2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一4.1《了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別-體驗(yàn)人工智能》說(shuō)課稿

2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一4.1《了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別——體驗(yàn)人工智能》說(shuō)課稿主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課選自2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修一第四單元第一節(jié)《了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別——體驗(yàn)人工智能》。本節(jié)課主要包括手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的基本原理、應(yīng)用場(chǎng)景以及相關(guān)的人工智能技術(shù)知識(shí)。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生將了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷程、工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域，并能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的編程實(shí)踐，體驗(yàn)人工智能技術(shù)在生活中的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)，包括：信息意識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)在生活中的重要性的認(rèn)識(shí)；計(jì)算思維，通過(guò)編程實(shí)踐，提升學(xué)生邏輯思維和問(wèn)題解決能力；數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用編程工具實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人工智能應(yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力；信息社會(huì)責(zé)任，讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)的倫理和社會(huì)影響，樹(shù)立正確的價(jià)值觀。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，①

①掌握手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的基本原理，理解其工作流程和算法基礎(chǔ)。

②熟悉Python編程語(yǔ)言中用于手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的基本庫(kù)函數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。

③能夠通過(guò)編程實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)，①

①理解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別算法的復(fù)雜性，包括特征提取、分類(lèi)器設(shè)計(jì)和模型訓(xùn)練等環(huán)節(jié)。

②將理論知識(shí)與編程實(shí)踐相結(jié)合，解決實(shí)際編程中的問(wèn)題，如錯(cuò)誤處理和性能優(yōu)化。

③理解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用局限性和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)步驟師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)教室，裝有Python編程環(huán)境的計(jì)算機(jī)，攝像頭或平板電腦用于手寫(xiě)輸入。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺(tái)或在線(xiàn)課程資源，用于發(fā)布教學(xué)資料和作業(yè)。

-信息化資源：滬科版高中信息技術(shù)教材電子版，相關(guān)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的教學(xué)視頻和案例。

-教學(xué)手段：PPT演示文稿，實(shí)物演示（如手寫(xiě)板），編程環(huán)境（如PyCharm或IDLE），在線(xiàn)編程測(cè)試平臺(tái)。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對(duì)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過(guò)程：

開(kāi)場(chǎng)提問(wèn)：“你們有沒(méi)有體驗(yàn)過(guò)手寫(xiě)輸入數(shù)字，然后看到計(jì)算機(jī)能正確識(shí)別出來(lái)？”

展示一些關(guān)于手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，如智能手機(jī)、ATM機(jī)等，讓學(xué)生初步感受其魅力或特點(diǎn)。

簡(jiǎn)短介紹手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的基本概念和重要性，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別基礎(chǔ)知識(shí)講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的基本概念、組成部分和原理。

過(guò)程：

講解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的定義，包括其主要組成元素或結(jié)構(gòu)，如圖像采集、預(yù)處理、特征提取、分類(lèi)器等。

詳細(xì)介紹手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的各個(gè)組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學(xué)生理解，如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等。

3.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過(guò)具體案例，讓學(xué)生深入了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的特性和重要性。

過(guò)程：

選擇幾個(gè)典型的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別案例進(jìn)行分析，如Google的Digits、Microsoft的KeePass等。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對(duì)實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論，如“如何提高手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的準(zhǔn)確性”。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案，如算法優(yōu)化、數(shù)據(jù)增強(qiáng)等。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對(duì)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的認(rèn)識(shí)和理解。

過(guò)程：

各組代表依次上臺(tái)展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對(duì)展示內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)和點(diǎn)評(píng)，促進(jìn)互動(dòng)交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的重要性和意義。

過(guò)程：

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的基本概念、組成部分、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)。

7.課后作業(yè)布置（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

過(guò)程：

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，查找有關(guān)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的最新研究進(jìn)展，并撰寫(xiě)一篇簡(jiǎn)要的綜述報(bào)告。

要求學(xué)生在下節(jié)課前提交作業(yè)，并準(zhǔn)備在課堂上進(jìn)行分享。知識(shí)點(diǎn)梳理1.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)概述

-手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的定義和重要性

-手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷程

-手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域

2.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的基本原理

-圖像采集：攝像頭或平板電腦等設(shè)備采集手寫(xiě)數(shù)字圖像

-圖像預(yù)處理：對(duì)采集到的圖像進(jìn)行去噪、二值化、邊緣檢測(cè)等處理

-特征提取：從預(yù)處理后的圖像中提取具有代表性的特征，如輪廓、紋理等

-分類(lèi)器設(shè)計(jì)：選擇合適的分類(lèi)算法，如支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，對(duì)提取的特征進(jìn)行分類(lèi)

-模型訓(xùn)練：使用大量手寫(xiě)數(shù)字樣本數(shù)據(jù)對(duì)分類(lèi)器進(jìn)行訓(xùn)練，提高識(shí)別準(zhǔn)確率

3.Python編程環(huán)境與手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別庫(kù)

-Python編程環(huán)境搭建：介紹Python的安裝和使用方法，以及常用的編程工具

-OpenCV庫(kù)：介紹OpenCV庫(kù)在手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別中的應(yīng)用，包括圖像采集、預(yù)處理、特征提取等

-TensorFlow或PyTorch庫(kù)：介紹深度學(xué)習(xí)庫(kù)在手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別中的應(yīng)用，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練

4.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別算法案例

-Google的Digits：介紹Digits的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別算法，包括預(yù)處理、特征提取、分類(lèi)器等

-Microsoft的KeePass：介紹KeePass的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)，包括硬件設(shè)計(jì)、軟件算法等

5.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用

-智能手機(jī)：介紹智能手機(jī)中手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，如手寫(xiě)輸入法、手寫(xiě)搜索等

-ATM機(jī)：介紹ATM機(jī)中手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，如用戶(hù)身份驗(yàn)證、交易金額輸入等

-醫(yī)療領(lǐng)域：介紹手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，如病歷錄入、醫(yī)學(xué)圖像分析等

6.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的挑戰(zhàn)與發(fā)展趨勢(shì)

-難度較高的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別場(chǎng)景：如潦草字體、背景干擾等

-提高識(shí)別準(zhǔn)確率的方法：如算法優(yōu)化、數(shù)據(jù)增強(qiáng)、模型訓(xùn)練等

-未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：如深度學(xué)習(xí)在手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別中的應(yīng)用、跨模態(tài)識(shí)別技術(shù)等

7.教學(xué)活動(dòng)與作業(yè)設(shè)計(jì)

-實(shí)踐教學(xué)：通過(guò)編程實(shí)踐，讓學(xué)生親身體驗(yàn)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)

-課堂討論：引導(dǎo)學(xué)生思考手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用和挑戰(zhàn)

-課后作業(yè)：布置相關(guān)作業(yè)，鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力板書(shū)設(shè)計(jì)1.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別技術(shù)概述

①手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別

②發(fā)展歷程

③應(yīng)用領(lǐng)域

2.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的基本原理

①圖像采集

②圖像預(yù)處理

③特征提取

④分類(lèi)器設(shè)計(jì)

⑤模型訓(xùn)練

3.Python編程環(huán)境與手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別庫(kù)

①Python編程環(huán)境搭建

②OpenCV庫(kù)應(yīng)用

③TensorFlow/PyTorch庫(kù)應(yīng)用

4.手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別算法案例

①