2023-2024學(xué)年高中信息技術(shù)必修一滬科版（2019）第四單元項(xiàng)目九《 了解手寫數(shù)字識(shí)別-體驗(yàn)人工智能》說課稿

2023-2024學(xué)年高中信息技術(shù)必修一滬科版（2019）第四單元項(xiàng)目九《了解手寫數(shù)字識(shí)別——體驗(yàn)人工智能》說課稿一、課程基本信息

1.課程名稱：高中信息技術(shù)必修一滬科版（2019）第四單元項(xiàng)目九《了解手寫數(shù)字識(shí)別——體驗(yàn)人工智能》

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年度第一學(xué)期第16周星期三第2節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.信息素養(yǎng)：培養(yǎng)學(xué)生利用信息技術(shù)解決問題的能力，通過手寫數(shù)字識(shí)別的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)信息處理和利用的興趣，增強(qiáng)信息意識(shí)。

2.計(jì)算思維：引導(dǎo)學(xué)生理解手寫數(shù)字識(shí)別的原理，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維分析問題、設(shè)計(jì)算法的能力，以及利用編程實(shí)現(xiàn)人工智能應(yīng)用的基本技能。

3.創(chuàng)新實(shí)踐：激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在掌握基本技能的基礎(chǔ)上，探索手寫數(shù)字識(shí)別的更多可能性，培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐和解決問題的能力。三、重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法

重點(diǎn)：

1.手寫數(shù)字識(shí)別的基本原理。

2.使用編程工具實(shí)現(xiàn)手寫數(shù)字識(shí)別的基本操作。

難點(diǎn)：

1.理解并應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)中的分類算法。

2.調(diào)試和優(yōu)化識(shí)別算法，提高識(shí)別準(zhǔn)確率。

解決辦法：

1.對(duì)于手寫數(shù)字識(shí)別的基本原理，通過多媒體教學(xué)展示識(shí)別過程，結(jié)合實(shí)際案例講解，使學(xué)生直觀理解其工作原理。

2.對(duì)于編程工具的使用，通過分步講解和演示，讓學(xué)生跟隨操作，逐步掌握編程技能。

3.針對(duì)分類算法的理解，采用類比和生活中的例子幫助學(xué)生理解，并通過小組討論加深認(rèn)識(shí)。

4.對(duì)于算法調(diào)試和優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，觀察不同參數(shù)對(duì)識(shí)別效果的影響，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)思維和問題解決能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生分享優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)，共同提高識(shí)別算法的性能。四、教學(xué)方法與手段

教學(xué)方法：

1.講授法：通過詳細(xì)講解手寫數(shù)字識(shí)別的原理和算法，為學(xué)生提供系統(tǒng)的知識(shí)架構(gòu)。

2.實(shí)驗(yàn)法：安排學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，使用編程工具完成手寫數(shù)字識(shí)別的編程任務(wù)，增強(qiáng)實(shí)際操作能力。

3.討論法：組織小組討論，讓學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)過程中的發(fā)現(xiàn)和問題，促進(jìn)思維碰撞和知識(shí)內(nèi)化。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：使用PPT和視頻資料，直觀展示手寫數(shù)字識(shí)別的過程和效果。

2.教學(xué)軟件：利用編程教學(xué)軟件，提供編程環(huán)境和示例代碼，幫助學(xué)生快速上手。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，查詢相關(guān)資料，拓展學(xué)習(xí)視野，提高自主學(xué)習(xí)能力。五、教學(xué)過程

一、導(dǎo)入新課

1.老師通過展示一些手寫數(shù)字的圖片，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考：這些數(shù)字是如何被計(jì)算機(jī)識(shí)別的呢？

2.學(xué)生觀察圖片，積極思考，嘗試回答問題。

二、新課講解

1.老師簡(jiǎn)要介紹手寫數(shù)字識(shí)別的基本原理，包括圖像預(yù)處理、特征提取、模型訓(xùn)練等步驟。

a.學(xué)生認(rèn)真聽講，理解手寫數(shù)字識(shí)別的基本原理。

2.老師詳細(xì)講解手寫數(shù)字識(shí)別的核心技術(shù)——卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）。

a.學(xué)生跟隨老師講解，了解CNN的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

3.老師通過案例演示，展示如何使用編程工具實(shí)現(xiàn)手寫數(shù)字識(shí)別。

a.學(xué)生觀察案例，了解編程工具的基本操作。

三、實(shí)驗(yàn)操作

1.老師為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境和示例代碼，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐。

a.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中輸入示例代碼，觀察程序運(yùn)行結(jié)果。

2.老師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以下操作：

a.學(xué)生調(diào)整示例代碼中的參數(shù)，觀察識(shí)別效果的變化。

b.學(xué)生嘗試優(yōu)化算法，提高識(shí)別準(zhǔn)確率。

3.老師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享實(shí)驗(yàn)過程中的發(fā)現(xiàn)和問題。

a.學(xué)生積極參與討論，提出自己的觀點(diǎn)和疑問。

四、課文主旨內(nèi)容探究

1.老師引導(dǎo)學(xué)生思考：手寫數(shù)字識(shí)別在實(shí)際生活中有哪些應(yīng)用？

a.學(xué)生結(jié)合實(shí)際，舉例說明手寫數(shù)字識(shí)別的應(yīng)用場(chǎng)景。

2.老師講解手寫數(shù)字識(shí)別在金融、醫(yī)療等領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

a.學(xué)生了解手寫數(shù)字識(shí)別在不同領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。

3.老師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論：如何將手寫數(shù)字識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目？

a.學(xué)生積極參與討論，提出自己的想法和方案。

五、課堂小結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課的主要知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)手寫數(shù)字識(shí)別的原理和應(yīng)用。

a.學(xué)生回顧所學(xué)內(nèi)容，鞏固知識(shí)點(diǎn)。

2.老師布置課后作業(yè)，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)內(nèi)容，完成一個(gè)手寫數(shù)字識(shí)別的小項(xiàng)目。

a.學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

六、拓展延伸

1.老師鼓勵(lì)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，了解人工智能領(lǐng)域的其他應(yīng)用。

a.學(xué)生自主查找資料，拓展學(xué)習(xí)視野。

2.老師組織學(xué)生參加人工智能相關(guān)的競(jìng)賽或活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

a.學(xué)生積極參與競(jìng)賽或活動(dòng)，提高自己的實(shí)際操作能力。

七、課后輔導(dǎo)

1.老師在課后為學(xué)生提供輔導(dǎo)，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題。

a.學(xué)生主動(dòng)請(qǐng)教老師，解決自己在實(shí)驗(yàn)中的困惑。

2.老師關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，及時(shí)給予指導(dǎo)和鼓勵(lì)。

a.學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，不斷提高自己的編程能力和問題解決能力。

八、課程總結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)成果，強(qiáng)調(diào)手寫數(shù)字識(shí)別在人工智能領(lǐng)域的重要性。

a.學(xué)生認(rèn)識(shí)到手寫數(shù)字識(shí)別在實(shí)際應(yīng)用中的價(jià)值。

2.老師鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)探索人工智能領(lǐng)域，為未來的科技發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

a.學(xué)生充滿信心，表示將繼續(xù)努力學(xué)習(xí)，為科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量。六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《人工智能基礎(chǔ)與應(yīng)用》

本書詳細(xì)介紹了人工智能的基本理論、技術(shù)和應(yīng)用，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、自然語言處理等內(nèi)容，有助于學(xué)生更深入地理解手寫數(shù)字識(shí)別背后的技術(shù)原理。

-《Python深度學(xué)習(xí)》

該書以Python編程語言為基礎(chǔ)，深入講解了深度學(xué)習(xí)的各種技術(shù)和算法，包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），適合對(duì)編程和深度學(xué)習(xí)有一定基礎(chǔ)的學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-《機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)戰(zhàn)》

本書通過實(shí)際案例教授機(jī)器學(xué)習(xí)的算法和應(yīng)用，包含大量代碼實(shí)現(xiàn)，適合學(xué)生在掌握了基本概念后，通過實(shí)踐加深對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)的理解。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-探索其他類型的圖像識(shí)別技術(shù)：除了手寫數(shù)字識(shí)別，還有許多其他的圖像識(shí)別技術(shù)，如人臉識(shí)別、物體識(shí)別等。學(xué)生可以查閱相關(guān)資料，了解這些技術(shù)的原理和應(yīng)用。

-研究不同種類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人工智能領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。學(xué)生可以學(xué)習(xí)不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）、生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）等，并了解它們?cè)趫D像識(shí)別、自然語言處理等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-分析機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)集：機(jī)器學(xué)習(xí)的性能很大程度上取決于數(shù)據(jù)的質(zhì)量。學(xué)生可以研究不同的數(shù)據(jù)集，了解如何收集和預(yù)處理數(shù)據(jù)，以及如何通過數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)提高模型的泛化能力。

-實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像分類器：學(xué)生可以嘗試使用Python和深度學(xué)習(xí)框架（如TensorFlow或PyTorch）實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像分類器，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中。

-參與在線課程和比賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的相關(guān)課程，如Coursera、edX上的機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)課程，以及參加Kaggle等平臺(tái)上的圖像識(shí)別比賽，以實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。

-創(chuàng)建個(gè)人項(xiàng)目：學(xué)生可以嘗試創(chuàng)建個(gè)人項(xiàng)目，如開發(fā)一個(gè)手寫數(shù)字識(shí)別的移動(dòng)應(yīng)用或Web服務(wù)，將所學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際的產(chǎn)品。

-閱讀學(xué)術(shù)論文：學(xué)生可以閱讀最新的學(xué)術(shù)論文，了解手寫數(shù)字識(shí)別和人工智能領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展，這有助于激發(fā)學(xué)生的研究興趣和創(chuàng)新思維。七、板書設(shè)計(jì)

1.手寫數(shù)字識(shí)別原理

①手寫數(shù)字識(shí)別流程：圖像采集→圖像預(yù)處理→特征提取→模型分類

②關(guān)鍵技術(shù)：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）

③識(shí)別效果優(yōu)化：參數(shù)調(diào)整、算法優(yōu)化

2.編程工具操作

①編程環(huán)境搭建：選擇合適的編程語言和開發(fā)工具

②示例代碼理解：理解示例代碼的結(jié)構(gòu)和功能

③代碼調(diào)試與優(yōu)化：通過修改代碼參數(shù)，優(yōu)化識(shí)別效果

3.實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景

①手寫數(shù)字識(shí)別在金融領(lǐng)域的應(yīng)用：支票識(shí)別

②手寫數(shù)字識(shí)別在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用：病歷識(shí)別

③手寫數(shù)字識(shí)別在教育與科研中的應(yīng)用：學(xué)生作業(yè)批改、數(shù)據(jù)采集與分析八、反思改進(jìn)措施

（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際操作能力。通過展示手寫數(shù)字識(shí)別在實(shí)際應(yīng)用中的場(chǎng)景，讓學(xué)生更加直觀地理解其作用和意義。

2.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。在實(shí)驗(yàn)操作和討論環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生相互交流、分享經(jīng)驗(yàn)，共同解決問題。

（二）存在主要問題

1.教學(xué)過程中，部分學(xué)生對(duì)編程知識(shí)掌握不足，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作困難，影響學(xué)習(xí)效果。

2.在教學(xué)組織方面，課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)時(shí)間安排不夠充分，學(xué)生參與度有待提高。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)方式較為單一，未能充分體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。

（三）改進(jìn)措施

1.針對(duì)編程知識(shí)掌握不足的問題，可以在課前為學(xué)生提供一些編程基礎(chǔ)教程，讓學(xué)生在課前自主預(yù)習(xí)。同時(shí)，在課堂上加強(qiáng)編程技能的培養(yǎng)，安排更多時(shí)間讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，提高編程能力。

2.為了提高學(xué)生的參與度，可以調(diào)整課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)的時(shí)間安排，確保每位學(xué)生都有機(jī)會(huì)發(fā)表自己的觀點(diǎn)。此外，可以引入更多互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，如小組競(jìng)賽、角色扮演等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.在教學(xué)評(píng)價(jià)方面，可以嘗試多元化評(píng)價(jià)方式，如課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、小組討論等。同時(shí)，關(guān)注學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上提出自己的見解和疑問，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

4.加強(qiáng)與企業(yè)