资源简介

《探秘人工智能》——人体红外传感器的应用教学设计
教材分析
本课选自鄂教课标2016版信息技术五年级下册第八单元第30课的内容，本单元的主题为《了解新技术》，因此我结合智能设备改编生成了一节人工智能应用课。本课教学内容是在学生已经了解了Scratch软件编程及人工智能概述的基础上，第一次体验人工智能应用，让学生感受传感器技术服务于生活的魅力，为后续学习认识智能机器人奠定坚实的基础，激发他们对人工智能领域的持续探究兴趣。本课将硬件（人体红外传感器）与软件Labplus 两者有机结合，将学习任务融入故事情境，让学生自主探究，创意编写程序，体验计算思维，了解算法和程序设计在解决问题过程中的地位和作用。力求体现学生在玩中做，做中学的教学特点。
学情分析
实际一：实际生活中，智能化将成为未来的发展驱势，传感器在当代科学技术中占有十分重要的地位，培养学生的科学素养和创新能力势在必行。
实际二：五年级学生已具备一定的逻辑思维和分析问题、表达思想等能力；他们渴望在自主探究中体现自身价值。
教学目标
1．知识与技能：
①了解红外传感器的使用方法与工作原理。
②正确设置参数，实现软、硬件之间的通迅。学会在Labplus编程软件中，利用选择结构语句，实现人机交互。
2、过程与方法：
①在创设的故事情境中，通过各项任务活动的驱动，让学生体验感知、理解原理、探究实践、启发创新，完成人体红外传感器从感知到应用的全过程；
②在探究学习过程中，使学生意识到人体红外传感器原来可以是一个“感觉器官”，明白传感技术对于人工智能发展的重要意义。并且在编写程序的过程中培养他们思维的流畅性、灵活性和独创性。
3．情感态度与价值观：（1）培养学生相互协作的精神，体验成功，分享快乐。（2）培养学生的科学素养和严谨的逻辑思维习惯。（3）培养学生学以至用，为国奉献的社会责任。
教学重点
了解红外传感器的工作原理，正确设置参数，实现软、硬件之间的通迅。（因为，了解工作原理能为能为人体红外传感器的应用和使用价值提供有利的依据。而正确设置参数，实现软、硬件之间的通迅，为本课的后续学习提供了必要的条件。）
教学难点
学会利用科学思维方式在Labplus编程软件中，利用选择结构语句，编写程序，实现人机交互并能有所创新。（因为，在本课中程序编写是将思想变为实现的必经之路，并且学生的独创思维方式通过程序得以体现。而正确设置参数，实现软、硬件之间的通迅，为本课的后续学习提供了必要的条件。）
教学过程中，为了把教与学有机结合起来。我通过情境创设、任务驱动等方法引导学生进行感知体验、微课学习、自主探究、实践操作、小组合作。真正实现教师与学生互动、软件与硬件结合、情境与环节融合。
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教学过程
（一）情景创设，神奇穿越新国度
有一名同学叫小智，他正在浏览《信息技术》教材，第30课《探秘人工智能》，他被里面的内容深深地吸引。可让他感到惊奇的是：这本书的神奇力量将他带到了一个奇幻王国，随他一起来到这里的除了一台电脑和盛思实验箱，别无他物！
同学们身边也有这两样物品吗？“有”
【设计意图】此环节有两个目的,其一，为课程教学做到硬件环境的准备；其二，好奇心是小学生显著的心理特征，我向学生提供新颖奇特的故事情境，有效激活学生参与活动的内驱力。
（二）体验感知，戏法变换谋生存
小智发现不远处，有人在耍杂技，引来了许多人的围观，而且还有不少人给他打发了许多赏钱。小智心想，也许我也能变个戏法，以解腹中之饥！于是他走进人群，挥一挥手，身后开满了鲜花，过了一会，这些花便消失了。同学们，你们觉得这个戏法会受到大家的欢迎吗？但奇怪的是：当人们看到这个戏法，居然都吓跑了！
同学们，你们知道人们为什么会被吓跑吗？
生：因为科技不发达……
师：那在我们的日常生活中你在哪些地方见过类似与人体感应相关的设施吗？
生：自动门……
师：刚才大家列举的这些智能设施，其实里面都有一个特殊的装置，那就是人体红外传感器。
【设计意图】本环节通过能引起观察思考和思维变化的戏法情境，让学生认识到科技落后的严重性，突显传感器技术在当代科学技术中的重要地位和作用；通过感知人机互动，使学生意识到传感器技术的神奇魅力，形成积极、活跃的求知氛围。
（三）知识积淀 官兵缉拿道原由
吓跑了人们，我们看看小智会遇到怎样的麻烦？他引来了许多的官兵，要将他抓走，不过当他们听到小智大喊冤屈，于是打算听听他的解释：人体红外传感器，是由一种检测装置，它探测角度大、积体小、检测灵敏。能感受到是否有移动人体，并能将检测和感受到的信息按照一定规律转换为电信号，然后做出程序中相对应的动作。人体会发射人们无法用肉眼看见的红外线。自然界中任何高于绝对零度(-273.15℃)的物质都可以产生红外线，人体有恒定的体温，一般在37摄氏度，所以会发出特定波长10微米左右的红外线。
请同学们打开“小科普”，一起看看，他能解开官兵心中的这几个疑惑吗？ a、肉眼能看到红外线吗？b、人体会发射红外线吗？ c、人体红外传感器是怎样工作的？（学生自主探究回答以上问题，学习理论知识，会用自己的话分析理解示意图）（评价加分）
【设计意图】我认为学起于思，思源于疑。在此教学活动中，精心设置疑惑，并激励学生质疑问难，让学生心理上感到困惑，产生认识冲突，进而拨动思维之弦，使学生处于“心欲求而不得，口欲言而不能”的进取状态，使他们萌发出强烈的求知欲望。在解开官兵心中的几个疑惑的同时，学生已掌握了关于红外线的理论知识并理解了红外传感器的工作原理。
（四）探究实践，体感亮灯受封赏
真是没想到,我们人体还有这么多关于红外线的奥秘。可是，这种解释对于官兵来说却并非易事，他们根本无法相信他的话，其中有一个官兵提议：再过两天就是国王的寿辰，如果你能让他出现的那一刻，宴会上的灯自动亮起，能给他一个惊喜的话，我们就放了你。
同学们，你们愿意帮小智一把吗？
要想实现人来灯亮，人走灯灭的功能，我们先要进行规划
1、连接：要使软件和硬件正常通迅。请看连接宝典；
2、背景：从本地文件中上传背景；
3、角色：从本地文件中上传角色；
4、程序设计：选择结构语句；
5、人机互动：人来灯亮，人走灯灭
【设计意图】在规划思维导图时，征求大家意见，将需要支持和帮助的部分，提供微课。利用微课支持学生的个性化发展，尊重学生的个体差异。学生可以通过微课，自主学习，在不懂处反复回放，在困难时随时观看，从而提高学生解决问题的能力。学生在探究实践活动中，提高动手操作能力和思维方式的流畅性、灵活性和独创性。实现人机互动，体验成功的乐趣！
（五）启发思维 安全防范护家园
感谢大家帮小智渡过了难关，小智的聪明才智得到了国王的赏识，因此给了他很多赏赐。同时，国王还承诺：如果能帮奇幻王国解决一件棘手的事情，就满足他一个心愿。国王讲出了自己的困惑：在奇幻王国有一批价值连城的珠宝，为了国宝的安全，金库一直派有重兵把守，但士兵也有犯困的时候，国库的安全问题始终让我觉得寝食难安，你能帮我想个办法吗？
同学们，你们能在盛思的输出模块中发现哪些新功能，能用它们结合程序设计制定一个安全防范的方案，并模拟场景吗？
【设计意图】本环节在学生理解程序后，将程序编写延伸到模块应用，让学生从程序编写的理解层次，上升到人体红外传感器服务于生活的应用层次，两个环节由浅入深，有机结合，并将德育教育融入课堂，提高学生的社会责任意识。
结语：
国王的心愿终于达成了，小智的愿望也实现了。神奇的盛思实验箱又他带回了自己的国度，小智立志也要为自己国家的财产安全和人民的安全贡献出自己的一份力量！同学们有和他一样的愿望吗？那让我们拭目以待……
从信息技术教材的探索中来，通过盛思实验箱的应用满载而归！体现学有所获，并期待在今后日常生活中能学以致用！

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