【核心素养目标】第2单元 第4课《跨学科活动：昆虫的识别》教案【清华大学版2024】《信息科技》八年级下册

中小学教育资源及组卷应用平台 第4课《跨学科活动：昆虫的识别》教学设计 课题 跨学科活动：昆虫的识别 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级下 核心素养目标 信息意识：能意识到数据的来源、质量和重要性，对数据的收集、处理和分析能理解如何利用信息技术来解决实际问题。计算思维：通过学习本课，可以将复杂的昆虫识别问题转化为可以通过算法解决的形式，包括数据预处理、特征提取和模型训练等。数字化学习与创新：通过运用神经网络和深度学习技术，能够在数字化环境中进行学习和实验，探索新的识别方法和技术，推动创新。信息社会责任：在进行昆虫识别时，需要考虑到数据隐私、知识产权和生态保护等社会责任，确保技术的应用不会对环境和社会造成负面影响。 教学重点 1、熟练掌握并运用神经网络完成昆虫识别系统搭建。 教学难点 1、认识神经网络能够帮助解决生活的问题。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 板书课题。本课中你将体验： 如何设计一个神经网络识别昆虫项目如何搭建识别昆虫的神经网络如何转换模型并部署应用在某些地区，农作物经常受到不同虫害的侵袭，导致产量下降。请同学们应用所学的生物学知识和深度学习技术识别多种昆虫，帮助家乡的农民监测农作物虫害情况，减少经济损失。2、观看教学视频。 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。 讲授新课 新知讲解一、需求分析在设计神经网络识别昆虫时，必须从当地的实际情况出发，挖掘真实需求。在项目需求方面，需要有大量当地昆虫图像组成的数据集，并借助深度学习技术，训练一个神经网络识别出不同昆虫，把训练好的神经网络模型部署到实际应用场景中去，完成一个智能应用。请你结合前面的学习，根据项目需求将表 2.4.1填写完整。二、分工合作方案设计完成后，你的小组需要进行分工合作，小组成员的分工角色与合作职责，可以参照表 2.4.2所示范例设计，也可以另行设计。姓名角色分工A组长负责项目统筹、监督与管理B成员负责进行数据集制作与文档撰写C成员负责模型训练与评估D成员负责模型部署与程序测试E成员负责总结内容三、规划实施神经网络识别昆虫项目的实施过程，可分为项目方案设计、收集整理图像素材、训练神经网络模型、部署与应用模型。1.项目方案设计项目方案的设计包括：如何准备图像数据，是从网络上下载，还是通过摄像头采集；收集好图像数据后，制作成哪种格式的数据集(如ImageNet 格式或 COC0 格式 );选用哪种平台进行模型训练(如 MMEdu ):训练好的模型如何转化，以及如何部署在边缘设备上使用。请搜索并学习相关知识，以更好地设计你们的方案。2. 收集整理图像素材图像素材主要的收集方式有网络下载、拍摄录制与编写绘制等，其中网络下载要尊重版权，并通过正规渠道获取。对收集到的原始素材，通常还要进行加工处理并分类保存。素材收集完成后，按分类需求填人表 2.4.3 中。3.训练神经网络模型已经学习了 MMEdu 训练模型的核心步骤和代码，现在用自建的昆虫数据集进行模型训练。以小组为单位，尝试使用不同的 SOTA 训练昆虫分类模型，留下一个最好的模型。当然，也可以采用无代码的方式进行训练。对于这两种方式，你更喜欢哪一种 4.部署与应用模型不同的深度学习开发框架都有自己特定类型的模型文件，为了方便部署和应用，我们需要进行模型转换，MMEdu 提供了转换函数，可以方便地转换为 ONNX 格式，然后进行边缘设备部署。四、交流评价项目成果交流，分成果整理与交流两个环节。成果整理，其内容涉及项目需求分析、项目方案设计、素材收集、模型部署和应用等方面，并为之制作汇报交流用的 PPT。项目成果评价，可基于表2.4.4 所示的评价量规，来对自己与他 ... ...