2023-2024學年高中信息技術(shù)必修一滬科版（2019）第四單元項目九《了解手寫數(shù)字識別——體驗人工智能》說課稿一、課程基本信息

1.課程名稱：高中信息技術(shù)必修一滬科版（2019）第四單元項目九《了解手寫數(shù)字識別——體驗人工智能》

2.教學年級和班級：高中一年級

3.授課時間：2023-2024學年度第一學期第16周星期三第2節(jié)

4.教學時數(shù)：1課時（45分鐘）二、核心素養(yǎng)目標

1.信息素養(yǎng)：培養(yǎng)學生利用信息技術(shù)解決問題的能力，通過手寫數(shù)字識別的學習，提高學生對信息處理和利用的興趣，增強信息意識。

2.計算思維：引導學生理解手寫數(shù)字識別的原理，培養(yǎng)學生運用計算思維分析問題、設計算法的能力，以及利用編程實現(xiàn)人工智能應用的基本技能。

3.創(chuàng)新實踐：激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，鼓勵學生在掌握基本技能的基礎(chǔ)上，探索手寫數(shù)字識別的更多可能性，培養(yǎng)動手實踐和解決問題的能力。三、重點難點及解決辦法

重點：

1.手寫數(shù)字識別的基本原理。

2.使用編程工具實現(xiàn)手寫數(shù)字識別的基本操作。

難點：

1.理解并應用機器學習中的分類算法。

2.調(diào)試和優(yōu)化識別算法，提高識別準確率。

解決辦法：

1.對于手寫數(shù)字識別的基本原理，通過多媒體教學展示識別過程，結(jié)合實際案例講解，使學生直觀理解其工作原理。

2.對于編程工具的使用，通過分步講解和演示，讓學生跟隨操作，逐步掌握編程技能。

3.針對分類算法的理解，采用類比和生活中的例子幫助學生理解，并通過小組討論加深認識。

4.對于算法調(diào)試和優(yōu)化，引導學生通過實驗和測試，觀察不同參數(shù)對識別效果的影響，培養(yǎng)實驗思維和問題解決能力。同時，鼓勵學生分享優(yōu)化經(jīng)驗，共同提高識別算法的性能。四、教學方法與手段

教學方法：

1.講授法：通過詳細講解手寫數(shù)字識別的原理和算法，為學生提供系統(tǒng)的知識架構(gòu)。

2.實驗法：安排學生動手實踐，使用編程工具完成手寫數(shù)字識別的編程任務，增強實際操作能力。

3.討論法：組織小組討論，讓學生分享實驗過程中的發(fā)現(xiàn)和問題，促進思維碰撞和知識內(nèi)化。

教學手段：

1.多媒體教學：使用PPT和視頻資料，直觀展示手寫數(shù)字識別的過程和效果。

2.教學軟件：利用編程教學軟件，提供編程環(huán)境和示例代碼，幫助學生快速上手。

3.網(wǎng)絡資源：引導學生利用網(wǎng)絡資源，查詢相關(guān)資料，拓展學習視野，提高自主學習能力。五、教學過程

一、導入新課

1.老師通過展示一些手寫數(shù)字的圖片，引導學生觀察并思考：這些數(shù)字是如何被計算機識別的呢？

2.學生觀察圖片，積極思考，嘗試回答問題。

二、新課講解

1.老師簡要介紹手寫數(shù)字識別的基本原理，包括圖像預處理、特征提取、模型訓練等步驟。

a.學生認真聽講，理解手寫數(shù)字識別的基本原理。

2.老師詳細講解手寫數(shù)字識別的核心技術(shù)——卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）。

a.學生跟隨老師講解，了解CNN的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

3.老師通過案例演示，展示如何使用編程工具實現(xiàn)手寫數(shù)字識別。

a.學生觀察案例，了解編程工具的基本操作。

三、實驗操作

1.老師為學生提供實驗環(huán)境和示例代碼，引導學生動手實踐。

a.學生在實驗環(huán)境中輸入示例代碼，觀察程序運行結(jié)果。

2.老師指導學生進行以下操作：

a.學生調(diào)整示例代碼中的參數(shù)，觀察識別效果的變化。

b.學生嘗試優(yōu)化算法，提高識別準確率。

3.老師組織學生進行小組討論，分享實驗過程中的發(fā)現(xiàn)和問題。

a.學生積極參與討論，提出自己的觀點和疑問。

四、課文主旨內(nèi)容探究

1.老師引導學生思考：手寫數(shù)字識別在實際生活中有哪些應用？

a.學生結(jié)合實際，舉例說明手寫數(shù)字識別的應用場景。

2.老師講解手寫數(shù)字識別在金融、醫(yī)療等領(lǐng)域的具體應用。

a.學生了解手寫數(shù)字識別在不同領(lǐng)域的實際應用。

3.老師組織學生進行小組討論：如何將手寫數(shù)字識別技術(shù)應用于實際項目？

a.學生積極參與討論，提出自己的想法和方案。

五、課堂小結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課的主要知識點，強調(diào)手寫數(shù)字識別的原理和應用。

a.學生回顧所學內(nèi)容，鞏固知識點。

2.老師布置課后作業(yè)，要求學生結(jié)合所學內(nèi)容，完成一個手寫數(shù)字識別的小項目。

a.學生認真完成作業(yè)，將所學知識應用于實踐。

六、拓展延伸

1.老師鼓勵學生利用網(wǎng)絡資源，了解人工智能領(lǐng)域的其他應用。

a.學生自主查找資料，拓展學習視野。

2.老師組織學生參加人工智能相關(guān)的競賽或活動，激發(fā)學生的學習興趣。

a.學生積極參與競賽或活動，提高自己的實際操作能力。

七、課后輔導

1.老師在課后為學生提供輔導，解答學生在實驗過程中遇到的問題。

a.學生主動請教老師，解決自己在實驗中的困惑。

2.老師關(guān)注學生的實驗進度，及時給予指導和鼓勵。

a.學生在老師的指導下，不斷提高自己的編程能力和問題解決能力。

八、課程總結(jié)

1.老師總結(jié)本節(jié)課的學習成果，強調(diào)手寫數(shù)字識別在人工智能領(lǐng)域的重要性。

a.學生認識到手寫數(shù)字識別在實際應用中的價值。

2.老師鼓勵學生繼續(xù)探索人工智能領(lǐng)域，為未來的科技發(fā)展做出貢獻。

a.學生充滿信心，表示將繼續(xù)努力學習，為科技發(fā)展貢獻力量。六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《人工智能基礎(chǔ)與應用》

本書詳細介紹了人工智能的基本理論、技術(shù)和應用，包括機器學習、神經(jīng)網(wǎng)絡、自然語言處理等內(nèi)容，有助于學生更深入地理解手寫數(shù)字識別背后的技術(shù)原理。

-《Python深度學習》

該書以Python編程語言為基礎(chǔ)，深入講解了深度學習的各種技術(shù)和算法，包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN），適合對編程和深度學習有一定基礎(chǔ)的學生進一步學習。

-《機器學習實戰(zhàn)》

本書通過實際案例教授機器學習的算法和應用，包含大量代碼實現(xiàn)，適合學生在掌握了基本概念后，通過實踐加深對機器學習的理解。

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

-探索其他類型的圖像識別技術(shù)：除了手寫數(shù)字識別，還有許多其他的圖像識別技術(shù)，如人臉識別、物體識別等。學生可以查閱相關(guān)資料，了解這些技術(shù)的原理和應用。

-研究不同種類的神經(jīng)網(wǎng)絡：神經(jīng)網(wǎng)絡是人工智能領(lǐng)域的核心技術(shù)之一。學生可以學習不同的神經(jīng)網(wǎng)絡模型，如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡（RNN）、生成對抗網(wǎng)絡（GAN）等，并了解它們在圖像識別、自然語言處理等領(lǐng)域的應用。

-分析機器學習的數(shù)據(jù)集：機器學習的性能很大程度上取決于數(shù)據(jù)的質(zhì)量。學生可以研究不同的數(shù)據(jù)集，了解如何收集和預處理數(shù)據(jù)，以及如何通過數(shù)據(jù)增強技術(shù)提高模型的泛化能力。

-實現(xiàn)一個簡單的圖像分類器：學生可以嘗試使用Python和深度學習框架（如TensorFlow或PyTorch）實現(xiàn)一個簡單的圖像分類器，將所學知識應用于實際項目中。

-參與在線課程和比賽：鼓勵學生參加在線學習平臺上的相關(guān)課程，如Coursera、edX上的機器學習和深度學習課程，以及參加Kaggle等平臺上的圖像識別比賽，以實戰(zhàn)檢驗學習成果。

-創(chuàng)建個人項目：學生可以嘗試創(chuàng)建個人項目，如開發(fā)一個手寫數(shù)字識別的移動應用或Web服務，將所學知識轉(zhuǎn)化為實際的產(chǎn)品。

-閱讀學術(shù)論文：學生可以閱讀最新的學術(shù)論文，了解手寫數(shù)字識別和人工智能領(lǐng)域的最新研究進展，這有助于激發(fā)學生的研究興趣和創(chuàng)新思維。七、板書設計

1.手寫數(shù)字識別原理

①手寫數(shù)字識別流程：圖像采集→圖像預處理→特征提取→模型分類

②關(guān)鍵技術(shù)：卷積神經(jīng)網(wǎng)絡（CNN）

③識別效果優(yōu)化：參數(shù)調(diào)整、算法優(yōu)化

2.編程工具操作

①編程環(huán)境搭建：選擇合適的編程語言和開發(fā)工具

②示例代碼理解：理解示例代碼的結(jié)構(gòu)和功能

③代碼調(diào)試與優(yōu)化：通過修改代碼參數(shù)，優(yōu)化識別效果

3.實際應用場景

①手寫數(shù)字識別在金融領(lǐng)域的應用：支票識別

②手寫數(shù)字識別在醫(yī)療領(lǐng)域的應用：病歷識別

③手寫數(shù)字識別在教育與科研中的應用：學生作業(yè)批改、數(shù)據(jù)采集與分析八、反思改進措施

（一）教學特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實際案例進行教學，提高學生的學習興趣和實際操作能力。通過展示手寫數(shù)字識別在實際應用中的場景，讓學生更加直觀地理解其作用和意義。

2.引導學生進行小組合作學習，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力和溝通能力。在實驗操作和討論環(huán)節(jié)，鼓勵學生相互交流、分享經(jīng)驗，共同解決問題。

（二）存在主要問題

1.教學過程中，部分學生對編程知識掌握不足，導致實驗操作困難，影響學習效果。

2.在教學組織方面，課堂互動環(huán)節(jié)時間安排不夠充分，學生參與度有待提高。

3.教學評價方式較為單一，未能充分體現(xiàn)學生的綜合能力。

（三）改進措施

1.針對編程知識掌握不足的問題，可以在課前為學生提供一些編程基礎(chǔ)教程，讓學生在課前自主預習。同時，在課堂上加強編程技能的培養(yǎng)，安排更多時間讓學生動手實踐，提高編程能力。

2.為了提高學生的參與度，可以調(diào)整課堂互動環(huán)節(jié)的時間安排，確保每位學生都有機會發(fā)表自己的觀點。此外，可以引入更多互動性強的教學活動，如小組競賽、角色扮演等，激發(fā)學生的學習興趣。

3.在教學評價方面，可以嘗試多元化評價方式，如課堂表現(xiàn)、實驗報告、小組討論等。同時，關(guān)注學生的個性化發(fā)展，鼓勵學生在課堂上提出自己的見解和疑問，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。

4.加強與企業(yè)