资源简介

(共17张PPT)
第三单元 · 人工智能中的算法
机器识别你我他
成都东部新区草池小学校 陈玉根
川教版 · 信息科技 · 五年级上册
情境导入
运动会上，
检录为什么这么慢？
运动会上，欢欢发现检录耽搁了好长时间。
志愿者姐姐不认识运动员，只能一个一个问名字、确认身份。
欢欢想：能不能让电脑一眼就认出是哪位同学呢？
集思广益 · 说一说
机器是怎么
"认出"你的？
它在背后偷偷记住了什么呢？
小活动 · 认一认
先看看，这是谁的叶子？请同学们说一说讨论。
左：椭圆形尖尖头　　右：心形小爱心
知识小卡片
我们是靠什么认出叶子的？
为了区分不同的叶子，我们记住了它的颜色和形状。
这些用来区分事物的特点，就叫做 "特征"。
颜色
深绿？浅绿？
形状
椭圆尖尖？心形？
记住的特征越多，
就越不容易认错！
知识小卡片
认人脸，也是这个道理
人脸识别算法也会"记特点"——
它记住你眼睛、眉毛、鼻子、嘴巴的位置和样子。
每个人的特征都不一样，所以机器就能把大家认出来。
脸上这些小点，就是人脸特征点
体验探索 · 试一试
复杂的算法，像搭积木一样简单
一、复杂的算法被装进一个个"模块"里
二、不用懂里面怎么做，只要知道它能干什么
三、像搭积木一样拼起来，就能解决自己的问题！
第一步 · 初始化
按下空格键，让摄像头"睁开眼睛"
按下 空格键，程序就会：
· 打开摄像头，屏幕上看到你自己
· 等待 3 秒，让设备做好准备
· 初始化人脸识别算法
就像上课前先拿出书和笔，
机器也要先"准备好"才能开工。
第二步 · 学习
按下 x 键，让机器"认识"你
这一步，就是在教机器记住大家的"人脸特征"。
第三步 · 识别
按下 s 键，看它认出了谁！
知识积累 · 学一学
人脸识别，分这三步走
开 始
结 束
AI 小助手，陪你一起学！
人类学习，和机器学得一样吗？
睁大眼睛仔细看，就是我们在"收集信息"
动手实践 · 做一做
改几次，才认得准？
像他一样，边试边记录
小小探究家
除了次数，还有什么会影响识别？
选一个你最想试的，自己设计实验验证！
这节课，我们收获了什么？
课后小任务
找一找：回家路上，哪有人脸识别？
做一做：把小程序演给爸妈看
同学们，下节课再见！《机器识别你我他》教学设计
一、基本信息
课程名称：机器识别你我他
教材版本：川教版信息科技五年级上册
授课年级：五年级
课时安排：1课时（40分钟）
授课类型：新授课、实践探究课
二、学情分析
五年级学生已具备基础的计算机、多媒体设备操作能力，日常频繁接触人脸解锁、智能门禁、校园人脸检录等人工智能应用，对机器识别技术有直观的感性认知，但缺乏系统、科学的原理认知，不了解机器识别的内在逻辑。
该年龄段学生思维以具象思维为主，好奇心强、乐于动手操作、善于观察生活，但对抽象的算法、数据比对等专业知识理解困难。基于此，本节课结合生活化情境、卡通可视化课件、动手实操实验，将抽象的人工智能原理具象化、简单化，贴合学生认知规律，充分调动学生自主探究积极性，高效落实课堂教学目标。
三、教材分析
《机器识别你我他》是川教版小学信息科技五年级上册第三单元人工智能模块的重点内容，是学生从基础信息技术应用迈向人工智能原理探究的过渡性核心课程。
教材遵循“从生活到理论、从具象到抽象”的编排逻辑，以常见的人脸识别为载体，从事物特征识别切入，逐步讲解机器识别的完整流程、核心步骤及运行特点，兼顾知识性、实践性和趣味性。本节课的学习，能够帮助学生初步建立人工智能的基础思维，理解机器“感知、识别、判断”的底层逻辑，为后续学习智能感知、算法应用、人工智能安全等知识奠定重要基础。
四、教学目标
（一）知识与技能
1. 准确理解“特征”的核心概念，明确机器识别万物的核心原理是抓取事物独有、专属的特征。
2. 熟练掌握人脸识别的三大核心步骤：初始化设备、采集人脸数据、匹配识别比对。
3. 熟悉机器识别基础算法流程，清晰区分人类识别与机器识别的本质差异。
4. 能够独立参与人脸采集次数对比实验，直观感知数据总量对机器识别准确率的影响。
（二）过程与方法
通过情境导入、观察对比、自主思考、动手实操、小组合作探究等多元学习方式，完整经历“发现特征—总结规律—理解算法—实践验证—归纳升华”的探究过程，培养学生观察分析、动手实践、归纳总结、合作探究的信息核心素养。
（三）情感态度与价值观
1. 感受人工智能技术在校园生活、日常生活中的广泛应用，体会科技赋能生活的便捷与魅力。
2. 培养严谨、求实的科学探究态度，树立规范、安全、合法使用人工智能技术的意识。
3. 激发对信息科技和人工智能领域的探索兴趣，树立主动学习科技、运用科技的意识。
五、教学重难点
教学重点：掌握人脸识别的三大核心操作步骤，理解机器识别的基本工作原理。
教学难点：理解机器识别的算法逻辑，精准感知数据量、环境光线、人脸遮挡等因素对识别效果的影响。
六、教学准备
1. 课件资源：配套18页清新卡通风格教学PPT，包含情境插图、原理示意图、算法流程图、课堂实验记录表，适配五年级课堂教学。
2. 硬件设备：多媒体教学电脑、投影仪、教学用人脸识别模拟软件。
3. 学习素材：学生实验记录单、课堂随堂练习单、小组探究任务单。
4. 辅助素材：树叶特征对比图、人脸特征点位示意图、人机识别差异对比表。
七、教学方法与学习方法
教学方法：情境教学法、演示讲解法、任务驱动法、实践指导法、归纳总结法
学习方法：自主探究法、动手实操法、小组合作法、对比分析法
八、教学过程
（一）情境导入，激趣设疑（5分钟）
1. 情境创设：结合校园场景，展示运动会智能检录、校园人脸门禁的使用画面，提问学生：同学们参加运动会、进出校门时，机器不用刷卡、不用登记，为什么能快速认出每一位同学？
2. 生活联动：引导学生自由分享生活中的人脸识别场景，如手机人脸解锁、人脸支付、车站人脸安检等。
3. 设疑激趣：机器没有人类的眼睛和大脑，却能精准区分不同的人，它依靠的是什么？顺势引出本节课课题——《机器识别你我他》。
设计意图：立足学生熟悉的校园、生活场景，快速集中学生注意力，激活生活认知，通过问题设疑引发学生思考，自然导入新课，激发学生探究欲望。
（二）新知探究，逐层突破（20分钟）
1. 初识特征，夯实认知基础
教师展示不同形状、纹路的树叶卡通对比图，引导学生小组观察、对比、总结：每一种事物都有独一无二的特点，这种专属、独特的特点，就是特征。
进一步迁移延伸：每个人的脸型、五官比例、眉眼特征等都各不相同，这些独有的人脸特征，就是机器能够区分、识别不同人的核心依据。
2. 拆解流程，解读识别算法
教师结合PPT卡通流程图、机器人教学插图，将抽象算法通俗化讲解，明确人脸识别三大核心步骤，强调三步流程缺一不可、顺序固定。
第一步：初始化设备。启动摄像头设备，调试设备状态，让设备进入待命采集模式。
第二步：采集人脸数据。通过摄像头捕捉人脸画面，精准采集、录入人脸特征数据并储存。
第三步：匹配识别比对。将实时采集的人脸数据与系统储存的标准数据进行比对匹配，匹配成功即完成识别。
3. 对比辨析，区分人机识别差异
结合对比表格，引导学生自主总结：人类识别依靠视觉经验和主观直觉，快速且灵活；机器识别依靠精准的数据采集和固定的算法比对，严谨且标准化，让学生清晰掌握二者核心区别。
4. 梳理总结，固化核心知识
师生共同梳理人脸识别完整流程，提炼简易记忆口诀：开机待命—采集数据—比对识别，帮助学生快速记忆、牢固掌握重点知识。
设计意图：由浅入深、由具象到抽象，层层拆解知识点，借助卡通图文、通俗讲解降低学习难度，突破学生对算法逻辑的理解难点，夯实课堂重点。
（三）实践探究，验证新知（10分钟）
1. 布置实操任务：开展“人脸采集次数与识别准确率”对比实验，学生以4人小组为单位，分工完成操作、记录、观察、总结工作。
2. 分组实操测试：分别完成1次、5次、10次、20次人脸数据采集，逐一测试不同采集次数下的机器识别效果，如实填写实验记录表。
3. 小组讨论探究：对比实验结果，思考讨论“采集次数对识别准确率的影响”，同时拓展探究：戴口罩、戴眼镜、光线昏暗、角度偏移时，人脸识别容易失败的原因。
4. 教师归纳总结：机器识别的准确率受数据采集量、环境光线、人脸遮挡、拍摄角度等因素影响，采集数据越充足、环境条件越适宜，识别精准度越高。
设计意图：以动手实验落实实践教学目标，让学生在实操中直观验证理论知识，将抽象的算法原理转化为具象的实践体验，突破教学难点，培养学生合作探究与动手实践能力。
（四）课堂小结，梳理升华（3分钟）
1. 师生互动复盘：共同回顾本节课核心知识点，包括特征的概念、人脸识别三大步骤、人机识别差异、影响机器识别的各类因素。
2. 知识升华：简单梳理人工智能的核心逻辑，即机器通过捕捉特征、分析数据、执行算法，模拟人类的识别与判断能力，让学生初步建立人工智能基础思维。
（五）课后拓展，学以致用（2分钟）
1. 生活观察任务：课后观察生活中3个人工智能识别场景，记录场景名称及机器识别的事物特征。
2. 亲子探究任务：和家长交流人脸识别技术的优势与弊端，了解人脸隐私保护的重要性，树立信息安全意识。
九、板书设计
机器识别你我他
1. 识别核心：抓取事物独有特征
2. 人脸识别三步流程
　初始化设备 → 采集人脸数据 → 匹配识别比对
3. 识别影响因素：数据量、光线、遮挡、角度
4. 人机差异：人类靠经验直觉｜机器靠数据算法

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