初中 初二 信息技术 人脸识别-教案

1、老师来了之人脸识别教案深圳市南山区赤湾学校唐明东教材分析粤教版信息技术学科初中学段未涉及“人脸识别”课程，本节课是自行设计开发，课程由实践演练+理论探索两部分组成。实践演练部分：搭建人脸识别系统，系统由Python编写，采用TensorFlow、OpenCV开源框架。部分操作截图如下：理论探索：通过带领学生实践，体验人脸识别完整过程，理解每个过程所做的具体操作及其意义。梳理出人脸识别的流程如下:学情分析现如今生活中有很多人脸识别的应用场景，比如：校门口的测温装置兼具人脸签到、小区门禁的刷脸开门、超市的人脸支付、车站入口的人脸验证等。这是一节八年级人工智能的普及课，着重人脸识别领域。八年级的学生

2、具有一定的生活实践经验，熟悉人脸识别在现实生活中的某些应用场景。但零零后作为互联网的“原住民”对于人工智能的应用司空见惯，缺乏对其背后实现原理的深入思考。人脸识别作为人工智能的一个具体分支应用，其背后的实现涉及到一定的高等数学（如定积分、求导等），而八年级学生目前最多也只学习了三角函数、二元一次函数等初等函数。但该阶段的学生已经拥有了“函数”意识，对于初步理解深度学习背后的原理有了一定的数学基础。教学目标知识与技能：初步理解人脸识别的实现流程；掌握各个步骤的意义；对人工智能这个“黑盒子”有初步理解。过程与方法：带领学生实践操作人脸识别的整个过程，让学生在过程中发现、总结出人脸识别的流程，培养学

3、生善于发现问题，解决问题的能力。情感态度价值观：客观全面看待人脸识别等AI技术在生活中的应用；培养学生的隐私意识；激发学生好学求知欲望。教学重难点重点：人脸识别的实现流程、各个步骤的意义、人脸识别原理。难点：人脸识别的原理。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图活动时间情景剧导入师：引导学生演“老师拉了！”情景剧。生：先挑选“老师”、“哨兵”、“学生”3名演员，扮演上课前哨兵喊“老师来了！”，教室恢复安静的场景。贴近学生实际，以情景剧的方式激发学生兴趣，引导学生参与。3min授新知实践环节师：假如有一个帮我们实现监测老师来了的机器就好了，我们今天就来实现这个愿望，大家希望这个机器能有哪些功能

4、？师：下面老师就带领大家实现这样的愿望，同样需要3位演员的配合。引导学生依次录入人脸数据、训练数据、人脸识别。生：（功能分析）1、能够识别老师。如果老师靠近就给出提示。2、对其他学生靠近不给出提示。生：录入人脸数据，等待人脸识别系统学习后，再次请各位学生上台表演，检验人脸识别系统是否成功识别。学生参与，功能分析。参与人脸识别系统的完整流程：人脸录入、特征监测、系统学习、人脸识别。12min授新知理论环节师：请同学们回顾刚刚人脸识别系统的实现过程，包括了哪些环节。师：非常棒，这个过程就是人脸识别系统认识大家的过程，以天气预测为例，维度、地形、洋流等自变量影响天气因变量，找出各个系数从而得出预测函

5、数。同理，可以将人脸照片分成一个个像素点，将各个像素点看做自变量，预测结果看成因变量，得到人脸识别系统的识别函数。师：其实在系统学习识别之前，系统还对人脸照片进行了预处理，对比录入的原始照片和系统学习的照片，发现照片经过了尺寸归一化、灰度处理等。生：首先是拍摄照片（教师引导学生回答“录入数据”，同时板书）。生：然后经过了一段时间的等待，之后人脸识别系统就能认出大家了。逐步和学生一起整理出人脸识别流程。以天气预测函数为例，讲解人脸识别预测函数。引导学生发现预处理过程（此过程往往被学生忽略）。15min讨论师：观看人脸识别被非法利用的视频，引导学生讨论。师：播放利用人脸识别抓获逃犯、找回失散儿童的

6、案例。生：人脸数据作为我们的生物信息，也是我们的隐私。生：科技的进步缺确实给我们生活带来了很大进步，特别是疫情之下，刷脸无疑是减少了接触机会，降低了传染。通过视频和学生身边的案例，引导学生客观全面看待AI技术。8min小结师：在与学生对话中回顾知识点巩固新知2min教学板书教学反思人工智能包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理等多个应用领域，本节课“老师来了之人脸识别”以监测老师行踪为切入口讲授图像识别中的人脸识别。本节课充分考虑了八年级学生拥有丰富人脸识别的应用经验，但缺乏深入理解其背后原理的数学基础知识。所以将实践和理论相结合，先通过实践充分感知其实现流程，再以“函数”思想初步理解深度神经网络获得分类函数的过程。实践部分课堂气氛活跃，理论部分融合了数学、地理、生物等学科知识，很好地跨学科融合。但本节课亦有待改进之处：