學生理解圖片數(shù)字化的概念。3技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化后的照片信息，稱之為數(shù)組。數(shù)值庫的導入：類比time模塊的導入數(shù)組的定義：類比time.sleep（）函數(shù)的應用遷移舊知，掌握導入數(shù)值庫，創(chuàng)建數(shù)組的方法。依照np.array()函數(shù)體規(guī)則給數(shù)組添加標點。通過已學知識的遷移，幫助學生掌握導入數(shù)值庫、創(chuàng)建數(shù)組的方法。4動手實踐登錄學習平臺，完成練習1：創(chuàng)建如圖所示的數(shù)組登錄平臺，進入課程后，完成

6、課堂練習1鞏固所學知識，體驗數(shù)組的代碼實現(xiàn)過程3人臉識別流程特征抽取動畫展示人臉掃描后的特征點圖片Q：要檢測的人臉圖片以數(shù)字的形式存于變量當中，特征點在程序中如何存儲？登錄“學習平臺”，分析代碼當中特征碼存儲變量，打印變量內(nèi)容觀看動畫展示思考、交流讀程序代碼，觀看變量存儲內(nèi)容。觀看變量輸出結(jié)果，引導學生將數(shù)據(jù)與生活相結(jié)合，幫助學生理解特征點數(shù)字化的概念。4技術(shù)實現(xiàn)Q：這個特征點變量當中存儲了多少了特征點的信息？數(shù)組元素統(tǒng)計一維數(shù)組：len()函數(shù)二維數(shù)組：數(shù)組名.size思考、交流類比之前所學函數(shù)的應用，交流len()函數(shù)的用法。根據(jù)英文意思記憶代碼拼寫通過已學知識的遷移，幫助學生掌握數(shù)組元素

7、統(tǒng)計的基本操作3動手實踐登錄學習平臺，完成練習2：將代碼補充完成，輸出數(shù)組的數(shù)據(jù)元素個數(shù)登錄平臺，完成課堂練習2鞏固所學知識，體驗數(shù)組的代碼實現(xiàn)過程2人臉識別流程特征比對展示兩張?zhí)卣鼽c圖和數(shù)字化片斷Q：如何確定這兩張臉是不是同一個人？登錄“學習平臺”，分析特征比對代碼觀看圖片和數(shù)字編碼思考、交流讀程序代碼，理解特征比對過程引導學生分析數(shù)據(jù)比對過程，理解信息數(shù)字化的優(yōu)勢。5技術(shù)實現(xiàn)Q：特征點的比對，需要提取數(shù)組中的某一個元素，如何實現(xiàn)？數(shù)組元素調(diào)用一維數(shù)組：數(shù)組名索引號 二維數(shù)組：數(shù)組名行號，列號索引號與自然序號的關(guān)系思考理解、記憶幾名同學排隊，展示索引號牌通過同學參與展示，幫助學生理解索引號與

8、自然序號的關(guān)系，并強化記憶5動手實踐登錄學習平臺，完成練習3：將代碼補充完整，輸出數(shù)組當中的指定元素登錄平臺，完成課堂練習3鞏固所學知識，引導學生觀察程序運行結(jié)果驗證知識2人臉識別流程輸出分析代碼展示人臉識別結(jié)果觀看識別結(jié)果體會數(shù)字化信息與圖片信息的轉(zhuǎn)換過程以直觀的人臉識別結(jié)果，引導學生理解數(shù)字化的過程2課堂小結(jié)看流程圖，回顧總結(jié)，補充表格內(nèi)容基本操作實現(xiàn)方法導入數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建數(shù)組統(tǒng)計數(shù)組元素調(diào)用數(shù)組元素看流程圖，結(jié)合所學，完成表格的填寫回顧重點，強化理解記憶。5自我檢測1.特征點數(shù)字化2.導入數(shù)值庫numpy3.創(chuàng)建數(shù)組4.數(shù)組元素統(tǒng)計5.數(shù)組元素調(diào)用登錄學習網(wǎng)站，完成自測題。鞏固所學，自我檢測。5評價1. 根據(jù)學生課上聽講、交流情況進行評價。2. 根據(jù)學生在學習網(wǎng)站上完成課堂練習的情況進行評價。3. 根據(jù)學生完成自測題情況進行評價。4