第四單元《人工智能初步》《第 1 課時(shí) 初識(shí)字符識(shí)別技術(shù)》教學(xué)設(shè)計(jì) 2023-2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1

第四單元《人工智能初步》《第1課時(shí)初識(shí)字符識(shí)別技術(shù)》教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1主備人備課成員教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課內(nèi)容選自《人工智能初步》單元的第1課時(shí)，涉及滬科版（2019）高中信息技術(shù)必修1教材。主要包括字符識(shí)別技術(shù)的概念、發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域以及基本原理。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠了解字符識(shí)別技術(shù)在人工智能領(lǐng)域的重要地位，掌握字符識(shí)別的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到字符識(shí)別技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的廣泛應(yīng)用和重要性。提升學(xué)生的計(jì)算思維，通過(guò)分析字符識(shí)別的工作原理，培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理和問(wèn)題解決能力。增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新意識(shí)，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的興趣，提高實(shí)踐操作技能。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解字符識(shí)別技術(shù)的定義和基本工作原理；

②掌握字符識(shí)別技術(shù)在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用，如OCR技術(shù)、人臉識(shí)別等；

③理解字符識(shí)別技術(shù)的發(fā)展歷程，認(rèn)識(shí)到其在人工智能領(lǐng)域的重要地位。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①深入理解字符識(shí)別技術(shù)的數(shù)學(xué)模型和算法，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等；

②分析字符識(shí)別技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，如識(shí)別準(zhǔn)確性、速度等；

③能夠?qū)⒆址R(shí)別技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的字符識(shí)別系統(tǒng)。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)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合案例分析，講解字符識(shí)別技術(shù)的概念、原理和應(yīng)用。

2.設(shè)計(jì)互動(dòng)討論環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生探討字符識(shí)別技術(shù)的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。

3.利用實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，讓學(xué)生親自操作體驗(yàn)字符識(shí)別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

4.運(yùn)用多媒體教學(xué)資源，展示字符識(shí)別技術(shù)的實(shí)際案例和應(yīng)用場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生的直觀理解。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：以提問(wèn)方式引入，如“你們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅竭^(guò)需要識(shí)別字符的場(chǎng)景嗎？”，引導(dǎo)學(xué)生思考字符識(shí)別技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

-回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，如二進(jìn)制、編碼等，為學(xué)習(xí)字符識(shí)別技術(shù)打下基礎(chǔ)。

2.新課呈現(xiàn)（約25分鐘）

-講解新知：

1.介紹字符識(shí)別技術(shù)的定義和發(fā)展歷程，讓學(xué)生了解其在人工智能領(lǐng)域的重要性。

2.詳細(xì)講解字符識(shí)別的基本原理，包括圖像預(yù)處理、特征提取、模式識(shí)別等環(huán)節(jié)。

3.分析字符識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景，如OCR技術(shù)、人臉識(shí)別、車牌識(shí)別等。

-舉例說(shuō)明：

1.展示字符識(shí)別技術(shù)的實(shí)際案例，如使用OCR技術(shù)將圖片中的文字轉(zhuǎn)換為可編輯文本。

2.通過(guò)視頻或動(dòng)畫(huà)展示字符識(shí)別技術(shù)的運(yùn)行過(guò)程，幫助學(xué)生理解其工作原理。

-互動(dòng)探究：

1.組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享他們了解到的字符識(shí)別技術(shù)相關(guān)信息。

2.設(shè)定問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考字符識(shí)別技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的挑戰(zhàn)和解決方案。

3.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

1.分發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，讓學(xué)生親自操作，嘗試實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的字符識(shí)別任務(wù)。

2.設(shè)計(jì)練習(xí)題，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，如識(shí)別圖片中的文字、進(jìn)行車牌號(hào)碼匹配等。

-教師指導(dǎo)：

1.逐個(gè)檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，給予個(gè)別指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決操作過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

2.針對(duì)學(xué)生的練習(xí)題答案進(jìn)行講解，糾正錯(cuò)誤，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。

4.拓展應(yīng)用（約10分鐘）

-分享最新的字符識(shí)別技術(shù)研究成果，激發(fā)學(xué)生對(duì)未來(lái)發(fā)展的興趣。

-鼓勵(lì)學(xué)生思考如何將字符識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于自己感興趣的領(lǐng)域，提出創(chuàng)新性想法。

5.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-學(xué)生總結(jié)：請(qǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，分享自己的學(xué)習(xí)體會(huì)。

-教師總結(jié)：強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，回顧字符識(shí)別技術(shù)的核心概念和應(yīng)用場(chǎng)景。

-反饋收集：向?qū)W生收集對(duì)課程的反饋意見(jiàn)，以便改進(jìn)教學(xué)。

（注：以下部分為教學(xué)過(guò)程的詳細(xì)步驟，根據(jù)實(shí)際教學(xué)情況進(jìn)行調(diào)整。）

1.導(dǎo)入環(huán)節(jié)

-提問(wèn)：“在你們的日常生活中，有哪些地方需要用到字符識(shí)別技術(shù)？”

-學(xué)生回答，教師總結(jié)。

2.新課呈現(xiàn)環(huán)節(jié)

-講解字符識(shí)別技術(shù)的定義和發(fā)展歷程。

-介紹字符識(shí)別技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)：圖像預(yù)處理、特征提取、模式識(shí)別。

-通過(guò)案例分析，展示字符識(shí)別技術(shù)在OCR、人臉識(shí)別等領(lǐng)域的應(yīng)用。

3.鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)

-分發(fā)實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，學(xué)生分組進(jìn)行操作。

-學(xué)生完成練習(xí)題，教師巡視并解答疑問(wèn)。

4.拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)

-分享最新的字符識(shí)別技術(shù)研究成果。

-引導(dǎo)學(xué)生思考如何將字符識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于自己感興趣的領(lǐng)域。

5.總結(jié)與反思環(huán)節(jié)

-學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)體會(huì)。

-教師總結(jié)課程重點(diǎn)和難點(diǎn)。

-收集學(xué)生反饋意見(jiàn)。學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握：

-學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解字符識(shí)別技術(shù)的定義、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域。

-學(xué)生掌握了字符識(shí)別技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)：圖像預(yù)處理、特征提取、模式識(shí)別。

-學(xué)生能夠識(shí)別和描述字符識(shí)別技術(shù)在OCR、人臉識(shí)別等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

2.技能提升：

-學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件的操作，提高了動(dòng)手實(shí)踐能力。

-學(xué)生在完成練習(xí)題的過(guò)程中，提升了問(wèn)題解決能力和邏輯思維能力。

-學(xué)生通過(guò)小組討論和分享，提高了團(tuán)隊(duì)合作和溝通能力。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生在探究字符識(shí)別技術(shù)的挑戰(zhàn)和解決方案時(shí)，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和批判性思維能力。

-學(xué)生通過(guò)分析案例，學(xué)會(huì)了從實(shí)際應(yīng)用中提煉出理論知識(shí)，并應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決。

-學(xué)生在拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，進(jìn)行跨學(xué)科思考。

4.情感態(tài)度：

-學(xué)生對(duì)字符識(shí)別技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，激發(fā)了進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的欲望。

-學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用，增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感和使命感。

-學(xué)生在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)了尊重他人、互助共進(jìn)的良好品質(zhì)。

5.實(shí)際應(yīng)用：

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活，如使用OCR技術(shù)識(shí)別圖片中的文字。

-學(xué)生能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的字符識(shí)別系統(tǒng)，解決實(shí)際問(wèn)題。

-學(xué)生在拓展應(yīng)用環(huán)節(jié)，提出了具有創(chuàng)新性的想法，為未來(lái)學(xué)習(xí)和研究奠定了基礎(chǔ)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)1.課堂小結(jié)

-回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)字符識(shí)別技術(shù)的定義、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域。

-總結(jié)字符識(shí)別技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)：圖像預(yù)處理、特征提取、模式識(shí)別。

-強(qiáng)調(diào)字符識(shí)別技術(shù)在OCR、人臉識(shí)別等領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。

-鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中關(guān)注字符識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，提高信息意識(shí)。

-提醒學(xué)生關(guān)注字符識(shí)別技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的能力。

2.當(dāng)堂檢測(cè)

-知識(shí)點(diǎn)回顧：

1.請(qǐng)學(xué)生口頭回答字符識(shí)別技術(shù)的定義和發(fā)展歷程。

2.讓學(xué)生列舉出字符識(shí)別技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)環(huán)節(jié)的作用。

3.提問(wèn)學(xué)生字符識(shí)別技術(shù)在哪些領(lǐng)域有應(yīng)用，要求舉例說(shuō)明。

-技能檢測(cè)：

1.發(fā)放實(shí)驗(yàn)?zāi)M軟件，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成簡(jiǎn)單的字符識(shí)別任務(wù)。

2.分發(fā)練習(xí)題，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。

-思維能力檢測(cè)：

1.提出問(wèn)題：“字符識(shí)別技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展有哪些可能？”

2.讓學(xué)生分組討論，分享各自的觀點(diǎn)和想法。

3.教師總結(jié)學(xué)生的觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。

3.總結(jié)與反饋

-教師對(duì)學(xué)生的回答和表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)學(xué)習(xí)和探索字符識(shí)別技術(shù)。

-收集學(xué)生對(duì)課程的反饋意見(jiàn)，為今后的教學(xué)提供參考。

4.課后作業(yè)

-閱讀教材中關(guān)于字符識(shí)別技術(shù)的相關(guān)章節(jié)，加深對(duì)知識(shí)的理解。

-收集生活中的字符識(shí)別技術(shù)應(yīng)用案例，進(jìn)行分析和總結(jié)。

-思考字符識(shí)別技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，撰寫(xiě)一篇小論文。課后作業(yè)為了幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，以下是一組與課文知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容緊密相關(guān)的課后作業(yè)題目，每個(gè)題目都附有答案。

1.作業(yè)題目：

-請(qǐng)簡(jiǎn)述字符識(shí)別技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)，并分別說(shuō)明每個(gè)環(huán)節(jié)的基本任務(wù)。

答案：

-字符識(shí)別技術(shù)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)包括：圖像預(yù)處理、特征提取、模式識(shí)別。

-圖像預(yù)處理：對(duì)原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括去噪、增強(qiáng)、二值化等，以提高圖像質(zhì)量，為后續(xù)處理做好準(zhǔn)備。

-特征提?。簭念A(yù)處理后的圖像中提取出字符的形狀、大小、位置等特征，為模式識(shí)別提供依據(jù)。

-模式識(shí)別：根據(jù)提取的特征，對(duì)字符進(jìn)行分類和識(shí)別，輸出識(shí)別結(jié)果。

2.作業(yè)題目：

-舉例說(shuō)明字符識(shí)別技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。

答案：

-字符識(shí)別技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用非常廣泛，例如：

-OCR技術(shù)：在掃描儀、智能手機(jī)等設(shè)備中，將紙質(zhì)文檔轉(zhuǎn)換為電子文檔。

-人臉識(shí)別：在門禁系統(tǒng)、安防監(jiān)控等領(lǐng)域，用于身份驗(yàn)證和安全控制。

-車牌識(shí)別：在高速公路、停車場(chǎng)等場(chǎng)景，用于車輛進(jìn)出管理和收費(fèi)。

3.作業(yè)題目：

-解釋什么是圖像預(yù)處理，并列舉三種常見(jiàn)的圖像預(yù)處理方法。

答案：

-圖像預(yù)處理是指對(duì)原始圖像進(jìn)行一系列的處理，以提高圖像質(zhì)量，為后續(xù)處理做好準(zhǔn)備。

-常見(jiàn)的圖像預(yù)處理方法包括：

-去噪：去除圖像中的噪聲，如椒鹽噪聲、高斯噪聲等。

-增強(qiáng)：增強(qiáng)圖像的某些特征，如邊緣、紋理等。

-二值化：將圖像轉(zhuǎn)換為黑白兩色，以便于后續(xù)處理。

4.作業(yè)題目：

-描述特征提取在字符識(shí)別過(guò)程中的作用。

答案：

-特征提取在字符識(shí)別過(guò)程中的作用是將原始圖像中的字符特征提取出來(lái)，以便于后續(xù)的模式識(shí)別。

-通過(guò)特征提取，可以從復(fù)雜的圖像中分離出字符的形狀、大小、位置等關(guān)鍵信息，為字符識(shí)別提供有效的輸入。

5.作業(yè)題目：

-分析字符識(shí)別技術(shù)在OCR技術(shù)中的應(yīng)用原理。

答案：

-OCR技術(shù)（Optical