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第二节《机器识别你我他》教学设计
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教材分析 本课是第三单元第二节内容，聚焦人工智能中的“识别”类算法——特别是人脸识别技术。教材从“机器怎么识别人脸”这一核心问题出发，通过“识别叶子特征”的类比活动，帮助学生理解“特征”在识别中的关键作用，再通过“人脸识别程序体验”，引导学生了解人脸识别的基本过程：初始化→采集人脸数据→提取特征→识别判断。本课旨在帮助学生了解人脸识别算法的工作原理，感受人工智能在生活中的应用，并初步建立生物特征隐私保护意识。
学情分析 五年级学生对“人脸识别”有丰富的体验——手机解锁、小区门禁、支付验证等场景都用到人脸识别。他们好奇“机器为什么能认出我”，但对其背后的原理知之甚少。本课将通过“识别叶子”的类比活动和“人脸识别体验”的实践操作，帮助学生理解人脸识别的基本过程。
教学目标 1. 信息意识：
- 了解人脸识别技术在生活中的广泛应用
- 认识到人脸信息属于敏感生物特征信息，需要重点保护
2. 计算思维：
- 了解人脸识别算法的基本过程：初始化→采集数据→提取特征→识别判断
- 理解“特征提取”在识别算法中的核心作用
- 能对比人类识别人脸与计算机识别人脸的过程异同
3. 数字化学习与创新：
- 能通过“识别叶子”的类比活动，体验“特征提取”的思维过程
- 能通过人脸识别程序体验，初步感知AI算法的工作流程
4. 信息社会责任：
- 理解人脸信息泄露的危害，增强生物特征隐私保护意识
教学重难点 教学重点：了解人脸识别算法的基本过程
教学难点：理解“特征提取”在识别算法中的核心作用
教学准备 多媒体课件、不同植物叶子图片（教材P10-11）、人脸识别演示程序（如有条件）、小组讨论记录纸、教材P10-15相关图片
教学环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图
一、情境导入激发兴趣（5分钟） 5 1. 回顾情境： “上节课，我们了解了推荐算法。今天，欢欢在运动会上又发现了新问题——检录时志愿者不认识运动员，花了很多时间确认姓名。他想：能不能用人脸识别来解决这个问题呢？”（出示教材P10情境图）
2. 提问： “你们用过人脸识别吗？在哪些地方用过？”
3. 追问： “机器是怎么认出你的脸的？它和我们人认脸有什么不同？”
4. 揭示课题： “今天我们就来探究——机器识别你我他。”
过渡： “在了解机器怎么识别人脸之前，我们先来看看人类自己是怎么识别事物的。” 1. 了解情境，思考人脸识别的应用场景。
2. 分享使用人脸识别的经历：“手机解锁”“小区门禁”“刷脸支付”。
3. 思考并猜测：“机器扫描了我的脸”“它记住了我的样子”。
4. 明确本课学习主题。 从运动会检录的真实问题切入，激发学生用技术解决实际问题的意识。从生活经验出发，引发对“机器如何识人”的好奇。
二、探究新知建构概念（25分钟） 25 活动一：类比导入——认识“特征”
1. 出示教材P10-11“叶子识别”活动： “同学们，你们知道这是什么植物的叶子吗？”（出示银杏叶图片）
2. 学生不认识时，再出示一组对比图片（银杏叶、枫叶、柳叶等）。
3. 提问： “现在你能说出它是什么叶子了吗？你是怎么认出来的？”
4. 引导学生说出：“银杏叶是扇形的”“枫叶是手掌形的”“柳叶是细长形的”。
5. 讲解‘特征’概念： “为了区分不同的叶子，我们记住了不同叶子的颜色、形状等——这些称为‘特征’。人脸识别也是类似的——通过记住不同人脸的特征来区分不同的人。”（出示教材P11人脸特征图）
6. 小结： “识别的关键就是——提取特征。”
过渡： “理解了‘特征’的概念，接下来我们来看看人脸识别算法具体是怎么工作的。” 1. 观察银杏叶图片，尝试辨认。
2. 观察多组叶子图片，进行对比。
3. 回答：“银杏叶”“因为它是扇形的”“它的形状像扇子”。
4. 理解“特征”的概念——用来区分不同事物的独特属性。
5. 观察人脸特征图（眼睛、鼻子、嘴巴的位置和形状）。
6. 记录“特征”的定义。 通过“识别叶子”的类比活动，帮助学生直观理解“特征”在识别中的关键作用。从植物叶子过渡到人脸特征，自然流畅，降低了学习难度。
三、动手操作加深理解 活动二：体验探究——人脸识别流程
1. 出示教材P12-13“人脸识别程序体验”图文： “让我们来体验一个简化版的人脸识别程序。”
2. 讲解三个步骤：
- 第一步：初始化。 “让程序做好准备，打开摄像头。”（类比：就像我们学习前拿出书和笔）
- 第二步：采集数据（学习特征）。 “按‘x’键，输入名字，摄像头拍照，学习你的脸部特征。换一位同学，再按‘x’键，学习他的特征。”（类比：老师认识新同学，记住每个人的长相）
- 第三步：识别判断。 “按‘s’键，程序就能认出摄像头前的是谁了。”
3. 出示教材P14人脸识别算法流程图。
4. 引导对比： “请同学们对比一下——人类识别人脸的过程和计算机识别人脸的过程有什么相同和不同？”
5. 出示教材P14对比表格，引导学生完成。
- 人类： 用眼睛看→大脑总结特征→大脑判断
- 计算机： 用摄像头获取数据→算法提取特征→程序判断
6. 关键提问： “这个过程中，哪个步骤最关键？如果特征提取不准确，会发生什么？”
过渡： “通过体验和对比，我们了解了人脸识别的基本流程。那么，有哪些因素会影响人脸识别的准确性呢？” 1. 观察人脸识别程序体验图文。
2. 跟随教师讲解，理解三个步骤的含义。
3. 观察人脸识别算法流程图。
4. 完成人类与计算机识别人脸的对比表格。
5. 思考并回答：“特征提取最关键”“如果特征不准，就会认错人”。
6. 参与讨论影响识别准确性的因素。 通过程序体验的图文展示和流程图的系统讲解，帮助学生建立人脸识别算法的完整认知框架。对比人类与计算机的识别过程，深化理解。
三、实践探究深化理解（5分钟） 5 1. 出示教材P14-15“动手实践”内容： “在前面进行人脸识别时，我们采集了10次人脸数据。改变采集次数，会对识别结果有什么影响呢？”
2. 展示表格： 采集次数15次、10次、20次，分别记录能否识别成功。
3. 提问： “采集次数越多，识别越准确吗？还有哪些因素会影响识别成功率？”
4. 引导学生思考影响因素：光线明暗、角度正侧、是否戴眼镜、是否遮挡等。
5. 小结： “采集的数据越多、质量越高，识别就越准确。”
过渡： “人脸识别给我们带来了便利，但它也可能存在一些问题。下节课我们将继续探究。” 1. 观察采集次数与识别成功率的实验设计。
2. 推测采集次数对识别效果的影响。
3. 列举影响因素：“光线太暗不行”“侧着脸不行”“戴着口罩可能不行”。
4. 理解“数据越多、质量越高，识别越准”的道理。 通过实验设计的讨论，培养学生的科学探究精神和实验设计能力。引导学生关注影响算法效果的实际因素。
四、课堂总结布置作业（5分钟） 5 1. 提问总结： “人脸识别算法的三个步骤是什么？‘特征’在识别中起什么作用？”
2. 教师总结： “人脸识别算法通过‘采集数据→提取特征→识别判断’的过程，让计算机拥有了‘认脸’的能力。但人脸信息非常敏感，我们既要善用技术，也要保护好自己的人脸信息。”
3. 布置作业：
- 基础性作业： 完成教材P14“人类学习和机器学习”对比表格。
- 实践性作业（选做）： 观察生活中还有哪些地方使用了人脸识别技术，记录下来与同学分享。 1. 回答问题：“初始化→采集数据→提取特征→识别判断”“特征是识别的关键”。
2. 聆听总结。
3. 记录作业要求。 总结梳理本课核心知识，强化“特征”在识别中的关键作用。
板书设计 第二课：机器识别你我他 一、什么是“特征”？ 用来区分不同事物的独特属性 （颜色、形状、大小……） 二、人脸识别算法的三个步骤： 1. 初始化：程序做好准备（打开摄像头） 2. 采集数据（学习特征）：拍照，提取人脸特征 3. 识别判断：比对特征，认出是谁 三、人类 vs 计算机识别： 人类：眼睛看 → 大脑总结特征 → 判断 计算机：摄像头采集 → 算法提取特征 → 判断 四、影响识别准确性的因素： 采集次数、光线、角度、遮挡……
课后反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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