资源简介

第14课 识别面容添趣事——表情识别 教学设计
一、学习内容
本课是六年级下册第 4 单元《探秘智能机器人》最后一个子项目，学生通过编写程序实现表情识别，进一步理解人工智能技术在控制系统中的作用，感受表情识别在生活中的价值。要完成这个子项目，学生需要理解机器人识别表情的原理，学会使用人工智能算法来设计机器人与人互动时的对话和行为，使其能够根据识别到的表情做出人性化的响应。学生将学习如何通过观察表情特征、编写程序来识别不同的表情，并探讨表情识别技术在生活中的应用。
二、学习基础
六年级的学生已具备一定的图形化编程的基础，通过前面的学习也掌握了语音合成、机器翻译的工作原理，对使用人工智能技术编程解决实际问题的流程也很熟悉了，能够熟练登录平台，新建项目，编写简单的程序。同时学生对于表情识别可能不够了解，但是对于人脸识别在生活中的应用还是有经验的，对于智能技术背后的原理有着很强的求知欲，也喜欢这样新鲜有挑战的课堂活动，需要在老师的引导和帮助下进一步学习。
三、问题梳理
1． 素养问题
l 什么是表情识别？
l 表情识别是如何实现的？
l 表情识别有什么价值？
2．项目问题
l 你知道现在有哪些场合用到表情识别？
l 程序实现表情识别的基本过程是怎样的？
l 程序实现表情识别用到哪个人工智能模块？
l 如何编写程序识别表情，并做出预测？
四、学习目标与重难点
1． 学习目标
(1)项目目标
编写程序，让机器人实现表情识别。
（2）素养目标
认识到表情识别普遍存在于日常生活中，了解表情识别在生活中的价值。
2． 学习重点和难点
(1)学习重点
编写表情识别程序，理解表情识别在智能控制系统中的作用。
(2)学习难点
理解表情识别的工作原理。
五、学习策略
本课以面容识别为活动主题，通过问题探究、项目准备、方案实施、展示评价等环节，结合人工智能的表情识别技术，针对六年级小学生学习特点，设计了技术赋能的智能互动教学内容，利用腾讯扣叮平台智能实验室，编程实现机器人表情识别。本课的学习活动可以围绕下环节展开。
六、环境与资源
1 ．教学平台： 支持表情识别功能的程序编写平台、信息科技教学应用平台
2 ．硬件准备： 学生机连接好摄像头、音箱(耳麦)
3 ．资源准备： 教学课件、微视频等学习资源
七、学习评价
本课采用过程性评价和总结性评价相结合的方式。在探究机器人如何识别表情的过程中使用学习平台记录下学生探究的过程，邀请学生说一说自己探究的想法与结论，并且及时给予评价反馈。最后学生通过交流展示实现对本节课的学习进行自我评价。
八、学习过程
(一)创设情境，引出问题
1．观看视频
观看老师播放的机器人识别表情的视频，了解机器人如何通过表情识别与人互动，进入学习情境。
2．引出问题
思考老师提出的问题： “机器人如何快速识别出人的表情的？” “识别表情有什么作用？”
【设计意图：通过观看视频，创设表情识别的学习情境，直观的体验激发学生对表情识别技术的好奇心，为后续学习打下基础。】
(二)明确主题，制定方案
1 ．观察表情，分析高兴与悲伤两种表情的特征。
观看 QQ 表情包图片，我们可以很轻松地判断出是什么表情。那对于人们真实的表情，如何判断他是什么情绪呢？仔细观察，完成老师在讯飞平台发送的第 1 个活动“观察表情特征”，了解人类是如何识别表情的。
【学习支持】：需要教师通过讯飞平台发送交互活动 1 选词填空，学生拖动答案至合适的位置。教师统计汇总，查看学生完成情况。
【设计意图】：通过观察不同表情的图片，记录和比较表情特征，如眼睛、嘴巴的形状变化，培养学生的观察力和细节分析能力，为后续编程识别表情打下基础。
2 ．分组讨论，机器人是如何识别表情？
对比人识别表情的过程，想一想机器人是如何识别表情的？讨论后将答案填写在老师下发的活动 2 选词填空中。
【学习支持】：需要教师通过讯飞平台发送交互活动 2，学生选择正确答案完成填空。
【设计意图】：帮助学生建立起表情识别技术的基本框架，理解技术背后的原理。
3 ．制订项目实施方案
在了解了机器人是如何识别表情之后 ，制订一个简单的程序设计方案，包括所需设备和步骤。
项目实施流程：过程分析编程实现程序测试
【设计意图】：培养学生的创新思维和问题解决能力，让学生将理论知识应用于实践。提高学生解决问题的能力。
(三)自主探究，编写表情识别程序
1 ．探究迎宾机器人实现表情识别的过程。
(1)打开教师提供的程序，运行体验机器人识别表情的过程，完成活动 3 中的连线题。
(2)说一说在表情识别的过程中，需要哪些设备和人工智能技术的支持。
【设计意图】：通过实际操作，让学生亲身体验表情识别的过程，加深对智能控制的理解。
2 ．编写程序，实现表情识别。
(1)阅读参考代码段，了解每个语句的含义。
(2)想一想，如果要实现两种表情的识别，程序该如何编写。
(3)动手实践，完成程序的编写。
【学习支持】： 教师引导学生思考，帮助学生理解程序代码的含义。
【设计意图】：提供示例代码，让学生理解基本的编程结构和逻辑，然后在此基础上进行修改和扩展。
3 ．测试程序，反馈测试结果。
运行程序，邀请同学拍摄不同表情的照片，测试程序的识别效果，并记录下测试结果。
【设计意图】：通过测试，让学生了解程序的运行效果，及时发现并解决问题。
(四)展示评价，交流分享
1 ．交流体会，说说本节课的收获。
(1)根据前面的学习活动，归纳总结机器人智能控制系统识别表情的过程，完成思维导图填空。
(2)对比人和机器人识别表情的过程，完成框图的填写。
(3)说一说什么是表情识别。
【设计意图】：通过分享，学生相互学习，取长补短，提高整体的学习效果。
2 ．交流讨论，说一说表情识别技术在生活中的其他应用。
【设计意图】：培养学生的应用意识和创新能力，让学生思考如何将技术应用于实
际生活中，解决实际问题。

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