第四单元《人工智能初步》《第 1 课时 初识字符识别技术》教学设计 2023-2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修1

第四单元《人工智能初步》《第1课时初识字符识别技术》教学设计2023—2024学年沪科版（2019）高中信息技术必修1主备人备课成员教学内容本节课内容选自《人工智能初步》单元的第1课时，涉及沪科版（2019）高中信息技术必修1教材。主要包括字符识别技术的概念、发展历程、应用领域以及基本原理。通过学习，学生能够了解字符识别技术在人工智能领域的重要地位，掌握字符识别的基本原理和应用场景。核心素养目标培养学生信息意识，让学生认识到字符识别技术在现代社会中的广泛应用和重要性。提升学生的计算思维，通过分析字符识别的工作原理，培养学生逻辑推理和问题解决能力。增强学生的数字化学习与创新意识，激发学生运用技术解决实际问题的兴趣，提高实践操作技能。教学难点与重点1.教学重点，

①理解字符识别技术的定义和基本工作原理；

②掌握字符识别技术在不同场景下的应用，如OCR技术、人脸识别等；

③理解字符识别技术的发展历程，认识到其在人工智能领域的重要地位。

2.教学难点，

①深入理解字符识别技术的数学模型和算法，如神经网络、支持向量机等；

②分析字符识别技术在实际应用中遇到的问题和挑战，如识别准确性、速度等；

③能够将字符识别技术应用于实际问题解决，设计简单的字符识别系统。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与策略1.采用讲授法结合案例分析，讲解字符识别技术的概念、原理和应用。

2.设计互动讨论环节，引导学生探讨字符识别技术的挑战和发展趋势。

3.利用实验模拟软件，让学生亲自操作体验字符识别技术的实际应用。

4.运用多媒体教学资源，展示字符识别技术的实际案例和应用场景，增强学生的直观理解。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：以提问方式引入，如“你们在日常生活中遇到过需要识别字符的场景吗？”，引导学生思考字符识别技术的实际应用。

-回顾旧知：简要回顾信息技术基础知识，如二进制、编码等，为学习字符识别技术打下基础。

2.新课呈现（约25分钟）

-讲解新知：

1.介绍字符识别技术的定义和发展历程，让学生了解其在人工智能领域的重要性。

2.详细讲解字符识别的基本原理，包括图像预处理、特征提取、模式识别等环节。

3.分析字符识别技术的应用场景，如OCR技术、人脸识别、车牌识别等。

-举例说明：

1.展示字符识别技术的实际案例，如使用OCR技术将图片中的文字转换为可编辑文本。

2.通过视频或动画展示字符识别技术的运行过程，帮助学生理解其工作原理。

-互动探究：

1.组织学生进行小组讨论，分享他们了解到的字符识别技术相关信息。

2.设定问题，引导学生思考字符识别技术在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案。

3.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：

1.分发实验模拟软件，让学生亲自操作，尝试实现简单的字符识别任务。

2.设计练习题，让学生运用所学知识解决实际问题，如识别图片中的文字、进行车牌号码匹配等。

-教师指导：

1.逐个检查学生的实验操作，给予个别指导，帮助学生解决操作过程中遇到的问题。

2.针对学生的练习题答案进行讲解，纠正错误，强调重点知识点。

4.拓展应用（约10分钟）

-分享最新的字符识别技术研究成果，激发学生对未来发展的兴趣。

-鼓励学生思考如何将字符识别技术应用于自己感兴趣的领域，提出创新性想法。

5.总结与反思（约5分钟）

-学生总结：请学生回顾本节课所学内容，分享自己的学习体会。

-教师总结：强调本节课的重点和难点，回顾字符识别技术的核心概念和应用场景。

-反馈收集：向学生收集对课程的反馈意见，以便改进教学。

（注：以下部分为教学过程的详细步骤，根据实际教学情况进行调整。）

1.导入环节

-提问：“在你们的日常生活中，有哪些地方需要用到字符识别技术？”

-学生回答，教师总结。

2.新课呈现环节

-讲解字符识别技术的定义和发展历程。

-介绍字符识别技术的三个主要环节：图像预处理、特征提取、模式识别。

-通过案例分析，展示字符识别技术在OCR、人脸识别等领域的应用。

3.巩固练习环节

-分发实验模拟软件，学生分组进行操作。

-学生完成练习题，教师巡视并解答疑问。

4.拓展应用环节

-分享最新的字符识别技术研究成果。

-引导学生思考如何将字符识别技术应用于自己感兴趣的领域。

5.总结与反思环节

-学生总结学习体会。

-教师总结课程重点和难点。

-收集学生反馈意见。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确理解字符识别技术的定义、发展历程和应用领域。

-学生掌握了字符识别技术的三个主要环节：图像预处理、特征提取、模式识别。

-学生能够识别和描述字符识别技术在OCR、人脸识别等领域的应用实例。

2.技能提升：

-学生通过实验模拟软件的操作，提高了动手实践能力。

-学生在完成练习题的过程中，提升了问题解决能力和逻辑思维能力。

-学生通过小组讨论和分享，提高了团队合作和沟通能力。

3.思维发展：

-学生在探究字符识别技术的挑战和解决方案时，培养了创新思维和批判性思维能力。

-学生通过分析案例，学会了从实际应用中提炼出理论知识，并应用于实际问题解决。

-学生在拓展应用环节，能够将所学知识与其他学科知识相结合，进行跨学科思考。

4.情感态度：

-学生对字符识别技术产生了浓厚的兴趣，激发了进一步学习和探索的欲望。

-学生认识到信息技术在现代社会中的重要作用，增强了社会责任感和使命感。

-学生在合作学习过程中，培养了尊重他人、互助共进的良好品质。

5.实际应用：

-学生能够将所学知识应用于实际生活，如使用OCR技术识别图片中的文字。

-学生能够设计简单的字符识别系统，解决实际问题。

-学生在拓展应用环节，提出了具有创新性的想法，为未来学习和研究奠定了基础。课堂小结，当堂检测1.课堂小结

-回顾本节课所学内容，强调字符识别技术的定义、发展历程和应用领域。

-总结字符识别技术的三个主要环节：图像预处理、特征提取、模式识别。

-强调字符识别技术在OCR、人脸识别等领域的应用实例。

-鼓励学生在日常生活中关注字符识别技术的应用，提高信息意识。

-提醒学生关注字符识别技术的发展动态，培养终身学习的能力。

2.当堂检测

-知识点回顾：

1.请学生口头回答字符识别技术的定义和发展历程。

2.让学生列举出字符识别技术的三个主要环节，并简要说明每个环节的作用。

3.提问学生字符识别技术在哪些领域有应用，要求举例说明。

-技能检测：

1.发放实验模拟软件，让学生在规定时间内完成简单的字符识别任务。

2.分发练习题，要求学生在规定时间内完成，检测学生对知识的掌握程度。

-思维能力检测：

1.提出问题：“字符识别技术在未来的发展有哪些可能？”

2.让学生分组讨论，分享各自的观点和想法。

3.教师总结学生的观点，引导学生进行思考。

3.总结与反馈

-教师对学生的回答和表现进行点评，指出优点和不足。

-鼓励学生在课后继续学习和探索字符识别技术。

-收集学生对课程的反馈意见，为今后的教学提供参考。

4.课后作业

-阅读教材中关于字符识别技术的相关章节，加深对知识的理解。

-收集生活中的字符识别技术应用案例，进行分析和总结。

-思考字符识别技术在未来的发展趋势，撰写一篇小论文。课后作业为了帮助学生巩固课堂所学知识，以下是一组与课文知识点内容紧密相关的课后作业题目，每个题目都附有答案。

1.作业题目：

-请简述字符识别技术的三个主要环节，并分别说明每个环节的基本任务。

答案：

-字符识别技术的三个主要环节包括：图像预处理、特征提取、模式识别。

-图像预处理：对原始图像进行预处理，包括去噪、增强、二值化等，以提高图像质量，为后续处理做好准备。

-特征提取：从预处理后的图像中提取出字符的形状、大小、位置等特征，为模式识别提供依据。

-模式识别：根据提取的特征，对字符进行分类和识别，输出识别结果。

2.作业题目：

-举例说明字符识别技术在日常生活中的应用。

答案：

-字符识别技术在日常生活中的应用非常广泛，例如：

-OCR技术：在扫描仪、智能手机等设备中，将纸质文档转换为电子文档。

-人脸识别：在门禁系统、安防监控等领域，用于身份验证和安全控制。

-车牌识别：在高速公路、停车场等场景，用于车辆进出管理和收费。

3.作业题目：

-解释什么是图像预处理，并列举三种常见的图像预处理方法。

答案：

-图像预处理是指对原始图像进行一系列的处理，以提高图像质量，为后续处理做好准备。

-常见的图像预处理方法包括：

-去噪：去除图像中的噪声，如椒盐噪声、高斯噪声等。

-增强：增强图像的某些特征，如边缘、纹理等。

-二值化：将图像转换为黑白两色，以便于后续处理。

4.作业题目：

-描述特征提取在字符识别过程中的作用。

答案：

-特征提取在字符识别过程中的作用是将原始图像中的字符特征提取出来，以便于后续的模式识别。

-通过特征提取，可以从复杂的图像中分离出字符的形状、大小、位置等关键信息，为字符识别提供有效的输入。

5.作业题目：

-分析字符识别技术在OCR技术中的应用原理。

答案：

-OCR技术（Optical