2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第四單元項(xiàng)目九《了解手寫數(shù)字識別-體驗(yàn)人工智能》說課稿

2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第四單元項(xiàng)目九《了解手寫數(shù)字識別——體驗(yàn)人工智能》說課稿學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第四單元項(xiàng)目九《了解手寫數(shù)字識別——體驗(yàn)人工智能》。

本節(jié)課將圍繞教材中的以下內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)：

1.手寫數(shù)字識別的基本概念與原理。

2.人工智能在手寫數(shù)字識別中的應(yīng)用。

3.使用Python編程語言實(shí)現(xiàn)簡單的手寫數(shù)字識別程序。

4.分析和評估手寫數(shù)字識別程序的準(zhǔn)確性。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.信息意識：培養(yǎng)學(xué)生主動獲取、分析手寫數(shù)字識別相關(guān)信息的能力，提高信息敏感度。

2.計(jì)算思維：通過學(xué)習(xí)手寫數(shù)字識別原理，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和抽象思維能力。

3.信息倫理：引導(dǎo)學(xué)生正確使用人工智能技術(shù)，關(guān)注其在社會中的應(yīng)用與影響，樹立正確的信息倫理觀念。

4.信息實(shí)踐：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用Python編程語言實(shí)現(xiàn)手寫數(shù)字識別程序，提高實(shí)際操作能力。學(xué)情分析本節(jié)課面對的學(xué)生是高中一年級的學(xué)生，他們在知識層面上已經(jīng)具備了一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，掌握了基本的計(jì)算機(jī)操作和編程知識。在能力方面，學(xué)生具備一定的邏輯思維能力和問題解決能力，但可能缺乏深入探究和實(shí)際應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在素質(zhì)方面，學(xué)生具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，樂于探索新知識。

然而，學(xué)生在行為習(xí)慣上可能存在一些問題。例如，部分學(xué)生在面對編程問題時，可能缺乏耐心和毅力，容易半途而廢。此外，學(xué)生在團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面可能也存在一定的問題，如溝通不暢、分工不明確等。

這些學(xué)情對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生了一定的影響。一方面，學(xué)生具備的知識和能力基礎(chǔ)有利于他們理解和掌握手寫數(shù)字識別的相關(guān)知識；另一方面，學(xué)生不良的行為習(xí)慣可能會影響他們的學(xué)習(xí)效果。因此，在教學(xué)過程中，需要關(guān)注學(xué)生的個體差異，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教學(xué)資源-軟件資源：Python編程環(huán)境、手寫數(shù)字識別相關(guān)庫（如TensorFlow、Keras）

-硬件資源：計(jì)算機(jī)、投影儀、白板

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)網(wǎng)教學(xué)平臺

-信息化資源：手寫數(shù)字識別教學(xué)案例、編程實(shí)例代碼

-教學(xué)手段：講授、演示、編程練習(xí)、小組討論、作品展示教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

1.同學(xué)們，大家好！今天我們將進(jìn)入一個新的項(xiàng)目學(xué)習(xí)——《了解手寫數(shù)字識別——體驗(yàn)人工智能》。

2.首先，我想請大家回憶一下，我們在前面的課程中學(xué)到了哪些關(guān)于信息技術(shù)的知識，以及人工智能的基本概念。

二、理論學(xué)習(xí)

1.現(xiàn)在，讓我們來了解手寫數(shù)字識別的基本概念和原理。請大家打開教材，翻到第X頁。

2.請一位同學(xué)朗讀教材中關(guān)于手寫數(shù)字識別的原理部分，其他同學(xué)注意聽講，并思考以下問題：

-手寫數(shù)字識別的核心技術(shù)是什么？

-人工智能在手寫數(shù)字識別中起到了什么作用？

三、案例分析

1.接下來，我們來看一個實(shí)際的手寫數(shù)字識別案例。請大家觀看大屏幕，我會展示一個簡單的手寫數(shù)字識別程序。

2.觀看過程中，請大家思考以下問題：

-這個程序是如何工作的？

-它是如何識別我們手寫的數(shù)字的？

四、編程實(shí)踐

1.現(xiàn)在，讓我們親自動手實(shí)踐一下。請大家打開計(jì)算機(jī)，啟動Python編程環(huán)境。

2.首先，我會給大家展示一段簡單的代碼，這段代碼將幫助我們實(shí)現(xiàn)一個簡單的手寫數(shù)字識別程序。

3.請大家按照我的步驟，逐行輸入代碼，并嘗試?yán)斫饷恳恍写a的作用。

4.輸入完成后，運(yùn)行程序，觀察程序是否能正確識別我們手寫的數(shù)字。

5.如果程序無法正確識別，請大家嘗試分析原因，并修改代碼。

五、小組討論

1.下面，請大家分成小組，每組討論以下問題：

-手寫數(shù)字識別程序在哪些方面可能存在問題？

-如何優(yōu)化程序，提高識別的準(zhǔn)確性？

2.每個小組選一位代表，匯報(bào)討論結(jié)果。

六、作品展示

1.現(xiàn)在，請大家展示一下自己的作品。每位同學(xué)都有機(jī)會展示自己的手寫數(shù)字識別程序。

2.展示過程中，請大家注意以下幾點(diǎn)：

-介紹程序的原理和功能。

-展示程序運(yùn)行效果。

-分享在編程過程中遇到的問題和解決方法。

七、總結(jié)反饋

1.經(jīng)過大家的努力，我們完成了手寫數(shù)字識別程序的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。現(xiàn)在，讓我們來總結(jié)一下本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

2.請大家依次回答以下問題：

-手寫數(shù)字識別的核心技術(shù)是什么？

-人工智能在手寫數(shù)字識別中起到了什么作用？

-你在編程實(shí)踐中遇到了哪些問題？是如何解決的？

3.根據(jù)大家的回答，我會給出反饋和建議，幫助大家更好地理解和掌握手寫數(shù)字識別的知識。

八、課后作業(yè)

1.為了鞏固本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，我給大家布置一項(xiàng)課后作業(yè)。

2.請大家嘗試編寫一個更復(fù)雜的手寫數(shù)字識別程序，要求如下：

-程序能識別更多的數(shù)字（如0-9）。

-程序具有一定的容錯性，能識別模糊不清的數(shù)字。

3.完成作業(yè)后，請將代碼和運(yùn)行結(jié)果截圖提交到課程平臺。

九、課堂結(jié)束語

1.同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了手寫數(shù)字識別的知識，體驗(yàn)了人工智能的神奇魅力。

2.希望大家能在課后繼續(xù)探索人工智能的奧秘，將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際生活中。

3.下節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)新的內(nèi)容，請大家提前預(yù)習(xí)，做好準(zhǔn)備。

4.最后，感謝大家的積極參與，祝大家學(xué)習(xí)愉快！拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《人工智能：一種現(xiàn)代的方法》

-《深度學(xué)習(xí)》

-《Python機(jī)器學(xué)習(xí)》

-《模式識別與機(jī)器學(xué)習(xí)》

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-探索手寫數(shù)字識別的其他算法，如支持向量機(jī)（SVM）、決策樹等。

-學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，了解其如何應(yīng)用于手寫數(shù)字識別。

-研究如何優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，提高手寫數(shù)字識別的準(zhǔn)確率。

-調(diào)查人工智能在手寫數(shù)字識別以外的其他應(yīng)用領(lǐng)域，如語音識別、圖像識別等。

-實(shí)踐編寫一個更復(fù)雜的手寫數(shù)字識別程序，嘗試識別更多樣化的手寫風(fēng)格和字體。

-學(xué)習(xí)如何使用TensorFlow或Keras等深度學(xué)習(xí)框架，實(shí)現(xiàn)更高級的手寫數(shù)字識別模型。

-分析手寫數(shù)字識別程序的性能，了解如何評估模型的準(zhǔn)確率、召回率和F1分?jǐn)?shù)。

-探究手寫數(shù)字識別中的數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，如歸一化、標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)增強(qiáng)。

-研究手寫數(shù)字識別中的過擬合和欠擬合問題，學(xué)習(xí)如何通過正則化、dropout等技術(shù)來解決。

-閱讀相關(guān)研究論文，了解手寫數(shù)字識別領(lǐng)域的最新研究成果和發(fā)展趨勢。

-參與在線編程社區(qū)，與其他學(xué)習(xí)者和專業(yè)人士交流手寫數(shù)字識別和人工智能的相關(guān)話題。

-嘗試將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，例如開發(fā)一個手寫筆記識別應(yīng)用或參與相關(guān)的開源項(xiàng)目。

-思考人工智能技術(shù)在社會中的倫理問題，探討如何確保人工智能的公平性和透明度。

-了解人工智能在教育和醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用，探討其對社會的影響和潛在挑戰(zhàn)。

-編寫一個關(guān)于手寫數(shù)字識別的小論文，總結(jié)所學(xué)知識和個人見解，提高學(xué)術(shù)寫作能力。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在本節(jié)課中，我嘗試引入實(shí)際案例來引導(dǎo)學(xué)生理解手寫數(shù)字識別的原理，通過案例分析，讓學(xué)生更加直觀地感受到人工智能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

2.我還采用了小組合作的學(xué)習(xí)方式，鼓勵學(xué)生在小組內(nèi)部分享編程經(jīng)驗(yàn)，這樣可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時也能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

（二）存在主要問題

1.在教學(xué)管理方面，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在小組討論時，部分學(xué)生參與度不高，討論效果不盡如人意。

2.在教學(xué)方法上，可能由于時間安排不夠合理，編程實(shí)踐環(huán)節(jié)略顯匆忙，導(dǎo)致部分學(xué)生無法在課堂內(nèi)完成實(shí)踐任務(wù)。

3.在教學(xué)評價(jià)方面，我意識到評價(jià)方式較為單一，主要依賴于學(xué)生的課堂表現(xiàn)和最終作品，未能充分考慮到學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的進(jìn)步和努力。

（三）改進(jìn)措施

1.針對小組討論參與度不高的問題，我計(jì)劃在未來的課程中，提前制定詳細(xì)的討論指南，確保每個小組成員都有明確的角色和任務(wù)，同時增加小組討論的時間，讓每個學(xué)生都有機(jī)會發(fā)言。

2.為了解決編程實(shí)踐環(huán)節(jié)時間不足的問題，我會調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，將編程實(shí)踐分解成多個小步驟，并在課前提供一些預(yù)備知識和示例代碼，幫助學(xué)生更好地準(zhǔn)備實(shí)踐環(huán)節(jié)。

3.對于教學(xué)評價(jià)的單一性問題，我打算引入過程性評價(jià)，通過觀察學(xué)生在編程實(shí)踐中的表現(xiàn)、收集學(xué)生的反思日志等方式，更全面地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。同時，我也會鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我評價(jià)和同伴評價(jià)，以促進(jìn)他們的自我認(rèn)知和自我提升。

在今后的教學(xué)中，我將繼續(xù)探索和實(shí)踐更多有效的教學(xué)方法，不斷