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1、人工智能工程式学习教学设计一、基本信息1、课时名称：设计我的情绪识别机2、教学年级：4年级3、教材内容：人工智能（四年级下）广州出版社第3课“读懂你的情绪”的拓展延伸。4、学生的基础要求（1）对人工智能有初步感知，在生活中接触过人工智能的相关应用，能够分辨什么是人工 智能，什么不是人工智能。（2）掌握了计算机的基本操作，能够熟练试用鼠标，会通过键盘进行简单的文字和数字输 入。（3）掌握了基本线框型流程图，能够解释简单的流程图表达的程序逻辑，能够借助流程图 表达实现一个作品的过程。（4）掌握了图形化人工智能编程实验平台的基本操作。（5）有开展作品互评的经验，掌握互评的基本方法。5、教学环境要求（
2、1）方式一：在计算机机房，教师持一台Pad,安装智能火花APP系统：学生电脑安装A ISpark软件客户端。电脑配置Window7及以上，网络通畅；电脑外设需要配置摄像头。（2）方式二：在Pad教室，教师持一台Pad,学生每人一台Pad,教师和学生的Pad中 均安装智能火花APP系统；每台Pad安装Chrome浏览器，通过浏览器可以直接访问AI Spark网页版。二、教学目标1、能够清晰说出生活中至少3种应用人脸识别的场景或者软件、硬件。（感知） 2、能够清晰说出通过表情识别情绪的简化过程，知道要建立人脸特征定位、表情特征提取、比照分析、输出结果。（理解AI、计算思维）3、能够使用AlSpar
3、k进行带有语音识别能力和情绪识别能力的工程作品创作实践，作品要 能够正常运行，逻辑正确，并鼓励有一定的创新性和拓展（应用AI和创造AI、计算思维）4、能够说出至少1条人脸识别技术给我们的生活带来的便利和可能的危害。（态度）5、会针对其他人的作品的进行有效评价，并体会到课程学习带来的乐趣，希望更深入的学 习。（态度）三、教学难点1、让学生能够清晰的理解情绪识别的三个环节，并准确表达这个过程（计算思维）。2、学生能够用语言清晰的表达出实现自己作品的过程（计算思维）3、学生能够在有限的时间内完成作品创作，并能表达创新性。（应用AI和创造AI、计算 思维）4、在规定的时间内，引导学生进行完成有效的相互
4、评价。四、教学设计理念1、游戏化学习，小学人工智能教育应该秉承玩中学的理念，激发学生的学习兴趣，在游戏 活动中培养思维，在共享、互动、实践中培养创新能力。2、工程式学习，根据北京大学学习科学实验室提出人工智能教育目标模型，以生活问题引 入，是工程实践为载体，系统性实现感知AI、理解AI、应用AI、创造AI的教学要求，并 在工程中渗透德育内容。五、教学活动设计大纲 环节活动名称时长教师活动学生活动情景导入，建立关联猜猜他们的情绪5分钟1、播放猫和老鼠的小视频，让学生看短片2、让学生说说猫和老鼠都是什么情绪，是怎么得出这个结论的3、展示幻灯片中不同年龄、不同性别、不同肤色的人的表情，让大家猜一猜他
5、们的情绪4、思考为什么不同性别、不同肤色、不同年龄的人，你都能猜出他们有相同的情绪？5、引出应用了人工智能技术的软件，知道应用人工智能也能识别人的情绪6、请学生上台做开心、伤心、平静的表情，使用智能火花软件对学生进行人脸识别，看软件是否能够正确读出人的情绪7、揭示本课主题，人脸属性分析中的情绪识别。1、观看动画视频2、思考并回答以下问题3、学生观看PPT,思考并回答以下问题 4、学生举手上台演示不同的表情，请老师使用智能火花软件进行识别游戏互动，理解原理读懂你的情绪10分钟1、你能想到在生活中还有哪些地方用到了人脸识别、情绪识别技术吗？2、引入新朋友，智能火花软件，使用智能火花APP为学生做体
6、验3、提问学生，你知道智能火花软件是怎么知道是开心还是伤心的吗？1、学上思考何答问题2、在老师的引导下进行体验和思考实践应用，创新设计设计听话的人脸识别机15分钟1、带着学生一起熟悉AlSpark平台中的人脸识别程序集合中的指令2、带着学生分析，引导学生通过自然语言描述实现过程3、带着学生一起填充完整流程图，4、指出本节课重点程序结构一选择结构，并再次通过语言描述程序实现过程4、给学生时间进行创作实践。1、在老师带着下一起学习AlSpark中人脸识别程序集合中的代码块功能2、思考并问答老师的问题3、在老师的引导下进行实践创作，有问题向老师提问。作品提供，同学互评我是创造家，你是评论家10分钟1
7、、老师请学生在线提交作业，给同学时间进行在线的作品互评2、请同学自愿进行提供，然后请给该同学做过评价的进行点评，说出他做的好的，和有待改进的地方，给出合理的优化建议1、提交作业，进行在线互评2、提供作品的思路3、对其他同学的作品进行评价课堂总结5分钟1、老师与同学一起回复本节课学习的内容2、请学生回去继续完善作品。1、与老师一起I可顾内容。2、退出账号，离开计算机教室。六、教学活动设计1、猜猜他们的情绪（1）教师引导语：同学好，很高兴我们又能一起学习人工智能的课程内容了，我们先来看一段有趣的视频吧，看视频的时候记得注意观察下两位主人公都有什么样的情绪表现哟（2）【教师播放视频】（3）教师提问：
8、涯来说说动画片中老鼠和猫分别都出现过什么情绪？【学生回答】（4）教师追问：你是怎么知道老鼠和猫出现过开心和沮丧、愤怒的情绪的？【学生回答, 预设学生能够回答到是因为看到了他们脸上的表情】（可以让学生也演示下这些表情）（5）【PPT展示幻灯片中不同年龄、不同性别、不同肤色的人的表情】（6）教师提问：你说说他们都分别是什么情绪？【学生回答】（7）教师引导语：大家都是情绪识别的高手，今天回家之后也可以回家观察卜.爸妈下班时候的表情，如果你觉得爸妈的情绪是沮丧的，是伤心的，或者是疲倦的，就问问爸妈进行工 作累吗？好不好（这是渗透德育）2、读懂你的情绪（1）教师提问：你能想到在什么地方见到过人脸识别和情
9、绪识别技术吗【学生回答】（2）教师追问：那你知道我们手机中的软件是怎么进行情绪识别的吗？【学生回答，预设还是有学生能够说，但是无法清晰准确的描述基本过程】（3）教师引导语：老师今天也带来了一个人工智能的软件，他也跟你一样聪明，能够识别人的情绪，谁愿意来测试一下它？【学生举手】（4）【老师走下讲台，到学生前面，请学生站起来，做开心、伤心、平静的表情，老师使用智能火花软件系统识别学生的情绪】（建议老师进行屏幕投屏，这样可以让全班同学都看 到老师的屏幕中的结果）（5）教师引导语：看，我们的智能火花软件也能识别出来你的情绪，那你能再说说它是怎么做到识别你的情绪的吗？【学生I可答，引导学生思考刚才同学在
10、做表情的时候，眼睛都是 怎样的？啸巴都是怎样的？额头都是怎样的？】（6）教师点题，PPT出示情绪识别的一般过程。3、设计听话的情绪识别机（1）教师引导语：下面.，我们也来设计一个像智能火花一样的软件好不好？而且老师希望 大家做的这个软件比智能火花更强大，他还能够听我的口令，开始进行情绪的判断，并说出 来判断出来的情绪是怎样的（2）教师引导语：我们翻开AlSpark,今天我们一起来学习人脸识别程序集中的程序指令。（3）【教师边带着学生拖动程序指令，边讲解指令的功能，本节课教师带着学习的指令是 人脸属性分析、属性分析结果】（4）教师引导语：我们一起知道了有这样的程序指令可以用，能够识别我们的情绪，
11、那么我们怎么编程创作，实现这款软件，让他能够听到我的指令后，开始对我的表情进行识别， 然后说出我的表情呢？【学生回答，预设学生可以通过语言描述实现过程】（5）【教师PPT出示流程图，让同学根据语言描述，补充流程图中的空白】（6）教师讲解：我们在流程中看到了这样的一个结构，他用来表示我们说的如果那么.，如果不，那么.就是我们在程序设计中常用的选择结构。（7）教师引导：你能在我们的AlSpark程序指令集中找到对应的程序指令吗？【学生自己 寻找，并回答在什么地方找到】（8）教师引导：好了，那请同学们根据我们刚才的分析，尝试设计一款能听懂你的指令的 表情识别软件吧。（9）【学生实践操作，教师巡视，随
12、时解答学生的问题，鼓励学生之间相互帮助】4、我是创造家，你是评论家（1）教师引导语：好了，我们时间到，请大家提交自己的作品到老师布置的任务中。（2）【老师等待学生在线提交作业】 （3）教师引导语：那下面，你来当一当小老师，给其他同学的作品打打分吧。（4）【给同学时间进行在线的作品互评】（5）教师引导语：好的，我们的打分时间结束。下面我们请目前平均得分最高的同学，来 推销F他的表情识别软件。（6）【学生讲解自己的表情识别软件】（7）教师引导语：他推销完了自己的软件，下面我们请给他打分的同学，对他的推销讲解 进行点评。（8）【老师找到给这个同学评价的一位同学，请这位同学对刚才学生的讲解进行点评，引 导学生说出他做的好的，和有待改进的地方，给出合理的优化建议】5、课堂总结（1）教师引导语：本节课同学们都表现很棒，我们回顾下这节课学习的内容（2）【教师带着学生起回顾本节课的重点】（3）教师提问：同学们，我们自己也能设计表情识别机器了，你觉得人脸识别会给我们的 生活带来哪些便利？又会可能有什么危害？【学生回答】（4）教师引导语：请学生回去给爸妈演示下自己的情绪识别机，看看我们的软件能不能准 确识别爸妈的情绪，并且继续再优化下我们的情绪以别机的界面，并不能添加更丰富的功能。（5）教师引导语：本节课的内容到此结束，请大家退出AlSpark账号，有序离开机房。