第二單元 讓機(jī)器認(rèn)識(shí)我第3節(jié)“認(rèn)出”一個(gè)人 教學(xué)設(shè)計(jì)　　2023-2024學(xué)年川教版（2019）初中信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)

第二單元讓機(jī)器認(rèn)識(shí)我第3節(jié)“認(rèn)出”一個(gè)人教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年川教版（2019）初中信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒔虒W(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為“認(rèn)出”一個(gè)人，這是川教版（2019）初中信息技術(shù)八年級(jí)上冊(cè)第二單元的內(nèi)容，主要涉及人臉識(shí)別技術(shù)的基本原理和應(yīng)用。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課將人臉識(shí)別技術(shù)與學(xué)生之前學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)相結(jié)合，幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)如何通過圖像識(shí)別技術(shù)“認(rèn)出”一個(gè)人。這部分內(nèi)容與課本中關(guān)于圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺等章節(jié)相關(guān)聯(lián)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。通過學(xué)習(xí)人臉識(shí)別技術(shù)，學(xué)生能夠理解信息技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)對(duì)信息技術(shù)的敏感性；通過分析人臉識(shí)別的算法和流程，鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維；同時(shí)，通過實(shí)踐操作，提升學(xué)生運(yùn)用信息技術(shù)解決問題的能力，增強(qiáng)數(shù)字化學(xué)習(xí)習(xí)慣。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握的相關(guān)知識(shí)：八年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，包括計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等。在圖像處理方面，學(xué)生可能對(duì)簡(jiǎn)單的圖像編輯軟件有所了解，如Photoshop或美圖秀秀的基本操作。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)信息技術(shù)課程普遍感興趣，尤其是與日常生活緊密相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用。學(xué)生具備較強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，能夠通過實(shí)踐學(xué)習(xí)新知識(shí)。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生偏好視覺學(xué)習(xí)，通過圖像和視頻理解新概念；部分學(xué)生則更傾向于動(dòng)手實(shí)踐，通過實(shí)際操作來掌握技能。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：首先，學(xué)生對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的原理理解可能存在困難，需要教師通過生動(dòng)的案例和逐步講解來幫助學(xué)生理解。其次，學(xué)生在實(shí)踐操作中可能遇到技術(shù)問題，如軟件使用不熟練、圖像處理效果不理想等，需要教師提供及時(shí)的技術(shù)支持和指導(dǎo)。此外，部分學(xué)生可能對(duì)隱私和安全問題產(chǎn)生擔(dān)憂，教師需在教學(xué)中適當(dāng)引導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)人臉識(shí)別技術(shù)的倫理和安全使用。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室，配備Windows操作系統(tǒng)和圖形處理軟件（如Photoshop、美圖秀秀等），高清攝像頭，投影儀。

-課程平臺(tái)：學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線作業(yè)。

-信息化資源：人臉識(shí)別技術(shù)相關(guān)教學(xué)視頻、案例庫、在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

-教學(xué)手段：PPT演示文稿，互動(dòng)式教學(xué)軟件，實(shí)物教具（如人臉識(shí)別門禁模型）。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示一系列不同場(chǎng)景下人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，如超市自助結(jié)賬、手機(jī)解鎖、安全監(jiān)控等。

2.提出問題：引導(dǎo)學(xué)生思考人臉識(shí)別技術(shù)的原理及其在日常生活中的重要性。

3.學(xué)生討論：分組討論，分享對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的了解和看法。

二、講授新課（20分鐘）

1.人臉識(shí)別技術(shù)簡(jiǎn)介：介紹人臉識(shí)別技術(shù)的基本概念、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域。

2.人臉識(shí)別原理：講解人臉識(shí)別的基本原理，包括人臉檢測(cè)、特征提取、比對(duì)匹配等環(huán)節(jié)。

3.實(shí)例分析：分析具體的人臉識(shí)別案例，如人臉識(shí)別門禁系統(tǒng)、人臉識(shí)別支付等。

4.技術(shù)挑戰(zhàn)：探討人臉識(shí)別技術(shù)面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，如光照變化、表情變化、遮擋等。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.實(shí)踐操作：分組進(jìn)行人臉識(shí)別軟件的安裝和操作，如使用美圖秀秀進(jìn)行人臉識(shí)別。

2.交流討論：各小組分享操作經(jīng)驗(yàn)，討論遇到的問題和解決方法。

四、課堂提問（5分鐘）

1.針對(duì)人臉識(shí)別技術(shù)的原理和應(yīng)用，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。

2.學(xué)生回答問題，教師點(diǎn)評(píng)和總結(jié)。

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師展示人臉識(shí)別技術(shù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2.學(xué)生提問，教師解答。

3.教師邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)演示操作，共同探討問題。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.引導(dǎo)學(xué)生思考人臉識(shí)別技術(shù)在倫理和安全方面的挑戰(zhàn)。

2.學(xué)生討論如何合理使用人臉識(shí)別技術(shù)，保護(hù)個(gè)人隱私。

七、總結(jié)與反思（5分鐘）

1.教師總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容和重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)人臉識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

2.學(xué)生反思自己在本節(jié)課中的學(xué)習(xí)收獲，提出改進(jìn)意見。

教學(xué)時(shí)間總計(jì)：45分鐘六、拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《人臉識(shí)別技術(shù)：原理與應(yīng)用》

-《計(jì)算機(jī)視覺：從基礎(chǔ)到應(yīng)用》

-《人工智能：從理論到實(shí)踐》

-《網(wǎng)絡(luò)安全：隱私保護(hù)與倫理問題》

-《生物識(shí)別技術(shù)：指紋、虹膜、人臉識(shí)別》

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以進(jìn)一步研究人臉識(shí)別技術(shù)的不同算法，如Eigenfaces、LocalBinaryPatterns（LBP）等。

-探究人臉識(shí)別技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如醫(yī)療、教育、金融等。

-分析人臉識(shí)別技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，討論其在實(shí)際應(yīng)用中的挑戰(zhàn)和解決方案。

-學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的人臉識(shí)別系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、特征提取和匹配。

-研究人臉識(shí)別技術(shù)的隱私保護(hù)措施，探討如何在保護(hù)用戶隱私的同時(shí)實(shí)現(xiàn)技術(shù)功能。

-了解人臉識(shí)別技術(shù)在司法鑒定、安全監(jiān)控等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，分析其對(duì)社會(huì)的影響。

-通過網(wǎng)絡(luò)資源，查找最新的研究成果和技術(shù)進(jìn)展，了解人臉識(shí)別技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

-設(shè)計(jì)一個(gè)基于人臉識(shí)別的創(chuàng)意項(xiàng)目，如智能門禁系統(tǒng)、個(gè)性化推薦系統(tǒng)等，并嘗試實(shí)現(xiàn)。

-參與相關(guān)的科技競(jìng)賽或項(xiàng)目，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中。

-與其他學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，如心理學(xué)、生物學(xué)等，探討人臉識(shí)別技術(shù)的跨學(xué)科應(yīng)用。七、課后作業(yè)1.作業(yè)內(nèi)容：

設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的人臉識(shí)別系統(tǒng)方案，包括以下步驟：

-數(shù)據(jù)采集：說明如何獲取人臉圖像數(shù)據(jù)。

-預(yù)處理：描述人臉圖像預(yù)處理的方法，如去噪、人臉定位、人臉歸一化等。

-特征提?。哼x擇至少兩種特征提取方法，并簡(jiǎn)要說明其原理。

-匹配：介紹一種人臉匹配算法，并說明其步驟。

-系統(tǒng)測(cè)試：設(shè)計(jì)測(cè)試方案，包括測(cè)試數(shù)據(jù)的選擇和測(cè)試指標(biāo)。

2.作業(yè)示例：

-數(shù)據(jù)采集：從公開的人臉數(shù)據(jù)集（如LFW）中下載人臉圖像。

-預(yù)處理：使用OpenCV庫進(jìn)行人臉定位，然后對(duì)圖像進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換、歸一化處理。

-特征提?。翰捎肔ocalBinaryPatterns（LBP）和Eigenfaces兩種方法。

-匹配：使用最近鄰分類器進(jìn)行人臉匹配。

-系統(tǒng)測(cè)試：選擇20%的人臉圖像作為測(cè)試集，測(cè)試準(zhǔn)確率、召回率等指標(biāo)。

3.作業(yè)內(nèi)容：

分析人臉識(shí)別技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，撰寫一份簡(jiǎn)報(bào)，內(nèi)容包括：

-醫(yī)療領(lǐng)域：人臉識(shí)別在病歷管理、患者識(shí)別、遠(yuǎn)程醫(yī)療咨詢等方面的應(yīng)用。

-金融領(lǐng)域：人臉識(shí)別在身份驗(yàn)證、交易授權(quán)、風(fēng)險(xiǎn)管理等方面的應(yīng)用。

-安防領(lǐng)域：人臉識(shí)別在視頻監(jiān)控、門禁控制、人群管理等方面的應(yīng)用。

4.作業(yè)示例：

-醫(yī)療領(lǐng)域：人臉識(shí)別可以幫助醫(yī)院快速識(shí)別患者，減少錯(cuò)誤匹配，提高醫(yī)療服務(wù)效率。

-金融領(lǐng)域：銀行可以利用人臉識(shí)別進(jìn)行客戶身份驗(yàn)證，簡(jiǎn)化開戶流程，增強(qiáng)交易安全性。

-安防領(lǐng)域：公共場(chǎng)所可以部署人臉識(shí)別系統(tǒng)，提高安全防范能力，預(yù)防犯罪活動(dòng)。

5.作業(yè)內(nèi)容：

探討人臉識(shí)別技術(shù)可能帶來的倫理和社會(huì)問題，包括：

-隱私泄露：討論人臉識(shí)別技術(shù)在保護(hù)個(gè)人隱私方面可能遇到的挑戰(zhàn)。

-誤識(shí)別：分析人臉識(shí)別系統(tǒng)在誤識(shí)別率方面可能存在的問題及其影響。

-社會(huì)不平等：討論人臉識(shí)別技術(shù)可能加劇的社會(huì)不平等問題。

6.作業(yè)示例：

-隱私泄露：人臉識(shí)別技術(shù)可能會(huì)收集用戶的敏感信息，如人臉圖像，需確保數(shù)據(jù)安全。

-誤識(shí)別：人臉識(shí)別系統(tǒng)可能會(huì)將無辜者誤認(rèn)為是犯罪分子，導(dǎo)致錯(cuò)誤逮捕或監(jiān)控。

-社會(huì)不平等：人臉識(shí)別技術(shù)可能會(huì)被用于歧視，如招聘過程中對(duì)某些族裔的偏見。八、板書設(shè)計(jì)①人臉識(shí)別技術(shù)概述

-人臉識(shí)別的定義

-人臉識(shí)別的應(yīng)用領(lǐng)域

②人臉