人脸识别教学案

一、教材简析

本课选自浙江摄影出版社(2020版)六年级上册第二单元“初识人工智能”第三课，迁移

对文字识别原理的理解，也是为语音识别过程和原理的理解做铺垫，具有承上启下的作用。

本课学习的是人工智能五大技术之一的人脸识别，通过“人脸识别的应用”、“人脸识别的

体验”、“人脸识别的过程”，帮助学生建立对人脸识别技术科学正确的认识，了解人脸识

别技术的过程与原理。

二、学情简析

作为典型的数字时期的原生代，六年级学生感受者科技给人类生活带来的便利，人

脸识别近年来应用于生活中的很多领域，作为新事物，人脸识别技术也是学生比较好奇的。

迫切需要了解人脸识别的过程和原理

四、学习目标

(1)三维目标

1.通过使用树莓派编辑平台体验和制作简单的人脸识别，了解人脸识别的过程与原理。

2.通过感受和分析人脸识别的应用，感受人脸识别技术给生活带来的便利，激发学生设计

制作人脸识别场景工具的兴趣。

3.通过讨论人脸识别技术的应用与影响，感受人脸识别技术给生活带来的便利，正确认识

信息技术革命带来的问题。

(2)核心素养指向

1.通过学会使用平台和工具学习人脸识别，指向数字化学习。

2.通过讨论与探究，能解释人脸识别的过程与原理，能设计制作小程序人脸识别，指向计

算思维与创新能力。。

3.通过讨论人脸识别的创新应用与法律保护效应，指向信息意识和信息社会责任。

教学重难点

重点：认识人脸识别的过程，了解人脸识别的原理

难点：分析人脸识别应用场景或者产品，设计应用人脸识别的产品

或场景。

五、教学过程

环节一：激趣导入，感知人脸识别(5min)

1.师播放视频《人脸识别》

2.学生说一说在视频中看到了什么技术？有哪几个应用场景？

揭题：《人脸识别》

设计意图：激趣导入，通过简短的人脸识别应用视频导入：刷脸入校园、刷脸签到、学习行

为分析，初步感知人脸识别。

3.设疑：你在生活中还见过或了解人脸识别的哪些应用？

4.学生回答人脸识别的应用场景：人脸支付、身份验证、美颜贴纸、情绪识别……

5.观看一分钟小视频《人脸识别应用》，深入了解人脸识别的应用。

环节二：探究体验，揭秘识别过程(8min)

学习任务：1.学生人脸识别英雄人物

2.师生共探

教师演示使用树莓派编辑的小程序进行“人脸检测”。

学生活动：

1.观察人脸特征并猜测。

2.观察人脸检测小程序，思考计算机是如何认出人脸的？

学生指导：通过教师展示，师生一起读程序，引导学生理解计算机识别人脸的过程。

关键问题：

计算机又是如何识别人脸的呢？

设计意图

通过人眼识别“抗疫英雄〃“航天英雄”“杂交水稻之父”，体验计

算机识别人脸的过程，并且引导学生崇尚英雄，学习英雄。

环节三：识别原理细探究(9min)

在编辑平台中有相应的人脸识别指令积木，只有正确使用这些积木，计算机才能

识别出人脸信息。

任务一：找到下列指令在平台中的具体位置

指令积木名称己找到所在位置

“通过USB摄像头拍一张照片”指令积木

E用USB短法T照片，分辨至为匚黎幅为“GS跳空”预览f0方

“保存图片”指令积木

/home/pi/imageTemp/tempjpg

“获取人脸信息”指令积木

“人脸对比分析”指令积木

r进行人脸对比分析,设置第T图片为-第一5长图片路径为

1设置第二张图片为一n第二张图片路径为

“获取人脸表情“指令积木

任务

学习任务：探究人脸识别的过程和原理学生活动：根据导学单交流完成人脸识别的过程。

学生指导：

教师结合学生回答及时反馈，帮助学生理解人脸识别的过程和原理。关键问题：计算机识别

人脸的一般过程是怎样的呢？

设计意图

循序渐进引导学生理解人脸识别的过程和原理，突破难点。

环节四：识别技术应用多（18分钟）

学生任务：1.人机比较判断相似“IT风云人物”照片，四人小组分工合作统计汇总数据。

2.探讨人脸识别和图像识别技术的创新应用。学生活动：1.打开问卷星对比相似图像填写问

卷。2.体验百度AI“人脸比对”却“通用物体与场景识别”功能并分工合作汇总数据。3.

设计意图

引导学生关注、思考新技术背后的安全问题，组织组内互评，以评

促学。

六、设计理念

1.本课以PBL项目式学习开展教学，充分联系教材体系，深入挖掘文本内容，深度分析学生

心理认知特点，设计“智能购物之旅”单元项目，通过拍摄学生实际生活中前去购物运用到

的各项人工智能技术，后续各课均以“智能购物之旅”中的一项人工智能技术深入分析，着

眼单元整体设计，落实单元绿色评价，引导学生观念从整体到局部再联系整体。2.以体验式

认知为途径，搭建脚手架，设计学生学习单、课堂评价表等，以学生为中心，深入浅出，让

学生在“做中学”、“做中思”，并设计多种形式的小组合作活动。3.技术线、知识线与德

育线并重，本课在设计时特别关注给予学生进行人脸识别体验的图片素材的选择，选择了

“抗疫英雄”和“IT风云人物”等正能量的人物照片，引导学生崇尚英雄，刻苦学习，勇

于创新！

三、单元思路

五、教学过程

本课整体流程设计：

环节一：单元任务回顾（2分钟）

学生活动：

回顾本单元的《造“物〃》主题，了解本节课在单元主题中的位置.

学习指导：

出示单元任务：

上节课设计了文字识别+”物〃，这节课，我们又要设计什么样的人工智能技术+“物”呢？

设计意图

回顾本单元的主题和目标，了解本课在单元中的位置，引起学习的

好奇心。

环节二：生活情境导入（4分钟）

学生活动:

1.观察教师的行为，猜测教师的行为是使用人脸解锁手机。

2.回忆人脸解锁手机的过程，说一说我的问题。

3.知道本课要学习的人工智能技术是人脸识别。

学习指导：

1.将手机屏幕面向学生，扫过几个学生，直到在一个学生面前，手机自动解锁。

2.引导学生提出问题。

预设学生回答：

①人脸解锁用了什么技术？

②为什么这个同学能解锁？

3.出示本课的课题。

关键问题：

回忆人脸解锁手机的过程，你有什么问题要问？

设计意图

创设生活情境一一手机人脸解锁。学生思考，获得问题，带着问题去

探究、思考、设计。培养学生发现问题、解决问题的能力。

环节三：人脸识别的体验及过程（15分钟）

学生活动：

1.回忆体验过程，看课本，思考人脸识别是什么？让机器拥有了人的什么智能？

2.通过学生活动一：观察图片，猜猜机器会识别出什么结果？完成学习单"学生活动一〃

我的猜测这一列；学生活动二：体验百度AI“人脸检测”；将检测的结果填入学习单。

3.观察三张图，思考如何区别大笑、微笑、不笑。

4.思考每个步骤，人脸识别是在做什么？

关键问题：

1.人脸识别是一种什么技术？

2.观察大笑、微笑、不笑三张图，哪些特征可以帮我们区分？

3.人脸识别的过程是什么？

学习指导：

1.引导学生通过提取关键字，结合AI的概念，理解人脸识别的溉念。

2.完成任务单中学生活动一和二，将不同学生的答案填入表格，对比。

3.引导学生辨别大笑、微笑、不笑，理解人脸识别的原理。

4.辨认每个步骤的，人脸识别在做什么，总结人脸识别的过程。

设计意图

通过人工智能的概念，理解人脸识别的概念。通过体验百度AI人脸识别，尤其是学生

对比人眼识别与百度AI人脸识别的结果，深入体会人脸识别的过程和原理。

环节四：人脸识别应用及设计（17分钟）

学生活动：

1.回忆人脸识别在生活中的应用。

学生回答。

2.分析人脸识别的应用，思考该应用的设计过程。

回答教师提问，一起回顾总结本节课知识要点和难点。

3.学生活动三：设计人脸识别+“物〃

每个学生在学习单中独立完成，设计一个或者多个人脸识别+”物〃。

小组讨论，以小组为单位展示本组作品。

关键问题：

1.在设计人脸识别+"物”之前，我们来看一下，人脸识别在生活中己经有哪些应用了？

2.这个应用是将原来的什么东西加上人脸识别，改造出来的？

3.改造后有了什么新功能或者解决了哪些生活中的问题？

学习指导：

1.引导学生回忆生活中的人脸识别。预设：学生回答的应用一般都是用于身份识别的。

其他功能，教师可以给一些图片，引导学生回答。人脸识别应用功能总结：身份验证、判断

人的行为、检测人流量、人脸面部检测等。

2.以一个应用为例，引导学生思考这个应用是将原来的什么东西，加上人脸识别，改造

出来的，改造后带来了有哪些便利或解决了哪些生活的问题？

在学生的帮助下，完成表格的填写。预设：闸机通道

3.收集优秀设计案例，为14课造“物”做准备。

设计意图

学生通过了解、分析人脸识别的应用，开阔设计思路，将所学融入

设计，用技术解决生活问题，培养学生信息素养。设计过程中，先自己

思考，再小组风暴，通过不同设计，激发学生的创新思维。

环节五：评价总结（2分钟）

学生活动：

1.听教师讲授人脸识别安全。

2.回顾本课学习的知识技能以及整个学习过程，填写：第10课人脸识别自评表。

学习指导：

1.有不法分子盗取人的人脸数据贩卖，属于犯法行为，在日常生活中要保护自己的个人

信息。

2.用问卷星发放、调查第10课人脸识别自评表。

设计意图

教师通过讲解人脸数据的重要性，帮助学生建立模糊的人工智能安

全与伦理，为15课人工智能安全与伦理的学习做铺垫，培养学生信息

社会责任。

通过问卷星，快速收集学生在本课学习的情况，帮助学生回顾整理本课的收获。

板书：

六、设计理念

本课总体设计思路，是从生活真实情境出发，发现问题，解决问题，建立问题解决模

型，再回归生活，用技术解决生活中其他同类问题。

一、教学分析，制定项目化学习方案

通过教材解读，分析本单元整体教学脉络。本单元教材脉络清晰，课与课之间的逻辑

结构，类总分总。因此在制定本单元的项目学习方案时，依据教材脉玷，围绕《造“物”》为

项目主题，制定项目化学习方案。

二、以生为本，打造活力课堂

本课主要以学生为中心，教师作为引领者和指导者，尤其在设计人脸识别+"物〃的环节,

要求学生先独立完成，培养学生独自思考的习惯，再小组讨论，开展小组合作学习。由于学

生个性差异等，这些差异，在合作学习过程中，才能发挥合作的魅力，才能碰撞出智慧的火

花，打造活力课堂。

三、先学后用，从问题解决到素养提升

基于项目化学习，从生活”手机人脸解锁〃中发现问题，到学习基础知识和技能，建立问

题解决模型，培养学生的计算思维。将所学用于设计人工智能+"物"，即间接地了解了学生

对本课所学知识的掌握情况，又达到了将所学运用于生活实际，培养学生“数字化学习与创

新"素养。在本课结束之前，通过人脸识别安全讲解，培养学生信息社会责任。

一、教材简析

人脸识别是数字化生活的体现，给人们的生活带来了便捷。探秘人脸识别，了解人脸识

别的基本原理，以学生的感受和体验为主，弱化对知识的讲解，以培养学生的计算思维为重

点。

人脸识别教材结构分为：应用，体验，过程（原理）三部分。

应用：身份证验证、人流量统计、驾驶行为分析、人脸检测等。

体验：人脸检测、人脸情绪检测、人脸相似度比对等。

过程（原理）：图像采集一一人脸定位一一特征提取一一特征比对（人脸资源库）一一

输出结果。

二、学情简析

六年级的学生体验过生活中一些高科技，对科技给人类生活带来的便利性稍有了解，但

其背后的原理却知之甚少。同时，六年级的学生对电影、生活中的一些科技充满好奇。人脸

识别近年来应用于生活中的很多领域，作为新事物，人脸识别技术也是学生比较好奇的。

三、单元思路

四、学习目标

（-）三维目标

1.通过全班交流和小组合作学习课件素材，了解人脸识别技术的应用与影响。

2.会用人脸识别开放平台或工具，识别人脸，解决身边的问题。

3.通过对人脸识别过程与原理的解析，科学正确认识人脸识别技术。

（二）核心素养指向

1.通过多次人脸识别技术的体验，探索人脸识别的规律，分析原理，培养思维能力。

2.在合作中交流中，发现人脸识别的本质与核心，正确看待人工智能，建立正确观念。

教学重难点

重点：会用人脸识别开放平台或工具，识别人脸，解决问题。

难点：认识人脸识别的过程与原理。

五、教学过程

环节一：通用物体与场景识别：我是知识达人

学习任务：

迁移上节课体验百度Al”文字识别〃功能的知识，让学生体验百度AI中的图像识别，引

导学生感受人工智能技术，引出课题人脸识别。

学生活动：

1.根据出示计算机发展史上的名人，说一说他们的名字。

2.迁移“文字识别”体验的知识，进行公众人物杳询的体验。

3.打开scratch作品，完成知识闯关“认识计算机发展史名人”。

学习指导：

1.引导学生利用百度AI,体验公众人物查询。

2.通过体验评价，学生发现特性，说出课题：人脸识别。

关键问题：

1.我要用百度AI中图像技术来识别这些人物，我们该怎么操作呢？

2.为什么百度AI能通过图片就能知道这张照片的人物名称呢？

设计意图

认识计算机发展史名人，拓展学生知识面，参与活动，以体验的方

式引起学生的学习的兴趣。

环节二：人脸检测与属性分析：我是火眼金睛

学习任务:

初步体验人脸识别过程，探索人脸识别技术的功能，观察人脸检测过程的每个细节。理

解五官特征对人脸识别的重要性。

学生活动：

1.进入scratch作品闯关“眼刀大比拼〃，把自己猜测计算机发展史名人拍摄这张照片时

的年龄和颜值填写进入，获取猜测准确率。

2.请同学们通过人脸识别中的人脸检测来确定名人的年龄和颜值，体验过程中仔细观

察人脸检测过程的每个细节。

学习指导：

1.指导学生用scratch作品对名人的拍摄照片时的年龄及颜值进行猜测，获取准确率。

2.汇总准确率高的同学猜测的想法，进行小结，初步了解人脸识别过程。

3.引导学生利用百度AL体验人脸识别中的“人脸检测”功能。

关键问题：

1.我们通过“通用物体与场景识别”了解了这些名人，他们拍摄这张照片时的年龄和颜值

又是怎样的？

2.你是通过哪些细节来判断名人的年龄及颜值，获得这么高的准确率？

3.人脸检测过程该怎么操作？

设计意图

学生通过游戏的形式，猜一猜，验证自己的准确率，体验人脸检测

的过程，观察人脸检测过程的每个细节。会用人脸识别开放平台或工具，

识别人脸，解决身边的问题。

环节三：人脸对比：我是寻人高手

学习任务：

再次体验人脸识别过程，探索人脸识别技术的功能，感受人脸识别应用多，会用人脸识

别开放平台，识别人脸，解决身边的问题。

学生活动：

以小组为单位，选一位名人为标准，在班级里寻找和他最相似的脸。

学习指导：

1.引导学生开展活动一一寻找与计算机名人最相似的脸。

2.小结获胜组快速找到最相似的脸的细节。

3.引导学生利用百度AI,体验人脸识别中的“人脸对比〃功能。

关键问题：

1.以小组为单位，选一位名人为标准，在班级里寻找和他最相似的脸，在规定时间3

分钟内，哪个组找到的脸最相似，哪个组就获胜？

2.小组合作交流使用“人脸对比”功能。

3.请获胜组讲讲如何快速找到最相似的脸。

设计意图

以比赛的形式，学生使用人脸识别开放平台或工具，识别人脸，解

决身边的问题，体验人脸对比。

环节四：人脸情绪检测：我是演技大姮

学习任务：

通过不同方式的人脸识别体验，感受人脸识别应用多，使用不同的人脸识别平台和工具,

识别人脸，解决身边的问题。

学生活动：

体验慧编程作品“演技大比拼"，根据作品提示操作，获取自己表情最后得分。

学习指导：

1.引导学生体验慧编程作品“演技大比拼”。

2.了解人脸识别中的“人脸情绪检测〃功能。

关键问题：

请班级演技大师说一说是如何获取表情高分？

设计意图

通过体验慈编程作品“演技大比拼”活动，了解体验不同的人脸识别

的工具，感受到人脸识别应用多。

环节五：人脸识别的过程：我是获取信息能手

学习任务：

通过对人脸识别过程与原理的解析，科学正确认识人脸识别技术。

学生活动：

1.体验小结，说出在体验人脸识别过程中发现的人脸识别的过程或原理。

2.观看视频，理解记录人脸识别的过程或原理。

3.完成scratch关于人脸识别的过程或原理的知识检测。

学习指导：

引导学生说出部分人脸识别过程与原理。

关键问题：

通过几次的人脸识别的体验，你知道人脸识别需要哪些过程与原理？

设计意图

了解“人脸识别过程〃体验人脸识别的原理，完成scratch作品知识检

测，思考讨论并回答教师问题，对人脸识别过程与原理进行解析，科学

正确认识人脸识别技术。