0 0 类别 : 教案

《图像分类——指鹿为马》教学设计 课型 新授课 学时 1 授课年级 五年级 课程指南 • 理解什么是图像分类，并进一步理解其中训练分类器的含义（智能意识）； • 理解图像分类的基本流程，能够通过图形化编程实现简单的图像分类（智 能思维）； • 能够运用在线平台训练图像分类器，能够列举日常生活中图像分类方面的 应用实例（智能应用与创造）； • 初步理解数据偏见的含义，知道图像分类中的数据偏见会造成不良后果 （智能社会责任）。 内容分析 课程内容在成语典故“指鹿为马”所塑造的情境而展开，基于“是鹿？是马？” 的鹿马分类小游戏，学习图像分类的相关内容，该部分内容具备一定抽象性，需 要在实践体验中逐步进行图像分类基本流程的教学，并联系学生生活实际列举图 像分类的身边应用。课程涉及到图像分类的图形化编程实现，对于图形化编程能 力提出了初步的要求。同时，课程内容不忘伦理道德层面的渗透提升，与训练分 类器相关的伦理问题主要是数据偏见，需要由生活中的身边偏见逐步上升到抽象 层次的数据偏见的学习。 学情分析 五年级的小朋友们对于小动物有着很大的热情，课程通过“AI+成语故事” 的跨学科形式，在成语故事《指鹿为马》的文化背景下展开，能够吸引小朋友们 的注意力。考虑到图像分类具有一定的抽象性，而五年级的小朋友们抽象能力尚 在发展之中，故在理论知识讲解之前先让小朋友们玩“是鹿？是马？”的小游戏， 在游戏体验中调动课堂氛围和小朋友们的兴致，并在讲解过程中穿插分类器训练 的动手实践，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。 另外五年级的小朋友们对于功能较多的网站交互界面还有些应接不暇，需要老师 进行操作演示并提供操作指南。在图形化编程能力方面，上节课初步培养了学生 读懂程序的能力，还没有对学生编程提出具体要求，故本节课采用过渡交汇的形 式，由读到写循序渐进，在读懂程序的基础上要求学生对于这样简单的程序进行 编写实现。至于伦理道德层面，数据偏见对于五年级的小朋友来说理解起来有相 当大的难度，只需要了解最简单的数据偏见及其危害，并要嫁接学生的日常生活 作为学生的学习支架，从具体逐步到抽象过渡，帮助学生浅层理解数据偏见。 教学目标 知识与技能 1.理解什么是图像分类，并进一步理解其中训练分类器的含 义； 2.理解图像分类的基本流程，能够通过图形化编程实现简单的 图像分类； 3.能够运用在线平台训练图像分类器，能够列举日常生活中图 像分类的应用实例； 过程与方法 1.以成语故事“指鹿为马”创设课程的导入情境，调动学生学 习兴趣； 2.指导学生趣玩“是鹿？是马？”的小游戏、训练分类器，基 于实践体验讲解图像分类的相关知识，并映射进学生的日常生 活中，寻找应用实例加以具体化； 3.程序方面，由读到写进行过渡，帮助学生循序渐进开始编写 程序； 4.在小组讨论的过程中，学生借助教师的指导逐步由生活中的 偏见过渡到思考数据中的偏见； 5.回顾总结本课时所学，并布置课后任务，巩固课上所学； 情感态度与价 值观 1.培养学生善于发现生活中图像分类应用情境的积极态度； 2.帮助学生理解数据存在偏见，并知晓数据偏见会带来消极后 果。 教学重难 点 教学重点 1.能够通过图形化编程实现简单的图像分类（智能思维）； 2.能够运用在线平台训练图像分类器（智能应用与创造）； 教学难点 1.理解什么是图像分类，并进一步理解其中训练分类器的含义 （智能意识）； 2. 理解图像分类的基本流程（智能思维）； 3. 初步理解数据偏见的含义，知道图像分类中的数据偏见会 造成不良后果（智能社会责任）。 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 ·学习环境 与 教学资源 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.引导学生积极讲读成 语故事《指鹿为马》； 2.播放《指鹿为马》的 动画短片； 1.主动讲读成语典故 《指鹿为马》； 2.观看《指鹿为马》的动 画短片 1.建立古今联系，为本节课 创设跨学科的导入情境； 2.激发学生的学习兴趣 2. 讲授新知 3.为学生演示“是鹿？ 是马？”的小游戏，指 导学生体验游戏； 4.据游戏体验讲授图像 分类的基本流程，举例 图像分类的应用； 3.观看老师演示，了解 “是鹿？是马？”小游 戏的趣玩方法； 4.学习图像分类的理论 知识，积极思考其在身 边情境中的应用实例； 1.于有趣的游戏体验中帮助 学生建构新知； 2.发现图像分类的生活应 用； 3.为学生接下来的编程学习 做铺垫 3. 程序破密 5.为学生揭秘“是鹿？ 是马？”小游戏的程 序，讲解其中的原理奥 妙； 6.演示相关平台的操作 流程，并引导学生体验 分类器训练； 7.鼓励学生以小组为单 位合作完成程序编写， 提示学生根据颜色快速 查找对应的程序块； 5.跟随教师讲解思考程 序所对应的功能实现； 6.认真观看教师的操作 演示，并在教师的引导 下操作平台，体验分类 器训练； 7.小组合作完成“是 鹿？是马？”小游戏的 程序编写； 1.培养学生的编程思维与能 力，帮助学生在读懂程序的 前提下开始编写程序； 2.于体验中吸引学生注意 力、激发学生对图像分类的 学习兴趣； 3.于实践中加深学生对于图 像分类的理解； 4. 伦理渗透 8.引导学生由生活到数 据、由具体到抽象，考 虑数据偏见的产生与危 害； 8.在教师提示与引导 下，与小组成员一起积 极思考与讨论生活中、 数据中的偏见； 1.保证素养导向，注重课程 的伦理渗透，培养学生的道 德观念和社会责任感； 2.提升学生的交流表达与合 作能力 5. 回顾总结 9.为学生呈现本节课的 几大核心问题，组织学 生讨论与回顾； 10.给学生呈现课后任 务 9.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.依据课程所学，使用 教师提供的资源包，完 成课后任务 1.总结与回顾本节课所学， 加深理解，巩固知识结构； 2.于课后实操中将课程所学 继续加以实践运用，进一步 提升学生的智能应用与创造 素养 板书设计 图像分类——指鹿为马 一、指鹿为马 贬义，比喻故意颠倒黑白、混淆是非 二、图像分类 数据准备-特征提取-特征表示-分类器训练-测试优化 三、程序揭秘 开始游戏-设置摄像头-加载模型-循环结构（预测分类-设置预测结果和 置信度-分支结构） 四、小组讨论 总结回顾 1. 偏见？ 1.指鹿为马 2. 生活中的偏见？ 2.图像分类的基本流程 3. 数据偏见？ 3.图像分类的生活应用 4. 数据偏见的危害 4.数据偏见的产生与危害 五、课后练习 请参考“是鹿？是马？”小游戏的程序，利用老师提供的资源包或自寻 素材，小组合作制作用来区分马里奥和路易吉的“超级马里奥”小游戏 教学反思 1.程序需要讲解到何种程度五年级的学生才不会感到困惑 2.数据偏见对于五年级学生来说真的讲的明白吗？