川教版 信息技术五年级下册 教学设计 教学内容 第二单元 第1节 初识人工智能 教学目标 知识与技能: 1.了解生活中的人工智能应用; 2.知道机器学习的原理; 过程与方法: 掌握图形化编程软件中机器学习的过程; 情感态度与价值观: 感受人工智能带给人们生活的便捷,体验机器学习的过程,初步建立人脑学习与机器学习的差异。 重点 难点 本课重难点包括两个部分。一是机器学习的原理,在对比大脑和机器学习的过程中,理解机器如何具有人工智能的。二是使用图形化编程软件中的机器学习模块体验机器学习的过程。 教学准备 1.慧编程软件安装包,形态各异的苹果、梨子若干(模型也可); 2.USB摄像头。 教学过程与方法 主 备 复 备 1.任务导入 教师:欢欢常常听到“人工智能”“机器学习”这些词语,欢欢很疑惑,人工智能是什么?机器学习又是什么呢?接下来,我们就和欢欢一起来研究人工智能。 2.课程聚焦 教师:我们将从生活中的人工智能开始,学习人工智能的概念,机器学习的原理及在图形化编程软件中体验机器学习的过程。 3.任务分解 任务一:生活中的人工智能 任务二:机器学习原理 任务三:机器学习体验 4.子任务突破 子任务一:生活中的人工智能 教师:生活中,我们经常会遇到应用了智能识别技术的机场、火车站和无人停车场等场景,这些都是人工智能技术的具体应用。如无人值守停车场,当汽车行驶到识别区域时,系统识别车牌。当车辆驶离该停车场时,系统再次识别车牌,并计算停车费。待用户缴纳停车费后,系统自动开启道闸。请学生在说说自己知道的例子。 学生:说说自己知道的生活中的人工智能应用的例子。(如超市自主结账机、拍照识物、无人超市等) 教师:人工智能在生活中应用已经很广泛了,那么什么是人工智能呢? 人工智能的含义: 人工智能(Artificial Intelligence,缩写为Al)主要研究利用机器来模拟人脑思维活动的过程。机器学习是人工智能研究的核心知识,是实现人工智能的重要方法之一。 教师:机器学习是人工智能研究的核心,接下来就一起了解下机器学习的过程。 子任务二:机器学习的原理 教师: 我们先来回想一下,如何教小朋友识别苹果和梨。先让小朋友观察各种苹果和梨的外观,小朋友归纳出它们各自的特征后,再分别给小朋友苹果和梨时,小朋友就能区分它们了。 教师:那么能不能使用机器来模拟小朋友的大脑思维过程呢?科学家经过研究,发现是可以实现机器模拟大脑的思维过程。首先,生产一台机器,给这台机器提供尽可能多的苹果和梨的照片(数据);再通过程序,得到苹果和梨的特征(模型);最后,当机器再“看到”苹果和梨时,就可以识别它们了。这就是模拟人脑思维过程的“机器学习”。在识别苹果和梨的例子中,小朋友的大脑经历了“观察———归纳———识别”的认知过程。机器学习模拟人脑思维活动,对应的过程是“学习———建模———应用”。而无人值守停车场则是将机器学习运用到了具体的生活场景中。 子任务三:机器学习体验 教师:可以在软件中体验“机器学习”的实现过程。为此,我们必须在使用前添加相关扩展功能。这里使用的时接下来,我们就去试一试。 教师:这里用到的是慧编程软件中的“机器学习”模块。安装和打开软件,切换到“角色”选项卡,添加扩展“机器学习”,就可以体验机器学习了。 学生:下载、安转软件,添加机器学习扩展模块。 教师:接下来完成模型训练与使用模型识别物体。具体步骤如下: (1)训练模型,点击“训练模型”按键,打开训练模型窗口。在样本1中输入“苹果”,将苹果放在电脑的摄像头前,再点击样本1下面的“学习”按钮,拍摄苹果照片。可以改变角度和更换苹果再拍。按照样本1的方法,采集好样本2。在样本3的输入框中,输入“其他”,不用点击“学习”按 ... ...
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