0 0 类别 : 教案

《手势识别——智能风扇》教学设计 课型 新授课 学时 1 授课年级 五年级 课程指南 ·理解什么是手势识别，并进一步知晓其中的手部关键点检测技术（智能意 识） ·理解手势识别的基本流程，能够通过图形化编程实现简单的手势识别（智 能思维） ·能够运用在线平台训练手势模型，能够列举日常生活中手势识别的应用实 例（智能应用与创造） ·能够设想与解释手势识别给社会生活带来的便利，能够辩证地看待人工智 能在社会发展进程中的功与过，培养对于 AI的积极态度与正确应用能力（智 能社会责任） 内容分析 课程内容起步于手势识别在生活中的应用，以手势控制游戏角色，手势控制 电视剧集切换等应用，再基于“手势控制风扇开关”小游戏，引导学习手势识别 的相关内容，该部分内容具备一定的隐秘性，需要在实践体验中逐步进行手势识 别基本流程的教学，并引导学生体验其背后被封装起来的手部关键点检测技术， 在上一节的基础上促进学生更深入地了解关键点检测技术。课程内容需要学生补 充完成手势识别的图形化编程，相较于上节课人脸识别的任务而言，难度有了一 定的提升，大量的“广播”与“接收”模块的使用对于逻辑思维能力提出了更高 的要求。同时，课程内容不忘伦理道德层面的渗透提升，引导学生提升使用全面 而客观的训练数据的意识。 学情分析 考虑到手势识别具有一定的隐晦性，而五年级的同学们理解能力有限，故在 理论知识讲解之前先让同学们玩”手势控制风扇开关”的小游戏，在游戏体验中 调动课堂氛围和小朋友们的兴致，并在讲解过程中训练手势模型、体验手部关键 点检测技术，使得学生能够自主操作，发挥其主体地位，防止课程的机械无聊， 还能为小朋友们后续的程序编写奠定模型基础 。另外，虽然上几节课已有过“完形填空”式程序补充的相关操作演示和使 用教程，但考虑到小朋友们的课程间隔较长，可能产生遗忘，故仍需要老师进行 操作演示并提供操作指南，帮助小朋友们进一步巩固记忆、熟悉操作。在图形化 编程能力方面，编程任务较繁杂，需要小朋友们静心分析程序逻辑。至于伦理道 德层面，引导小朋友们在回顾图像分类时避免数据偏见的方法的基础上，类比手 势模型训练时的注意事项，提升小朋友们的迁移能力，根植理性使用人工智能工 具的素养。 教学目标 知识与技能 1.理解什么是手势识别，并进一步理解其中的手部关键点检测 技术； 2.理解手势识别的基本流程，能够使用在线平台进行手势模型 的训练，并通过图形化编程实现简单的手势识别； 3.能够列举日常生活中手势识别的应用实例； 过程与方法 1.趣玩”手势控制风扇开关”小游戏，训练手势模型并体验手 部关键点检测，基于实践体验理解手势识别的相关知识； 2.通过小组讨论，补充程序，使程序正常运行，能够根据不同 的手势开关风扇，并切换三个风速档次； 3.通过头脑风暴，思考训练手势模型时应注意的问题，并理解 使用全面而客观的训练数据的重要性； 情感态度与价 值观 1.培养学生善于发现生活中手势识别应用情境的积极态度； 2.促使学生注重手势识别训练数据的全面性，培养学生正确使 用技术、严谨对待数据的意识。 教学重难 点 教学重点 1.能够列举日常生活中手势识别的应用实例（智能应用与创 造）； 2.理解手势识别的概念及基本流程，能够通过图形化编程实现 简单的手势识别（智能思维）； 3.能够设想与解释手势识别给社会带来的便利，能够辩证地看 待人工智能在社会发展进程中的功与过，培养对于 AI 的积极 态度与正确应用能力（智能社会责任）； 教学难点 1.理解什么是手势识别，并进一步知晓其中的手部关键点检测 技术（智能意识）； 2.理解手势识别的基本流程，能够通过图形化编程实现简单的 手势识别（智能思维）； 3.能够运用在线平台训练手势模型（智能应用与创造）。 教学方法 讲授法、讨论法、练习法、案例教学法、情境教学法 学习环境 与 教学资源 ·学习环境 研讨型教室或机房 ·教学资源 平板电脑或电脑等电子终端、电子白板 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 1. 导入新课 1.引导学生思考手势识 别的应用； 2.展示手势识别在生活 中的应用 1.思考手势识别的应 用； 2.认真听讲，了解手势 识别在生活中的应用 1.联系生活实际，通过有趣 的手势控制游戏角色等应 用，激发学生的学习兴趣 2. 讲授新知 3.为学生演示“手势控 制风扇开关”小游戏， 指导学生体验游戏； 4.据游戏体验介绍手部 关键点检测技术与手势 识别的基本流程； 3.观看老师演示，了解 “手势控制风扇开关” 小游戏的趣玩方法，并 自行体验； 4.根据游戏体验，回答 老师提出的问题，学习 手势识别的理论知识； 2.于有趣的游戏体验中帮助 学生建构新知； 3.为学生接下来的编程试炼 做铺垫 3. 程序破密 5.组织学生以小组为单 位，将“手势控制风 扇”小游戏的程序补 全； 6.教师讲解，解密程 序，引导学生通过对比 查漏补缺； 5.小组合作补充完成 “手势控制风扇”小游 戏的程序编写； 6.根据教师讲解，比较 小组程序的异同，修正 错误、完善程序； 4.于体验中激发学生对手势 识别的学习兴趣； 5.于实践中加深学生对于手 势识别的理解； 6.培养学生的编程思维与能 力，提升学生合作解决问题 的能力； 7.通过小组所写程序与教师 提供程序的对比，加深学生 的理解 4. 伦理渗透 7.引导学生思考训练手 势模型时可能会发生的 问题，说明使用全面客 观的训练数据的重要 性； 7.在教师提示与引导 下，与小组成员积极讨 论，回顾所学并回答问 题； 8.保证素养导向，注重课程 伦理渗透，培养学生形成正 确的技术使用观念； 9.提升学生交流与合作能力 5. 回顾总结 8.回顾本节课堂的学习 重点，为学生呈现本节 课的几大核心问题，引 导学生回答； 8.在教师的引导下积极 思考、回顾与讨论本节 课所学，逐个回答教师 呈现的问题； 10.总结与回顾本节课所学， 加深理解，巩固知识结构 板书设计 手势识别——智能风扇 一、手势识别的应用 控制游戏角色、控制电视剧集切换、控制家居 二、手势识别 手势输入-手势预处理（图像去噪、图像增强）-特征提取（关键点）- 特征匹配-结果输出 ✭手部关键点检测 三、程序探索 四、小组讨论 1.在训练手势识别模型时，有哪些可能会发生的错误？ 2.为了确保模型的可靠性，我们在训练手势模型时需要注意什么？ 五、总结回顾 1.手势识别的应用 2.手势识别的原理 - 手部关键点检测技术 - 手势识别的流程 3.手势识别的程序编写 4.训练模型的注意事项 教学反思 1.该程序逻辑较为复杂，学生会不会觉得太繁琐难懂？