沪科教2003课标版《第二节人工智能常见的研究与应用领域》公开课教案下载

沪科教2003课标版《第二节人工智能常见的研究与应用领域》公开课教案优质课下载

本节课是沪科教信息技术选修5《人工智能初步》第一章第二节的内容。《机器之眼 看懂世界》介绍和探究了人工智能常见的研究与应用领域之一：计算机视觉。课程主要任务是了解计算机视觉的定义，知道计算机视觉“外部世界→感知→认知→作出判断和决策”的信息处理过程，重点在于理解计算机视觉从感知到认知的原理、方法与过程，了解以人脸识别为代表的计算机视觉应用场景。

二、学情分析

在日常生活中，一些智能硬件和应用软件已经融入了计算机视觉的相关技术，大多数学生会有一些初步体验和感性认识。在信息科技课中，学生已经掌握了图像信息的数字化、图像在计算机中的表示方式，在数学课中，学生已经具备向量的初步概念。本节课以人脸识别为具体案例，期望学生理解计算机认知视觉信息的原理、方法与过程，新概念较多，综合性较强，学生学习起来会有一定难度。

三、教学立意

《机器之眼 看懂世界》的教学内容来源于人工智能领域的计算机视觉方向。本节课由中国“天网工程”的介绍视频引入，首先简述了计算机视觉的定义和任务，比较了计算机和人类处理视觉信息的过程，然后复习了视觉感知即图像在计算机中的表示方式，接着以人脸识别为例，重点阐释了视觉认知的原理、方法与过程，最后介绍了计算机视觉的应用场景。本节课以“外部世界→感知→认知→作出判断和决策”的计算机视觉处理过程为主线，将重点和难点落在计算机的视觉认知上面。

本节课通过图片、视频、动画、交互体验等多种方式，期望将学生从复杂公式中解放出来，给他们传递直观感受，传递科学家的思考，传递学科思想的发展，知其然，更知其所以然。我们认为，思想远比技术更为重要，我们期望搭建学科框架，让学生了解学科思想的诞生、发展和更替，了解学科当前面临的瓶颈，预见未来的发展性和可能性，在这个过程中，夯实学科本体知识，提升学科核心素养。

四、教学目标

[知识与技能]

1、了解计算机视觉的定义和任务

2、熟悉灰度图像和彩色图像在计算机中的表示方式

3、理解特征和特征向量的含义和关系

[过程与方法]

1、通过体验活动，认识计算机视觉的认知难度，比较人类和计算机在视觉认知方面的异同点

2、通过案例剖析，掌握人脸识别的简单分类算法，熟悉基本原理和实现过程

[情感态度与价值观]

1、体验机器学习算法进行人脸识别的简单分类过程，培养计算思维

2、感受人工智能对国家、社会、人类产生的深远影响，提升学习兴趣，激发研究热情

3、关注国家、企业的科学技术发展现状和未来趋势，增强民族自信心和自豪感，增强社会责任意识

五、重点难点

重点：计算机视觉的信息处理过程：外部世界→感知→认知→作出判断和决策

难点：用机器学习算法实现人脸识别的原理、方法与过程

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动