項(xiàng)目九第四課時(shí)評(píng)估手寫識(shí)別模型并開展應(yīng)用++課件【知識(shí)精講精研】滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1

項(xiàng)目九第四課時(shí)評(píng)估手寫識(shí)別模型并開展應(yīng)用項(xiàng)目九了解手寫數(shù)字識(shí)別教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)準(zhǔn)備手寫數(shù)字識(shí)別教學(xué)人工智能的應(yīng)用與挑戰(zhàn)課后作業(yè)：探究無人駕駛汽車的倫理問題01項(xiàng)目九了解手寫數(shù)字識(shí)別人工智能是近年來快速發(fā)展的技術(shù)之一，它已經(jīng)在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在本項(xiàng)目中，我們將通過手寫數(shù)字識(shí)別來體驗(yàn)人工智能的魅力。手寫數(shù)字識(shí)別是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)識(shí)別手寫數(shù)字，是人工智能的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。體驗(yàn)人工智能本課時(shí)將介紹如何評(píng)估手寫數(shù)字識(shí)別模型并開展應(yīng)用。我們將通過使用Python及其第三方工具進(jìn)行手寫數(shù)字識(shí)別學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)，了解人工智能解決問題的思想方法，促進(jìn)計(jì)算思維的形成與發(fā)展。第四課時(shí)評(píng)估手寫數(shù)字識(shí)別模型并開展應(yīng)用教材分析教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)：了解人工智能的作用和影響知識(shí)和技能：了解人工智能的作用和影響教學(xué)難點(diǎn)：了解人工智能的作用和影響02教學(xué)目標(biāo)知識(shí)和技能掌握手寫數(shù)字識(shí)別的基本原理和方法，了解如何評(píng)估模型的性能。了解人工智能技術(shù)在人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等領(lǐng)域的應(yīng)用及其對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。了解人工智能的基本概念、應(yīng)用范圍和發(fā)展趨勢(shì)。過程與方法通過實(shí)驗(yàn)和案例分析，掌握手寫數(shù)字識(shí)別模型的訓(xùn)練和評(píng)估方法。通過小組討論和角色扮演，探究無人駕駛汽車的倫理問題，培養(yǎng)批判性思維和解決問題的能力。通過項(xiàng)目實(shí)踐，體驗(yàn)人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和解決問題的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀培養(yǎng)對(duì)人工智能技術(shù)的興趣和好奇心，感受科技對(duì)人類社會(huì)的影響。認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的積極作用和潛在風(fēng)險(xiǎn)，形成正確的科技觀和價(jià)值觀。通過小組合作和角色扮演，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力，提升個(gè)人素養(yǎng)。03教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)理解人工智能的應(yīng)用與挑戰(zhàn)。人工智能在日常生活、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，解放了人們勞動(dòng)，提升了生活品質(zhì)。但人工智能也帶來就業(yè)結(jié)構(gòu)改變、侵犯?jìng)€(gè)人隱私等挑戰(zhàn)。人工智能技術(shù)發(fā)展迅速，但也存在風(fēng)險(xiǎn)，如被攻擊、學(xué)習(xí)算法或決策結(jié)果被破壞等。因此，如何保障個(gè)人隱私不被侵犯已寫入議事日程。了解手寫數(shù)字識(shí)別的核心技術(shù)——機(jī)器學(xué)習(xí)，感受人工智能技術(shù)。學(xué)生通過了解人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的含義、應(yīng)用及作用，提升對(duì)人工智能技術(shù)作用的認(rèn)識(shí)，發(fā)展信息社會(huì)責(zé)任。教學(xué)重點(diǎn)通過評(píng)估手寫數(shù)字識(shí)別模型并開展應(yīng)用，了解人工智能的作用和影響。學(xué)生通過使用Python及其第三方工具進(jìn)行手寫數(shù)字識(shí)別學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)，在完成項(xiàng)目的過程中了解人工智能解決問題的思想方法，促進(jìn)計(jì)算思維的形成與發(fā)展。理解人工智能的應(yīng)用與挑戰(zhàn)。如何讓學(xué)生理解人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及其帶來的社會(huì)影響和挑戰(zhàn)。通過Test集合評(píng)估出的正確率不一定等于現(xiàn)實(shí)情況中的正確率。這個(gè)概念比較抽象，學(xué)生可能難以理解。因此，需要通過實(shí)例或者模擬來幫助學(xué)生理解。手寫數(shù)字識(shí)別模型的評(píng)估方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)。這一部分涉及到一些專業(yè)知識(shí)和計(jì)算方法，對(duì)于初學(xué)者來說可能會(huì)有一定的難度?？梢酝ㄟ^演示或者講解的方式來幫助學(xué)生理解和掌握。教學(xué)難點(diǎn)04教學(xué)準(zhǔn)備訓(xùn)練樣本標(biāo)注訓(xùn)練樣本需要包含手寫數(shù)字的圖片，每張圖片上都有一個(gè)正確對(duì)應(yīng)的手寫數(shù)字。標(biāo)注員需要對(duì)每張圖片進(jìn)行標(biāo)注，即在手寫數(shù)字的周圍繪制一個(gè)矩形框，并標(biāo)注出手寫數(shù)字的數(shù)字。標(biāo)注的過程需要認(rèn)真仔細(xì)，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤。測(cè)試樣本標(biāo)注測(cè)試樣本也需要進(jìn)行標(biāo)注，但是與訓(xùn)練樣本不同的是，測(cè)試樣本的標(biāo)注結(jié)果不需要告訴模型。測(cè)試樣本的標(biāo)注目的是為了評(píng)估模型的性能，了解模型是否能夠正確識(shí)別手寫數(shù)字。教學(xué)準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集的劃分：為了防止模型在訓(xùn)練時(shí)過擬合，可以將訓(xùn)練樣本和測(cè)試樣本劃分為不同的數(shù)據(jù)集。通常將訓(xùn)練樣本劃分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，將測(cè)試樣本劃分為測(cè)試集。訓(xùn)練集用于訓(xùn)練模型，驗(yàn)證集用于調(diào)整模型的參數(shù)和防止過擬合，測(cè)試集用于評(píng)估模型的性能。除了識(shí)別率，還有泛化能力等指標(biāo)評(píng)價(jià)模型。評(píng)估手寫數(shù)字識(shí)別模型的性能時(shí)，除了識(shí)別率這個(gè)指標(biāo)外，還需要考慮模型的泛化能力。泛化能力是指模型在未見過的數(shù)據(jù)上表現(xiàn)出的性能。如果模型在未見過的數(shù)據(jù)上表現(xiàn)得很好，說明模型的泛化能力很強(qiáng)。通常使用交叉驗(yàn)證等方法來評(píng)估模型的泛化能力。手寫漢字識(shí)別應(yīng)用于郵件自動(dòng)分揀：除了手寫數(shù)字識(shí)別外，手寫漢字識(shí)別技術(shù)也可以應(yīng)用于郵件自動(dòng)分揀中。通過對(duì)手寫漢字的識(shí)別，可以將郵件自動(dòng)分類到不同的投遞路徑中，大大提高了郵件分揀的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，也可以將手寫的信件轉(zhuǎn)化為電子文檔，方便查詢和管理。圖像識(shí)別技術(shù)如人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛。教學(xué)準(zhǔn)備05手寫數(shù)字識(shí)別教學(xué)訓(xùn)練樣本標(biāo)注用于模型訓(xùn)練，測(cè)試樣本標(biāo)注用于評(píng)估模型在訓(xùn)練樣本標(biāo)注階段，需要選取一定數(shù)量的手寫數(shù)字圖像作為訓(xùn)練集，并由專業(yè)人士對(duì)這些圖像進(jìn)行標(biāo)注，給出每個(gè)圖像所代表的數(shù)字。這些標(biāo)注數(shù)據(jù)會(huì)被用于訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，使模型能夠自動(dòng)地對(duì)手寫數(shù)字圖像進(jìn)行分類。同時(shí)，還需要對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)行標(biāo)注，用于評(píng)估模型的識(shí)別正確率。除了識(shí)別率，還有泛化能力等指標(biāo)評(píng)價(jià)模型在評(píng)估模型時(shí)，除了考慮模型的識(shí)別正確率外，還需要考慮模型的泛化能力。泛化能力是指模型對(duì)于未見過的數(shù)據(jù)是否能夠進(jìn)行正確的分類。如果模型對(duì)于新數(shù)據(jù)不能夠進(jìn)行正確的分類，那么這個(gè)模型的泛化能力就比較差。因此，在教學(xué)過程中，需要強(qiáng)調(diào)如何提高模型的泛化能力。在教學(xué)過程中，還需要讓學(xué)生了解到Test集合評(píng)估出的正確率并不一定等于現(xiàn)實(shí)情況中的正確率。因?yàn)門est集合的數(shù)據(jù)可能和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的數(shù)據(jù)存在差異，所以需要在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)手寫數(shù)字識(shí)別模型進(jìn)行不斷的調(diào)整和優(yōu)化。Test集合評(píng)估出的正確率不一定等于現(xiàn)實(shí)情況中的正確率手寫數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，例如在郵政編碼、財(cái)務(wù)報(bào)表等領(lǐng)域的應(yīng)用，可以大大提高工作效率。在教學(xué)過程中，需要舉例說明手寫數(shù)字識(shí)別技術(shù)如何在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮作用。手寫數(shù)字識(shí)別應(yīng)用于郵政編碼、財(cái)務(wù)報(bào)表等，提升效率除了手寫數(shù)字識(shí)別外，手寫漢字識(shí)別也是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用。在教學(xué)過程中，可以介紹手寫漢字識(shí)別如何應(yīng)用于郵件自動(dòng)分揀等領(lǐng)域，以及如何提高手寫漢字識(shí)別的準(zhǔn)確率。手寫漢字識(shí)別應(yīng)用于郵件自動(dòng)分揀圖像識(shí)別技術(shù)除了手寫數(shù)字識(shí)別外，還有人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等應(yīng)用。這些應(yīng)用發(fā)展迅速，并且在日常生活中得到了廣泛應(yīng)用。在教學(xué)過程中，可以介紹這些應(yīng)用的原理和應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)強(qiáng)調(diào)人工智能技術(shù)在應(yīng)用過程中需要注意的問題和挑戰(zhàn)。圖像識(shí)別技術(shù)如人臉識(shí)別、指紋識(shí)別等發(fā)展迅速，應(yīng)用廣泛06人工智能的應(yīng)用與挑戰(zhàn)人工智能的應(yīng)用與挑戰(zhàn)人工智能的發(fā)展將改變?cè)S多傳統(tǒng)職業(yè)的工作方式，使得一些工作被自動(dòng)化取代。這可能導(dǎo)致一些職業(yè)領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)會(huì)減少，同時(shí)也會(huì)創(chuàng)造新的職業(yè)和行業(yè)。這種就業(yè)結(jié)構(gòu)的變化將需要人們重新學(xué)習(xí)和適應(yīng)新的技能，以適應(yīng)未來的工作市場(chǎng)。就業(yè)結(jié)構(gòu)改變?nèi)斯ぶ悄芗夹g(shù)需要大量的數(shù)據(jù)支持，這可能導(dǎo)致個(gè)人隱私受到侵犯。例如，一些社交媒體平臺(tái)和搜索引擎利用人工智能技術(shù)分析用戶的個(gè)人信息和行為，以提供更個(gè)性化的服務(wù)和廣告。這種行為可能會(huì)侵犯用戶的隱私權(quán)，同時(shí)也有可能被惡意利用，例如用于廣告欺詐或政治操縱。侵犯?jìng)€(gè)人隱私倫理和道德問題：人工智能技術(shù)的發(fā)展也帶來了一些倫理和道德問題。例如，在自動(dòng)駕駛汽車的情況下，如果車輛在無法避免事故的極端條件下，是應(yīng)該優(yōu)先保護(hù)車內(nèi)乘客還是優(yōu)先保護(hù)路上行人，這是一個(gè)涉及到倫理和道德的復(fù)雜問題。此外，人工智能技術(shù)也可能會(huì)被用于不道德的目的，例如用于監(jiān)控或操縱個(gè)人或群體?？傊?，人工智能技術(shù)的發(fā)展帶來了許多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們需要認(rèn)真考慮這些問題，并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣響?yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，以確保人工智能技術(shù)的發(fā)展能夠?yàn)槿祟悗砀嗟睦婧透ｌ?。人工智能的?yīng)用與挑戰(zhàn)07課后作業(yè)：探究無人駕駛汽車的倫理問題車輛安全與責(zé)任歸屬在無人駕駛過程中發(fā)生事故的情況下，責(zé)任的歸屬是一個(gè)重要的倫理問題。在這種情況下，是應(yīng)該追究制造商的責(zé)任，還是應(yīng)該追究車主或車內(nèi)乘客的責(zé)任。此外，如果車輛在無人駕駛過程中發(fā)生事故，是否應(yīng)該優(yōu)先考慮保護(hù)車內(nèi)乘客的生命安全，還是應(yīng)該優(yōu)先考慮保護(hù)路上行人的生命安全。個(gè)人隱私與數(shù)據(jù)安全無人駕駛汽車需要收集和處理大量的數(shù)據(jù)，包括車輛位置、速度、道路狀況、交通信號(hào)等等。這些數(shù)據(jù)涉及到個(gè)人隱私和公共安全問題。因此，無人駕駛汽車需要確保數(shù)據(jù)的安全性和保密性，以保護(hù)個(gè)人隱私和公共安全。課后作業(yè)：探究無人駕駛汽車的倫理問題無人駕駛汽車的引入可能會(huì)改變交通倫理和公平性。例如，如果無人駕駛汽車可以優(yōu)先保護(hù)車內(nèi)乘客的生命安全，那么對(duì)于其他道路使用者來說是否公平。此外，如果無人駕駛汽車的駕駛水平比人類更加優(yōu)秀，那么是否應(yīng)該取消駕駛員的責(zé)任和義務(wù)。這些問題涉及到交通倫理和公平性的問題。交通倫理與公平性政府需要制定明確的法規(guī)和政策來規(guī)范無人駕駛汽車的發(fā)展和使用。這些法規(guī)和政策應(yīng)該包括責(zé)任的歸屬、數(shù)據(jù)的安全性和保密性、交通倫理和公平性等方面的問題。此外，政府還需要設(shè)立監(jiān)管機(jī)構(gòu)來監(jiān)督無人駕駛汽車的研發(fā)、測(cè)試和使用過程。制定明確的法規(guī)和政策課后作業(yè)：探究無人駕駛汽車的倫理問題加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作無人駕駛汽車的技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作是解決倫理問題的關(guān)鍵。通過加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作，可以不斷提高無人駕駛汽車的駕駛水平和安全性，減少事故的