2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第四单元项目九《了解手写数字识别-体验人工智能》说课稿

2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第四单元项目九《了解手写数字识别——体验人工智能》说课稿学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修一第四单元项目九《了解手写数字识别——体验人工智能》。

本节课将围绕教材中的以下内容进行教学：

1.手写数字识别的基本概念与原理。

2.人工智能在手写数字识别中的应用。

3.使用Python编程语言实现简单的手写数字识别程序。

4.分析和评估手写数字识别程序的准确性。核心素养目标1.信息意识：培养学生主动获取、分析手写数字识别相关信息的能力，提高信息敏感度。

2.计算思维：通过学习手写数字识别原理，发展学生的逻辑思维和抽象思维能力。

3.信息伦理：引导学生正确使用人工智能技术，关注其在社会中的应用与影响，树立正确的信息伦理观念。

4.信息实践：培养学生运用Python编程语言实现手写数字识别程序，提高实际操作能力。学情分析本节课面对的学生是高中一年级的学生，他们在知识层面上已经具备了一定的信息技术基础，掌握了基本的计算机操作和编程知识。在能力方面，学生具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力，但可能缺乏深入探究和实际应用的实践经验。在素质方面，学生具备较强的学习兴趣和好奇心，乐于探索新知识。

然而，学生在行为习惯上可能存在一些问题。例如，部分学生在面对编程问题时，可能缺乏耐心和毅力，容易半途而废。此外，学生在团队协作方面可能也存在一定的问题，如沟通不畅、分工不明确等。

这些学情对课程学习产生了一定的影响。一方面，学生具备的知识和能力基础有利于他们理解和掌握手写数字识别的相关知识；另一方面，学生不良的行为习惯可能会影响他们的学习效果。因此，在教学过程中，需要关注学生的个体差异，引导学生养成良好的学习习惯，培养他们的团队协作能力。教学资源-软件资源：Python编程环境、手写数字识别相关库（如TensorFlow、Keras）

-硬件资源：计算机、投影仪、白板

-课程平台：学校内网教学平台

-信息化资源：手写数字识别教学案例、编程实例代码

-教学手段：讲授、演示、编程练习、小组讨论、作品展示教学过程一、导入新课

1.同学们，大家好！今天我们将进入一个新的项目学习——《了解手写数字识别——体验人工智能》。

2.首先，我想请大家回忆一下，我们在前面的课程中学到了哪些关于信息技术的知识，以及人工智能的基本概念。

二、理论学习

1.现在，让我们来了解手写数字识别的基本概念和原理。请大家打开教材，翻到第X页。

2.请一位同学朗读教材中关于手写数字识别的原理部分，其他同学注意听讲，并思考以下问题：

-手写数字识别的核心技术是什么？

-人工智能在手写数字识别中起到了什么作用？

三、案例分析

1.接下来，我们来看一个实际的手写数字识别案例。请大家观看大屏幕，我会展示一个简单的手写数字识别程序。

2.观看过程中，请大家思考以下问题：

-这个程序是如何工作的？

-它是如何识别我们手写的数字的？

四、编程实践

1.现在，让我们亲自动手实践一下。请大家打开计算机，启动Python编程环境。

2.首先，我会给大家展示一段简单的代码，这段代码将帮助我们实现一个简单的手写数字识别程序。

3.请大家按照我的步骤，逐行输入代码，并尝试理解每一行代码的作用。

4.输入完成后，运行程序，观察程序是否能正确识别我们手写的数字。

5.如果程序无法正确识别，请大家尝试分析原因，并修改代码。

五、小组讨论

1.下面，请大家分成小组，每组讨论以下问题：

-手写数字识别程序在哪些方面可能存在问题？

-如何优化程序，提高识别的准确性？

2.每个小组选一位代表，汇报讨论结果。

六、作品展示

1.现在，请大家展示一下自己的作品。每位同学都有机会展示自己的手写数字识别程序。

2.展示过程中，请大家注意以下几点：

-介绍程序的原理和功能。

-展示程序运行效果。

-分享在编程过程中遇到的问题和解决方法。

七、总结反馈

1.经过大家的努力，我们完成了手写数字识别程序的学习和实践。现在，让我们来总结一下本节课的学习内容。

2.请大家依次回答以下问题：

-手写数字识别的核心技术是什么？

-人工智能在手写数字识别中起到了什么作用？

-你在编程实践中遇到了哪些问题？是如何解决的？

3.根据大家的回答，我会给出反馈和建议，帮助大家更好地理解和掌握手写数字识别的知识。

八、课后作业

1.为了巩固本节课的学习内容，我给大家布置一项课后作业。

2.请大家尝试编写一个更复杂的手写数字识别程序，要求如下：

-程序能识别更多的数字（如0-9）。

-程序具有一定的容错性，能识别模糊不清的数字。

3.完成作业后，请将代码和运行结果截图提交到课程平台。

九、课堂结束语

1.同学们，今天我们学习了手写数字识别的知识，体验了人工智能的神奇魅力。

2.希望大家能在课后继续探索人工智能的奥秘，将所学知识应用到实际生活中。

3.下节课，我们将学习新的内容，请大家提前预习，做好准备。

4.最后，感谢大家的积极参与，祝大家学习愉快！拓展与延伸1.拓展阅读材料：

-《人工智能：一种现代的方法》

-《深度学习》

-《Python机器学习》

-《模式识别与机器学习》

2.课后自主学习和探究：

-探索手写数字识别的其他算法，如支持向量机（SVM）、决策树等。

-学习神经网络的基本原理，了解其如何应用于手写数字识别。

-研究如何优化神经网络模型，提高手写数字识别的准确率。

-调查人工智能在手写数字识别以外的其他应用领域，如语音识别、图像识别等。

-实践编写一个更复杂的手写数字识别程序，尝试识别更多样化的手写风格和字体。

-学习如何使用TensorFlow或Keras等深度学习框架，实现更高级的手写数字识别模型。

-分析手写数字识别程序的性能，了解如何评估模型的准确率、召回率和F1分数。

-探究手写数字识别中的数据预处理技术，如归一化、标准化和数据增强。

-研究手写数字识别中的过拟合和欠拟合问题，学习如何通过正则化、dropout等技术来解决。

-阅读相关研究论文，了解手写数字识别领域的最新研究成果和发展趋势。

-参与在线编程社区，与其他学习者和专业人士交流手写数字识别和人工智能的相关话题。

-尝试将所学知识应用于实际项目中，例如开发一个手写笔记识别应用或参与相关的开源项目。

-思考人工智能技术在社会中的伦理问题，探讨如何确保人工智能的公平性和透明度。

-了解人工智能在教育和医疗等领域的应用，探讨其对社会的影响和潜在挑战。

-编写一个关于手写数字识别的小论文，总结所学知识和个人见解，提高学术写作能力。反思改进措施（一）教学特色创新

1.在本节课中，我尝试引入实际案例来引导学生理解手写数字识别的原理，通过案例分析，让学生更加直观地感受到人工智能技术的实际应用。

2.我还采用了小组合作的学习方式，鼓励学生在小组内部分享编程经验，这样可以提高学生的团队协作能力，同时也能够激发他们的学习兴趣。

（二）存在主要问题

1.在教学管理方面，我发现学生在小组讨论时，部分学生参与度不高，讨论效果不尽如人意。

2.在教学方法上，可能由于时间安排不够合理，编程实践环节略显匆忙，导致部分学生无法在课堂内完成实践任务。

3.在教学评价方面，我意识到评价方式较为单一，主要依赖于学生的课堂表现和最终作品，未能充分考虑到学生在学习过程中的进步和努力。

（三）改进措施

1.针对小组讨论参与度不高的问题，我计划在未来的课程中，提前制定详细的讨论指南，确保每个小组成员都有明确的角色和任务，同时增加小组讨论的时间，让每个学生都有机会发言。

2.为了解决编程实践环节时间不足的问题，我会调整教学计划，将编程实践分解成多个小步骤，并在课前提供一些预备知识和示例代码，帮助学生更好地准备实践环节。

3.对于教学评价的单一性问题，我打算引入过程性评价，通过观察学生在编程实践中的表现、收集学生的反思日志等方式，更全面地评价学生的学习成果。同时，我也会鼓励学生进行自我评价和同伴评价，以促进他们的自我认知和自我提升。

在今后的教学中，我将继续探索和实践更多有效的教学方法，不断