资源简介

(共32张PPT)
第6单元 第2课
植物自动识别算法
（湘科版）五年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
使用技术进行生物识别时的社会责任感，尤其是对环境和生态保护的贡献，主动参与科技公益项目。
开发创意项目，利用数字化工具进行动植物识别的创新应用，激发创造力和批判性思维。
掌握动植物识别的基本算法原理，如图像处理、模式识别和机器学习等技术，能够设计和实现基础的识别算法。
理解和应用动植物识别技术的重要性，意识到信息技术在生物多样性研究和保护中的关键作用。
02
新知导入
活动背景
维护生态系统多样性是湿地保护的关键。对保护区里的动植物进行识别、追踪和记录是一项日常工作。在东洞庭湖自然保护区，可以看到很多国家级保护动物，甚至能见到许多濒危的鸟类，如白头鹤、大鸨、鸿雁、小额雁、青头潜鸭等。靠肉眼识别动植物需要丰富的经验，人工智能技术能帮助我们快速地完成此项任务。
02
新知导入
活动目标
1、体验使用程序识别动植物。
2、体验通过编程识别动植物。
3、了解智能识别的简单算法。
02
新知导入
03
新知讲解
一、使用程序识别动植物
自然界动植物种类众多，目前已发现100多万种动物和40多万种植物。识别这些动植物需要具备专业的知识背景和丰富的实践经验。不过，借助人工智能技术，普通人也能像专家一样识别这些动植物。
03
新知讲解
使用人工智能软件搜索图片或使用手机APP扫一扫，可以识别动植物种类。除此之外，人工智能还可以帮助我们识别其他物品，我们可以利用它来快速识别农作物病虫害，从而找到防治方法，提高产量。
信息链接
03
新知讲解
小明救治了一只受伤的小鸟，请使用图片搜索功能，帮助小明确定这只小鸟的名称。
探究实践
麻雀
03
新知讲解
智能识别的准确性受拍摄环境、拍摄质量和识别技术等因素影响，准确率很难达到100%。但随着技术的发展，其准确率也在不断提高。
03
新知讲解
二、体验通过编程识别动植物
编写程序，调用预先编制好的人工智能(AI)识别模块，可以实现简单的智能识别功能。
03
新知讲解
1、参考下列程序，通过编程实现图像智能识别。
探究实践
2、用动植物图片测试智能识别的准确性。
03
新知讲解
三、智能识别的简单算法
智能识别基本原理
与人类辨识物体的原理相似，人工智能也是通过辨识特征来识别物体的。在识别动植物前，需要先建立专家数据库，数据库中包含着大量已知动植物的分类特征数据。人工智能算法提取待识别动植物的特征信息，与专家数据库里的数据进行对比，从而实现自动识别。
03
新知讲解
智能识别基本过程我们可以用一个简单的算法模型来模拟实现自动识别这一过程。假如有一种树木分A、B两个亚种，它们的外观在“树高”和“树枝分杈的位置”上有明显区别，人们便可以根据这两个特征来区分A、B两种树。
03
新知讲解
1、首先由植物学家分别寻找一些A树和B树，测量树高和分叉位置高度，并做好标签，建立专家数据库。
03
新知讲解
2、用散点图表示专家数据库。
03
新知讲解
3、观测到一棵未知树，树高为5.1米，分叉位置高度为2.9米。
03
新知讲解
4、在图中画出该未知树对应的点。
03
新知讲解
5、以该点为中心画圆，圆圈中红点更多，判断未知树为B树。在这个过程中，判断可由计算机软件自动完成。
这个算法模型的基本思想可以理解为“物以类聚”，体现了人工智能自动识别的基本原理。但在实际应用中，人工智能相关识别算法要更加复杂。
04
课堂练习
一、选择题
1、人工智能识别动植物的第一步是？（ ）
A. 拍照上传 B. 建立专家数据库
C. 直接输出结果 D. 删除模糊图片
2、智能识别动植物时，以下哪个因素可能影响准确率？（ ）
A. 图片颜色鲜艳 B. 拍摄时手抖导致模糊
C. 动植物名称拼写正确 D. 使用电脑编程
3、专家数据库中存储的是？（ ）
A. 动植物的照片和视频 B. 已知动植物的分类特征数据
C. 用户个人信息 D. 天气预报数据
B
B
B
04
课堂练习
4、人工智能识别动植物的原理类似于？（ ）
A. 盲人摸象 B. 物以类聚
C. 刻舟求剑 D. 守株待兔
5、以下哪种技术不属于智能识别的应用？（ ）
A. 人脸识别解锁手机
B. 用APP识别植物种类
C. 用尺子测量书本长度
D. 识别农作物病虫害
二、判断题
1、人工智能识别动植物不需要提前学习任何数据。（ ）
×
B
C
04
课堂练习
三、操作题
用手机APP识别植物 。
步骤：
（1）在家长的帮助下，下载一个植物识别APP（如“形色”）。
（2）拍摄小区或公园里的一种植物，观察APP识别的结果。
（3）记录植物名称和主要特征，对比实际观察是否一致。
05
拓展延伸
人工智能应用于农业
利用人工智能图像识别和机器学习等技术，对农作物的生长状态和成熟度等特征进行分析，可以帮助农民管理农作物和控制农作物的品质。例如通过对水稻、小麦、玉米等主要粮食作物进行图像识别，可以及时发现和处理病虫害、营养缺乏、杂草生长等问题；通过对水果、蔬菜等经济作物进行图像识别，可以精准评估其成熟度、品质等指标。
05
拓展延伸
AI如何像侦探一样工作
人工智能就像聪明的侦探，它会仔细观察动植物的"特征密码"（如叶子的形状、花瓣数量），然后和"特征图书馆"（专家数据库）里的信息对比，快速找出正确答案。
05
拓展延伸
给动植物建"身份证"的专家数据库
专家数据库就像动植物的“超级户口本”，里面记录了每种植物的身高（树高）、发型（分叉位置）等特征。AI通过对比这些数据，就能知道它到底是谁。
05
拓展延伸
程序识别动植物的“三步魔法”
第一步拍照上传 （输入图片），第二步拆解特征 （分析叶脉、花瓣数量），第三步翻查答案库 （对比专家数据库），最后像魔法一样跳出植物名称！
05
拓展延伸
给电脑装“动植物眼睛”——图像识别原理
电脑的“眼睛”其实是摄像头+数学公式！它会将图片分割成无数小格子，计算每个格子的颜色深浅、线条方向，就像用乐高积木拼出动植物轮廓。
06
课堂总结
1
引入新知内容
植物自动识别算法
2
使用程序识别动植物
3
体验通过编程识别动植物
4
智能识别的简单算法
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
07
板书设计
植物自动识别算法
1、进行新知引入
2、使用程序识别动植物
3、体验通过编程识别动植物
4、智能识别的简单算法
5、进行知识拓展
课后作业。
1、上网查找有关机器学习的资料，了解什么是机器学习。
08
课后作业
1、下列说法错误的是（ ）。
A、人工智能识别可以做到完全准确
B、实现人工智能识别需要建立专家数据库
C、人工智能识别动植物的准确率会受拍摄环境影响
2、上网查找有关机器学习的资料，了解什么是机器学习。
A
机器学习就像教电脑“自己学习”的一种方法。就像你学认水果一样！妈妈给你看苹果、香蕉的图片，告诉你名字。你多看几次后，去超市看到真的苹果，马上就能认出来啦！机器学习就是让电脑像你一样，通过“例子”和“练习”变聪明哦！
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