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第2.4课《人脸识别再思考——人脸识别的优势与挑战》教学设计
课题 人脸识别再思考——人脸识别的优势与挑战 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：能够了解人脸识别技术的优势与不足，认识到人脸识别技术面对的挑战。计算思维：学习用编程软件上的人脸识别项目测试机器在各种情况下的识别效果，并规范使用人脸识别技术。数字化学习与创新：利用编程软件上的人脸识别项目测试机器在各种情况下的识别效果，并思考人脸识别技术是否真的实现智能识别。信息社会责任：理解并尊重同学的隐私，学会安全地收集和处理敏感数据（如人脸），避免不当分享。
教学重点 能够了解人脸识别技术的优势与不足，认识到人脸识别技术面对的挑战。
教学难点 利用编程软件上的人脸识别项目测试机器在各种情况下的识别效果，并思考人脸识别技术是否真的实现智能识别。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第2.4课 《人脸识别再思考——人脸识别的优势与挑战》板书课题：如今，人脸识别技术在我们的生活中已随处可见，人们能感受到它的优势，同时也能感受到它存在许多局限性。在使用人脸识别的过程中你是否留意过这些问题 人脸识别技术虽然在某些领域做得很好，但不能直接以为它有百利而无一害，应该辩证地看待人脸识别这一技术。思考：每个人对人脸识别技术使用的利弊都有自己的看法。同学们，你有什么看法吗 和同学们一起分享一下吧!人脸识别技术的使用利大于弊。 这项技术为我们的生活带来了极大的便利，提高了效率，同时也增强了安全性。然而，它也存在一些潜在的弊端，如隐私问题和信息泄露的风险。人脸识别技术的优点包括： 便捷性 ：人脸识别技术无需携带任何物品，只需通过摄像头捕捉人脸图像即可进行认证，大大提高了使用的便利性 。安全性 ：人脸特征是每个人独特的标识，无法复制和伪造，因此具有很高的安全性。这对于保护个人财产和信息安全非常重要 。 实时性 ：人脸识别技术可以实时获取并比对人脸信息，实现快速认证，这在很多场景下都非常有用，比如门禁系统和支付认证 。广泛应用 ：人脸识别技术可以应用于各种场景，如门禁系统、支付认证、安全检查等，极大地提高了生活的便利性 。然而，人脸识别技术也存在一些缺点和风险： 隐私问题 ：人脸识别技术可能会侵犯个人隐私，例如在学校中使用人脸识别来监控学生的上课状态，可能会让学生感到被监视 。信息泄露风险 ：虽然现代技术的保密工作做得很好，但任何技术都有被滥用的可能，人脸识别技术也可能导致信息泄露 。 技术局限性 ：人脸识别技术对于相似度高的脸容易出现识别误差，这可能会导致一些不必要的麻烦和误解 。2.播放视频。 学习新知引入完成思考。观看教学视频。 用生活中的常见现象引入课堂。用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
新知讲解：板书课题：人脸识别技术的优势与不足 人脸识别技术确实给人们的生活带来了很大的方便，但也有人表达了不同的意见，认为人脸识别技术存在着一定的不足和风险，并不能完全取代其他方式。下面我们从优势和不足两个角度来辩证思考一下人脸识别技术。优势使用便捷 人脸识别正在替代钥匙、公交卡、身份证、银行卡等。人脸识别技术正迅速渗透人们日常生活和工作的方方面面，人们在生活的不同场景中都能感受到此项技术带来的便利，比如人脸识别锁比其他(如钥匙、指纹等)开锁方式便捷，直接把自己的脸对着门锁就能识别开门，交互方式更加简单，如图2.4.1所示。工作效率高人脸识别技术的工作效率高，能够 24 小时不间断工作，堪称“行业楷模”大幅度降低人力成本。例如火车站的检票通道，以往人工检票进站，审核往往需要十几秒，自从开设“刷脸进站”通道后,“刷脸”验票仅需三秒，既节省了人力，又缓解了安检客流压力，如图 2.4.2 所示。识记容量大 随着人脸识别算法的不断迭代优化，人脸识别所能识记的数据越来越多数据检索能力的精准度越来越高。现阶段已实现在毫秒级时间内便可完成千万级人脸识记任务及检索任务。而这个功能对于社会治安有很大的帮助，比如寻找失踪人口，因为所识记的人脸数据足够大，只要将失踪人员照片添加到数据库中，实时进行人脸数据信息比对，一旦发现其踪迹，可及时向相关人员发出通知。受多种因素影响人脸识别准确率受多种因素的影响，现有的人脸识别系统在比较理想的情况下可以取得令人满意的结果，但如果在采集条件被干扰的情况下，识别准确率将陡然下降。没有拓展能力和想象虽然人脸识别技术在一定程度上可以代替人类做一些工作，但是它也有工作局限性，比如没有拓展能力和想象力，数据以外的情况它都暂时无法处理比如利用人脸识别技术对楼道人流量进行实时监测，当人流量超过容纳量时可能会发生安全隐患，便发出警报，但是当行人有秩序地进入楼道不拥挤、不打闹时，通常并不会产生安全隐患，由于机器没有办法进行分析，所以就会出现发出虚假警报的情况。课堂活动同学们，以小组为单位，用编程软件上的人脸识别项目测试机器在各种情况下的识别效果，并思考人脸识别技术是否真的实现智能识别。(1)在参与者没有任何伪装的情况下，机器辨脸识人的效果。(2)在参与者戴上帽子、粘上胡子的情况下，机器辨脸识人的效果。(3)在参与者化妆的情况下，机器辨脸识人的效果。(4)在参与者没有任何伪装的情况下，摄像头从不同角度采集人脸机器辨脸识人的效果。实验场景：1. 无伪装情况下的识别效果： - 参与者无需任何伪装，直接面对摄像头。 - 记录机器的识别准确率和时间。2. 佩戴帽子和粘胡子情况下的识别效果： - 参与者佩戴不同类型的帽子，并在脸部粘上胡子。 - 观察机器的识别准确率是否下降，记录结果。3. 参与者化妆的情况下，机器辨脸识人的效果- 实验目的：测试人脸识别系统在化妆情况下的表现。- 预期结果：化妆可能会改变面部特征的显著性，导致识别率下降。- 建议：可以选择不同程度的化妆（如淡妆、浓妆）进行测试，分析化妆对识别效果的影响。 4. 参与者没有任何伪装的情况下，摄像头从不同角度采集人脸机器辨脸识人的效果。- 实验目的：评估人脸识别系统在不同角度下的识别能力。- 预期结果：识别率可能会因角度变化而有所不同，尤其是侧脸或极端角度。- 建议：记录不同角度（如正面、侧面、仰视、俯视）的识别结果，并分析角度对识别效果的影响。人脸识别技术面对的挑战 人脸识别应用在提升身份认证便捷和效率的同时，也给个人隐私和数据安全带来了巨大的挑战。数据泄露隐患作为身份验证手段，人脸识别技术存在一定的先天缺陷，相对于指纹、虹膜、声纹、基因等其他用于身份识别的生物信息，人脸暴露度较高，更容易实现被动采集，这意味着人脸信息的数据更容易被窃取，不仅可能侵犯个人隐私，还会带来财产损失，甚至大规模的数据库泄露还会对一个族群或国家带来安全风险。比如某些唯利是图者会将泄露的人脸信息进行倒卖，给不法分子提供行骗牟利的机会，一旦账号信息和人脸特征同时外泄，利用人脸识别技术将财产转移并非杞人忧天。除此之外，还有可能在不知情的情况下，将自己的人脸信息与各种数据标签进行了关联，让他人“有机可乘”。例如，一些爱好测试类的应用很可能推出一些看似无害的小程序并与人脸识别相结合，把收集到的用户人脸信息和兴趣标签打包出售给商家，当你走进一家商场时，售货员可能从监视摄像头中就能看到你的喜好，对你进行针对性营销活动，如图2.4.3 所示。安全隐患2019年美国某人工智能公司测试团队在荷兰最大的机场史基浦机场利用手机屏幕上的一张照片骗过了自助登机终端，引起了人们对人脸识别准确性和安全性的关注。随着 3D 打印技术的成熟，通过高仿人脸模型来进行破解人脸识别系统已不足为奇，美国北卡罗来纳大学做了一个人脸识别系统的测试，通过人工照片建造了一个人脸 3D模型，竟然有八成的概率可以完成验证，也就是说一些别有用心的犯罪分子可以通过该技术获得他们想要的信息。当前，即时通讯类社交媒体走进千家万户，抖音、快手、小红书、微信朋友圈等更是成为当下“网民”分享生活的重要途径，深受人们的喜爱。据统计，社交网络的用户每天会分享大量照片。在网络上随意发布的照片信息十分容易被追踪，因此，在社交平台上意外泄露数据逐渐成为信息泄露的一大风险隐患，在个人社交媒体上分享的生活照、传递的信息及发布的图片很有可能就成为黑客手中的工具，对单位、企业及个人的敏感信息造成严重威胁。对此，应注意不在网上“晒”隐私类信息，如出生日期、火车票、飞机票个人位置、度假计划、照片及姓名、工作相关信息等。如果发现个人信息已经被泄露，可以向互联网管理部门、工商部门等行业管理部门和相关机构投诉举报。在网络中时常游走着各种黑客，网络时刻都存在可能被攻击的风险。德国纽伦堡大学曾发表过一篇论文称技术上已经实现了可以远程模拟别人的人脸来进行身份的验证，换句话来说，黑客可以不借助用户本身的人脸就完成身份验证。所以很多时候，便捷性与安全性是有代价的，人脸识别技术给人们带来便捷的同时，也会在安全性能上带来新的挑战。课堂活动同学们，请你查阅相关资料，说一说人脸识别技术在使用过程中还有哪些隐患，并和同学们分享讨论。1. 隐私问题：人脸识别技术涉及到个人生物特征的采集和存储，可能导致个人隐私泄露。如果这些数据被不当使用或泄露，可能会对个人造成严重影响。2. 数据安全：人脸数据一旦被黑客获取，可能被用于身份盗窃、欺诈等犯罪活动。与传统密码不同，人脸数据无法更改，一旦泄露后果严重。3. 误识别和偏见：人脸识别技术的准确性受到多种因素的影响，包括光线、角度、种族等。研究表明，某些人脸识别系统在识别不同种族或性别的人时，可能存在偏见，导致误识别的情况。4. 监控滥用：在公共场所广泛使用人脸识别技术可能导致过度监控，侵犯个人自由和权利。例如，政府或企业可能利用该技术进行不当监控，限制公民的言论自由和行动自由。5. 法律和伦理问题：人脸识别技术的使用在法律上仍存在许多不明确的地方。如何合理合法地使用该技术，以及如何保护个人权利，仍需进一步探讨和完善相关法律法规。6. 心理影响：人们在被监控的环境中可能会感到不安和焦虑，影响心理健康和社会行为。三、安全防范有效防范人脸识别技术可能带来的风险需要每一个人的努力，在此有几点倡议，如图 2.4.4 所示。四、实践为了让人脸识别技术更好地服务人类，同学们还有哪些提议呢 请把你的提议写在下页空白方框内，并与同学们进行分享交流。为了让人脸识别技术更好地服务人类，我有以下几点提议：1. 隐私保护：在使用人脸识别技术时，必须严格遵循隐私保护法规，确保用户的个人信息不被滥用。可以引入数据加密和匿名化技术，保护用户的身份信息。2. 透明度：相关机构和公司应向公众透明化人脸识别技术的使用场景和目的，让用户了解他们的数据如何被收集和使用，增强公众信任。3. 公平性：加强算法的公平性研究，确保人脸识别技术在不同性别、种族和年龄群体中表现一致，避免偏见和歧视。4. 用户选择权：用户应有权选择是否使用人脸识别技术，并能够随时撤回同意。提供明确的选项，让用户自主决定。5. 应用场景优化：在人脸识别技术的应用场景中，优先考虑公共安全、医疗健康等对人类生活有积极影响的领域，避免在不必要的场合使用。6. 技术教育：加强对人脸识别技术的公众教育，提高人们对该技术的理解和认知，帮助他们更好地保护自己的隐私。7. 跨国合作：推动国际的合作与交流，共同制定人脸识别技术的伦理标准和使用规范，确保技术的健康发展。五、拓展延伸规范使用人脸识别技术问：人脸识别技术使用规范，现阶段有什么进展吗 答：有的。《中华人民共和国个人信息保护法》以下简称《中华人民共和国个人信息保护法》)对处理包括人脸等个人生物特征在内的敏感个人信息做出了专门规定:“只有在具有特定的目的和充分的必要性，并采取严格保护措施的情形下，个人信息处理者方可处理敏感个人信息。”问：关于人脸识别技术的使用还说了哪些内容呢 答：《中华人民共和国个人信息保护法》还规定:“针对小型个人信息处理者、处理敏感个人信息以及人脸识别、人工智能等新技术、新应用，制定专门的个人信息保护规则、标准。”有了相关法律进行规范，相信未来关于此类人工智能技术的使用会越来越安全!人脸识别技术确实在我们的生活中越来越普遍，带来了许多便利，比如提高安全性、简化身份验证等。然而，它也存在一些局限性和潜在问题，值得我们深入思考。优势：1. 便利性：人脸识别可以快速完成身份验证，减少排队时间，提升用户体验。2. 安全性：在安防领域，人脸识别可以帮助识别可疑人员，增强公共安全。3. 自动化：在一些行业中，人脸识别可以实现自动化管理，提高工作效率。局限性与问题：1. 隐私问题：人脸识别技术可能会侵犯个人隐私，尤其是在没有用户同意的情况下收集和存储面部数据。2. 误识率：技术并非完美，可能会出现误识别，导致无辜者受到不公正对待。3. 偏见与歧视：一些研究表明，人脸识别系统在不同种族和性别上的识别准确率存在差异，可能加剧社会不平等。4. 数据安全：存储的人脸数据如果被黑客攻击，可能导致个人信息泄露，带来严重后果。辩证看待：在使用人脸识别技术时，我们应当保持理性和批判的态度。虽然它在某些领域表现出色，但我们也不能忽视其潜在的风险和局限性。应加强对技术的监管，确保其在合法合规的框架内使用，同时保护个人隐私和数据安全。总之，人脸识别技术是一把双刃剑，我们需要在享受其带来的便利的同时，认真对待其可能带来的问题，推动技术的健康发展。六、活动日志 活动日志 班级：XX姓名：XX活动名称人脸识别再思考——人脸识别的优势与挑战活动环节1口 2口 3口 4口（在对应环节画V）活动完成内容人脸识别技术实现智能识别活动完成度口口口口口口口口口(100%)活动小结问题与反思：项目做得不完善改进的方法：多练习或者询问老师和同学诀窍 学习人脸识别技术的优势与不足学习人脸识别设计的优势完成课堂活动。完成课堂活动。让同学们进行实践学习规范使用人脸识别技术完成活动日志记录。 初步学习从优势和不足两个角度来辩证思考一下人脸识别技术培养人脸识别设计能力，引导学生们在生活的不同场景中都能感受到此项技术带来的便利，加深对本课知识内容的理解和掌握。进行课题练习，引导学生进行举一反三和实际问题的解决，考查学生的知识学习落地能力。进行课题练习，引导学生进行举一反三和实际问题的解决，考查学生的知识学习落地能力。培养同学们的动手能力，引导学生们学习让人脸识别技术更好地服务人类，加深对本课知识内容的理解和掌握。培养人脸识别设计能力，引导学生们在生活中能规范使用人脸识别技术，加深对本课知识内容的理解和掌握。将本课学习情况进行总结。
课堂小结 人脸识别再思考——人脸识别的优势与挑战1、引入新知内容2、学习人脸识别技术的优势与不足3、学习人脸识别技术面对的挑战4、完成课题练习5、进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 在本节课完成后，想一想，还有什么能在生活的不同场景中都能感受到此项技术带来的便利呢？请同学们在小组内讨论一下，人脸识别技术给人们带来便捷的同时，会在安全性能上带来什么新的挑战？ 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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