教材简析:
本课选自苏教版小学信息技术六年级“初识人工智能”第10课中,关于人脸识别这一部分的内容,具有操作性、科学性的特点。
操作性:本课在实践操作中体验各种人脸识别技术的应用,并解决身边的问题。
科学性:本课利用图文介绍重点引导学生科学正确地认识人脸识别的过程与原理。
教学目标:
1.知识与技能
(1) 了解机器识别人脸的机制,理解特征点对机器识别人脸的作用;
(2) 挖掘并简述人脸识别技术在生活中的应用场景,发现其价值及潜在风险。
2.过程与方法
(3) 观察并提取同桌面部特征,完成“画像”,感受五官对人眼识别人脸的重要性;
(4) 体验在线平台的五官定位功能,对比人眼和机器表达人脸特征的异同;
(5) 体验在线平台的人脸分析功能,检测表情识别的准确度,发现该平台的优势与不足;
3.情感态度价值观
感受智能技术对生活和学习带来的影响,进一步激发学生的学习兴趣,提升其创新意识和探究思维。
教学重点与难点:
1.教学重点:
(1) 了解机器识别人脸的机制,理解特征点对机器识别人脸的作用;
(2) 发现人脸识别在校园生活的合理应用,并意识到潜在风险。
2.教学难点:
(1) 辨析人眼和机器进行人脸识别过程中的异同点。
(2) 利用科大讯飞的小飞机器人,编写人脸识别程序,并体验识别过程。
教学用具:
科大讯飞小飞、科大学习平板、导学单
教学过程:
一、抖音人脸特效导入
这两天马老师刷抖音的时候突然发现了一个好玩的特效,哪位同学也想来尝试一下?
(希沃投屏)
经过刚才的体验,老师有一个疑问:
我们自拍的时候,手机视频特效中,面部的变化与我们实际五官为什么会一直保持一致呢?
(学生回答)
小结:人脸定位、特征比对,这些操作就是人脸识别技术中的一部分,今天就让我们一起探索人脸识别的奥秘。
二、概念学习
让我们通过一段视频来感受一下人脸识别。
谁来用自己的话说一说,什么是人脸识别?
2.活动一:眼力大比拼
我们都知道机器是模拟人的智能,来进行识别的,接下来马老师就要考考你们的眼力了,马老师在我们班随机选了4位同学,截取了他们的眼睛部分,猜猜看分别是谁。
(学生回答)
有些同学已经无法从记忆中提取信息了,那马老师减少点难度再来看看(亮出照片)
(学生回答)
根据这个游戏,我们可以发现人类识别事物有四个步骤,分别为:
“用眼睛看——提取特征——查找记忆——说出是谁”。
三、活动二:实验出真知
那人工智能又是如何识别人脸的呢?请大家拿出导学单,活动二中,马老师给了我们同学们5个人脸识别的步骤,特征提取、人脸定位、图像采集、输出结果、特征分析,请大家想一想它们的顺序是什么?可以小组讨论,写出答案的小组举手示意。
(学生回答,还有答案不同的小组吗?)
实验出真知,让我们通过一个验证实验来找找正确答案。
(打开畅言网页)
在“中小学人工智能教学平台”中,点击进入实验中心。在验证实验中搜索人脸识别。在这个实验中有采集图像、人脸检测、特征提取、人脸匹配这几个步骤。
让我们开始实验吧。
第1步是采集人像,形成一个图片库。马老师已经上传了几位我们班同学的照片,这个过程被称为图像采集。
第2步。人脸检测,大家有没有看到一个绿色的方框,从左上角不断的移动。直到找到人脸,这个过程被称为人脸定位。
第3步,让我们看看人脸识别,是怎么提取特征的,每个人的脸上都会出现很多绿色的点点,每个人点点的位置都不一样,计算机就是靠这些点的位置、点与点之间的距离、三个点形成的三角形,来记住每个人的特征的。
第4步,通过对新的一张照片的特征分析,比对这张照片和我们图像库中人脸的匹配程度,最后输出结果。
正确的步骤是:32154,你们的猜测对了吗?
请组长对你们小组在这个活动中的学习情况进行评价。
四、活动三:小小设计师
了解了人脸识别技术的一般步骤,你们想不想自己来试试编写一个人脸识别的小程序呢?(生答:想)
请小组4个人打开PAD,在畅言AI的百宝箱中打开图形化编程。找找看有关人脸识别的指令在哪个模块中?(Ai技能)
任务来啦,请各组采集并注册人脸信息,呈现检索、检测的结果。
每次设计程序之前,马老师都会请大家想一想,说一说这个程序的流程图。请大家打开导学单的活动3,请你想一想,并将序号写在流程图的三个矩形框中
(开始、注册人脸、人脸检索、检测人脸特征、输出结果)
了解了流程,接下来就让我们一起编写脚本吧!
五、思辨与创新
1.人脸识别在我们生活中的用处可真不少,2018年……
2.请你们小组讨论一下,在我们的生活中还有哪些地方可以用到人脸识别呢?请大家写在导学单的活动四的方格中。
3.既然人脸识别的作用这么大,那如果在我们的教室里也安装,这样能够监控监测学习同学们学习状态的人脸识别,摄像头你们觉得怎么样呢?小组讨论一下,你们认为是利大于弊还是弊大于利?并说明理由。
4.关于人脸识别我们还有很多想知道的事情,双胞胎能不能被人脸识别辨别出来人化妆乔扮之后能不能被识别出来?如果是一张假人打印出来的人脸能不能对准?
关于这些知识大家可以课后搜索一下,网络或者观看我们有关的视频讲解。
最后告诉大家一个可以在家尝试人脸识别的网站。