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第14课 识别面容添趣事——表情识别 教学设计
一、课标内容
通过分析典型应用场景，了解计算机可用于实现过程与控制，能够设计使用计算机实现过程与控制的方案，能在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计。(不是很通顺)
内容分析
本单元通过认识身边的人工智能应用，帮助学生理解人工智能技术与过程与控制系统之间的联系，本课选自人工智能人脸识别技术的一个分支——表情识别。通过提出问题——机器人是如何实现表情识别的？引发学生思考，激发学生的学习兴趣，通过讨论学生首先了解人是如何区分表情的， 通过比较理解机器人识别表情的原理，然后通过在线平台编程实现表情识别的功能，在学习的过程中激发学生的探索欲望。
三、学情分析
学生已经掌握了信息科技的基础知识，包括对过程与控制系统的三个典型环节“输入-计算-输出”的深刻理解，同时他们也能感受到人工智能技术在生活中的普遍应用，但对人工智能技术基本概念、工作原理，以及人工智能技术与过程控制系统的联系了解的很模糊。
四、学习目标
1． 素养目标
知道表情识别普遍存在于生活中，了解表情识别在生活中的价值。
2．项目目标
编写程序，使机器人实现表情识别。
五、教学准备
1．教师准备
表情卡片、腾讯扣叮编程平台、教学硬件(音箱、主板、摄像头等)
2． 学生课前准备
纸笔、课前任务单
六、教学重难点
1．教学重点
机器人是如何识别表情的？
2．教学难点
机器人识别表情的程序设计算法。
七、设计思路
1．教学流程框架
在识别面容趣事项目中，首先通过课前活动的两个任务，分解本课的难度，根据课前记录家人表情特征和解锁手机，理解机器识别表情的过程，其次通过 3 个活动完成项目的实施，在连一连、选一选、填一填 的游戏过程中完成本节课的素养目标，最后通过观看视频拓展表情识别在生活中的各个领域的应用。教学采用项目学习方式，实施环节如下：
八、学习活动设计
教学环节 学习内容与活动 设计意图
课前活动分解难度 完成课前任务 任务一：记录爸爸或妈妈开心、生气、兴奋、伤心等不同表情的面部特征？ 任务二：让爸爸或妈妈用不同表情解锁手机看是否可以打开手机？猜一猜为什么？ 通过课前活动，培养学生自主学习、解决问题的能力，同时通过身边熟悉的生活应用分解了课堂上学生理解的难度，增加亲子关系，为后续学习做好铺垫。
项目情境导入新课 创设情境： 李徽去科技馆，迎宾机器人可以识别人的表情，根据小朋友的表情，和他们进行不同的对话，这么善解人意的机器人朋友，是如何识别出小朋友的表情的呢？ (师生共同观看视频) 揭示课题： 第 14 课 识别面容添趣事——表情识别 创设真实的情景，联系社会资源，激发学生学习的兴趣。同时引导学生思考，鼓励孩子多去参加科技活动，感受体验信息科技的魅力。
项目准备汇报结果 1 ．交流分享课前观察结果 说一说：这两个表情分别代表什么情绪？仔细观察找出它们的特征。 通过讨论交流，总结课前任务，同时对整理收集的数据进行梳理，为下面环节的实施做好铺垫。
教学环节 学习内容与活动 设计意图
人机对比，分解本课难度，帮助学生理清思路，从而更好的设计算法。
提问：根据观察家人的表情我们了解他们当下的心情，那么机器人又是如何识别表情的呢？ 想一想：机器人是如何识别表情的？ 2 ．各小组汇报结果，确定识别表情的程序设计方案 头脑风暴 ， 设计方案 ，在讨 论中 发现 问题、解决问题
项目实施理解原理 活动 1：探究表情识别的过程 1 ．过程连一连 小结：表情识别的原理就是通过对人脸表情图像进行特征提取，并与系统中图像进行对比，从而分类来识别人类的情感状态。 通过连一连， 帮助学生理解表情识别的工作过程和工作原理，同时有助于学生总结、提炼知识要点。
教学环节 学习内容与活动 设计意图
2 ．硬件选一选 摄像头(输入)电脑自带的摄像头或本地上传图片。主板(计算) (GD32 主板) (Arduino 主板) (掌控板)音箱(输出)
活动 2：编写表情识别程序 1 ．算法填一填 (流程图) 2 ．关键程序 拓展知识点， 发展学生的动手操作能力。 设计算法 、 理清思路。
教学环节 学习内容与活动 设计意图
活动 3：测试程序 各小组分享、讨论测试结果 编写关键程序，帮助学生自主学习。
项目拓展总结升华 1 ．学生观看视频完成“收获园”中第二题，说一说表情识别是如何为人们带来更好的体验和服务，便利我们的生产生活的？ 小结：表情识别是人工智能人脸识别技术的一个分支，通过 通过项目拓展，帮助学生理解表情识别技术在生活中的广泛应用。 通过课后拓展，让学生自主了解，提升自己的认知范围。
教学环节 学习内容与活动 设计意图
对人脸图像进行特征提取和分类来识别人类的情感状态，表情识别应用于生活中的很多领域，如：教育、交通、社交媒体、医疗等等，它与过程与控制系统有着密切的联系，同样包括 3个典型环节——输入、计算、输出，同时我们可以通过改进算法，优化程序可以使系统更加智能化。 2 ．提问：这节课你们有什么收获？ 学生说说自己的所学所得 3 ．课后请学生选择自己感兴趣的人工智能技术，使用“百度”或是“讯飞星火认知大模型”详细了解它们的应用领域。 4 ．评一评
评价标准 评价等级
能够根据人区分表情的过程，理解机器识别表情过程。 ☆☆☆☆☆
能够汇报出表情识别的程序设计方案 ☆☆☆☆☆
能够编写关键程序，让机器识别表情，测试成功。 ☆☆☆☆☆
能够感受表情识别普遍应用生活中。 ☆☆☆☆☆

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