人臉識別教學(xué)案

一、教材簡析

本課選自浙江攝影出版社(2020版)六年級上冊第二單元“初識人工智能”第三課，遷移

對文字識別原理的理解，也是為語音識別過程和原理的理解做鋪墊，具有承上啟下的作用。

本課學(xué)習(xí)的是人工智能五大技術(shù)之一的人臉識別，通過“人臉識別的應(yīng)用”、“人臉識別的

體驗”、“人臉識別的過程”，幫助學(xué)生建立對人臉識別技術(shù)科學(xué)正確的認(rèn)識，了解人臉識

別技術(shù)的過程與原理。

二、學(xué)情簡析

作為典型的數(shù)字時期的原生代，六年級學(xué)生感受者科技給人類生活帶來的便利，人

臉識別近年來應(yīng)用于生活中的很多領(lǐng)域，作為新事物，人臉識別技術(shù)也是學(xué)生比較好奇的。

迫切需要了解人臉識別的過程和原理

四、學(xué)習(xí)目標(biāo)

(1)三維目標(biāo)

1.通過使用樹莓派編輯平臺體驗和制作簡單的人臉識別，了解人臉識別的過程與原理。

2.通過感受和分析人臉識別的應(yīng)用，感受人臉識別技術(shù)給生活帶來的便利，激發(fā)學(xué)生設(shè)計

制作人臉識別場景工具的興趣。

3.通過討論人臉識別技術(shù)的應(yīng)用與影響，感受人臉識別技術(shù)給生活帶來的便利，正確認(rèn)識

信息技術(shù)革命帶來的問題。

(2)核心素養(yǎng)指向

1.通過學(xué)會使用平臺和工具學(xué)習(xí)人臉識別，指向數(shù)字化學(xué)習(xí)。

2.通過討論與探究，能解釋人臉識別的過程與原理，能設(shè)計制作小程序人臉識別，指向計

算思維與創(chuàng)新能力。。

3.通過討論人臉識別的創(chuàng)新應(yīng)用與法律保護效應(yīng)，指向信息意識和信息社會責(zé)任。

教學(xué)重難點

重點：認(rèn)識人臉識別的過程，了解人臉識別的原理

難點：分析人臉識別應(yīng)用場景或者產(chǎn)品，設(shè)計應(yīng)用人臉識別的產(chǎn)品

或場景。

五、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：激趣導(dǎo)入，感知人臉識別(5min)

1.師播放視頻《人臉識別》

2.學(xué)生說一說在視頻中看到了什么技術(shù)？有哪幾個應(yīng)用場景？

揭題：《人臉識別》

設(shè)計意圖：激趣導(dǎo)入，通過簡短的人臉識別應(yīng)用視頻導(dǎo)入：刷臉入校園、刷臉簽到、學(xué)習(xí)行

為分析，初步感知人臉識別。

3.設(shè)疑：你在生活中還見過或了解人臉識別的哪些應(yīng)用？

4.學(xué)生回答人臉識別的應(yīng)用場景：人臉支付、身份驗證、美顏貼紙、情緒識別……

5.觀看一分鐘小視頻《人臉識別應(yīng)用》，深入了解人臉識別的應(yīng)用。

環(huán)節(jié)二：探究體驗，揭秘識別過程(8min)

學(xué)習(xí)任務(wù)：1.學(xué)生人臉識別英雄人物

2.師生共探

教師演示使用樹莓派編輯的小程序進行“人臉檢測”。

學(xué)生活動：

1.觀察人臉特征并猜測。

2.觀察人臉檢測小程序，思考計算機是如何認(rèn)出人臉的？

學(xué)生指導(dǎo)：通過教師展示，師生一起讀程序，引導(dǎo)學(xué)生理解計算機識別人臉的過程。

關(guān)鍵問題：

計算機又是如何識別人臉的呢？

設(shè)計意圖

通過人眼識別“抗疫英雄〃“航天英雄”“雜交水稻之父”，體驗計

算機識別人臉的過程，并且引導(dǎo)學(xué)生崇尚英雄，學(xué)習(xí)英雄。

環(huán)節(jié)三：識別原理細(xì)探究(9min)

在編輯平臺中有相應(yīng)的人臉識別指令積木，只有正確使用這些積木，計算機才能

識別出人臉信息。

任務(wù)一：找到下列指令在平臺中的具體位置

指令積木名稱己找到所在位置

“通過USB攝像頭拍一張照片”指令積木

E用USB短法T照片，分辨至為匚黎幅為“GS跳空”預(yù)覽f0方

“保存圖片”指令積木

/home/pi/imageTemp/tempjpg

“獲取人臉信息”指令積木

“人臉對比分析”指令積木

r進行人臉對比分析,設(shè)置第T圖片為-第一5長圖片路徑為

1設(shè)置第二張圖片為一n第二張圖片路徑為

“獲取人臉表情“指令積木

任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)：探究人臉識別的過程和原理學(xué)生活動：根據(jù)導(dǎo)學(xué)單交流完成人臉識別的過程。

學(xué)生指導(dǎo)：

教師結(jié)合學(xué)生回答及時反饋，幫助學(xué)生理解人臉識別的過程和原理。關(guān)鍵問題：計算機識別

人臉的一般過程是怎樣的呢？

設(shè)計意圖

循序漸進引導(dǎo)學(xué)生理解人臉識別的過程和原理，突破難點。

環(huán)節(jié)四：識別技術(shù)應(yīng)用多（18分鐘）

學(xué)生任務(wù)：1.人機比較判斷相似“IT風(fēng)云人物”照片，四人小組分工合作統(tǒng)計匯總數(shù)據(jù)。

2.探討人臉識別和圖像識別技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。學(xué)生活動：1.打開問卷星對比相似圖像填寫問

卷。2.體驗百度AI“人臉比對”卻“通用物體與場景識別”功能并分工合作匯總數(shù)據(jù)。3.

設(shè)計意圖

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注、思考新技術(shù)背后的安全問題，組織組內(nèi)互評，以評

促學(xué)。

六、設(shè)計理念

1.本課以PBL項目式學(xué)習(xí)開展教學(xué)，充分聯(lián)系教材體系，深入挖掘文本內(nèi)容，深度分析學(xué)生

心理認(rèn)知特點，設(shè)計“智能購物之旅”單元項目，通過拍攝學(xué)生實際生活中前去購物運用到

的各項人工智能技術(shù)，后續(xù)各課均以“智能購物之旅”中的一項人工智能技術(shù)深入分析，著

眼單元整體設(shè)計，落實單元綠色評價，引導(dǎo)學(xué)生觀念從整體到局部再聯(lián)系整體。2.以體驗式

認(rèn)知為途徑，搭建腳手架，設(shè)計學(xué)生學(xué)習(xí)單、課堂評價表等，以學(xué)生為中心，深入淺出，讓

學(xué)生在“做中學(xué)”、“做中思”，并設(shè)計多種形式的小組合作活動。3.技術(shù)線、知識線與德

育線并重，本課在設(shè)計時特別關(guān)注給予學(xué)生進行人臉識別體驗的圖片素材的選擇，選擇了

“抗疫英雄”和“IT風(fēng)云人物”等正能量的人物照片，引導(dǎo)學(xué)生崇尚英雄，刻苦學(xué)習(xí)，勇

于創(chuàng)新！

三、單元思路

五、教學(xué)過程

本課整體流程設(shè)計：

環(huán)節(jié)一：單元任務(wù)回顧（2分鐘）

學(xué)生活動：

回顧本單元的《造“物〃》主題，了解本節(jié)課在單元主題中的位置.

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

出示單元任務(wù)：

上節(jié)課設(shè)計了文字識別+”物〃，這節(jié)課，我們又要設(shè)計什么樣的人工智能技術(shù)+“物”呢？

設(shè)計意圖

回顧本單元的主題和目標(biāo)，了解本課在單元中的位置，引起學(xué)習(xí)的

好奇心。

環(huán)節(jié)二：生活情境導(dǎo)入（4分鐘）

學(xué)生活動:

1.觀察教師的行為，猜測教師的行為是使用人臉解鎖手機。

2.回憶人臉解鎖手機的過程，說一說我的問題。

3.知道本課要學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)是人臉識別。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.將手機屏幕面向?qū)W生，掃過幾個學(xué)生，直到在一個學(xué)生面前，手機自動解鎖。

2.引導(dǎo)學(xué)生提出問題。

預(yù)設(shè)學(xué)生回答：

①人臉解鎖用了什么技術(shù)？

②為什么這個同學(xué)能解鎖？

3.出示本課的課題。

關(guān)鍵問題：

回憶人臉解鎖手機的過程，你有什么問題要問？

設(shè)計意圖

創(chuàng)設(shè)生活情境一一手機人臉解鎖。學(xué)生思考，獲得問題，帶著問題去

探究、思考、設(shè)計。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

環(huán)節(jié)三：人臉識別的體驗及過程（15分鐘）

學(xué)生活動：

1.回憶體驗過程，看課本，思考人臉識別是什么？讓機器擁有了人的什么智能？

2.通過學(xué)生活動一：觀察圖片，猜猜機器會識別出什么結(jié)果？完成學(xué)習(xí)單"學(xué)生活動一〃

我的猜測這一列；學(xué)生活動二：體驗百度AI“人臉檢測”；將檢測的結(jié)果填入學(xué)習(xí)單。

3.觀察三張圖，思考如何區(qū)別大笑、微笑、不笑。

4.思考每個步驟，人臉識別是在做什么？

關(guān)鍵問題：

1.人臉識別是一種什么技術(shù)？

2.觀察大笑、微笑、不笑三張圖，哪些特征可以幫我們區(qū)分？

3.人臉識別的過程是什么？

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生通過提取關(guān)鍵字，結(jié)合AI的概念，理解人臉識別的溉念。

2.完成任務(wù)單中學(xué)生活動一和二，將不同學(xué)生的答案填入表格，對比。

3.引導(dǎo)學(xué)生辨別大笑、微笑、不笑，理解人臉識別的原理。

4.辨認(rèn)每個步驟的，人臉識別在做什么，總結(jié)人臉識別的過程。

設(shè)計意圖

通過人工智能的概念，理解人臉識別的概念。通過體驗百度AI人臉識別，尤其是學(xué)生

對比人眼識別與百度AI人臉識別的結(jié)果，深入體會人臉識別的過程和原理。

環(huán)節(jié)四：人臉識別應(yīng)用及設(shè)計（17分鐘）

學(xué)生活動：

1.回憶人臉識別在生活中的應(yīng)用。

學(xué)生回答。

2.分析人臉識別的應(yīng)用，思考該應(yīng)用的設(shè)計過程。

回答教師提問，一起回顧總結(jié)本節(jié)課知識要點和難點。

3.學(xué)生活動三：設(shè)計人臉識別+“物〃

每個學(xué)生在學(xué)習(xí)單中獨立完成，設(shè)計一個或者多個人臉識別+”物〃。

小組討論，以小組為單位展示本組作品。

關(guān)鍵問題：

1.在設(shè)計人臉識別+"物”之前，我們來看一下，人臉識別在生活中己經(jīng)有哪些應(yīng)用了？

2.這個應(yīng)用是將原來的什么東西加上人臉識別，改造出來的？

3.改造后有了什么新功能或者解決了哪些生活中的問題？

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生回憶生活中的人臉識別。預(yù)設(shè)：學(xué)生回答的應(yīng)用一般都是用于身份識別的。

其他功能，教師可以給一些圖片，引導(dǎo)學(xué)生回答。人臉識別應(yīng)用功能總結(jié)：身份驗證、判斷

人的行為、檢測人流量、人臉面部檢測等。

2.以一個應(yīng)用為例，引導(dǎo)學(xué)生思考這個應(yīng)用是將原來的什么東西，加上人臉識別，改造

出來的，改造后帶來了有哪些便利或解決了哪些生活的問題？

在學(xué)生的幫助下，完成表格的填寫。預(yù)設(shè)：閘機通道

3.收集優(yōu)秀設(shè)計案例，為14課造“物”做準(zhǔn)備。

設(shè)計意圖

學(xué)生通過了解、分析人臉識別的應(yīng)用，開闊設(shè)計思路，將所學(xué)融入

設(shè)計，用技術(shù)解決生活問題，培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)。設(shè)計過程中，先自己

思考，再小組風(fēng)暴，通過不同設(shè)計，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

環(huán)節(jié)五：評價總結(jié)（2分鐘）

學(xué)生活動：

1.聽教師講授人臉識別安全。

2.回顧本課學(xué)習(xí)的知識技能以及整個學(xué)習(xí)過程，填寫：第10課人臉識別自評表。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.有不法分子盜取人的人臉數(shù)據(jù)販賣，屬于犯法行為，在日常生活中要保護自己的個人

信息。

2.用問卷星發(fā)放、調(diào)查第10課人臉識別自評表。

設(shè)計意圖

教師通過講解人臉數(shù)據(jù)的重要性，幫助學(xué)生建立模糊的人工智能安

全與倫理，為15課人工智能安全與倫理的學(xué)習(xí)做鋪墊，培養(yǎng)學(xué)生信息

社會責(zé)任。

通過問卷星，快速收集學(xué)生在本課學(xué)習(xí)的情況，幫助學(xué)生回顧整理本課的收獲。

板書：

六、設(shè)計理念

本課總體設(shè)計思路，是從生活真實情境出發(fā)，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，建立問題解決模

型，再回歸生活，用技術(shù)解決生活中其他同類問題。

一、教學(xué)分析，制定項目化學(xué)習(xí)方案

通過教材解讀，分析本單元整體教學(xué)脈絡(luò)。本單元教材脈絡(luò)清晰，課與課之間的邏輯

結(jié)構(gòu)，類總分總。因此在制定本單元的項目學(xué)習(xí)方案時，依據(jù)教材脈玷，圍繞《造“物”》為

項目主題，制定項目化學(xué)習(xí)方案。

二、以生為本，打造活力課堂

本課主要以學(xué)生為中心，教師作為引領(lǐng)者和指導(dǎo)者，尤其在設(shè)計人臉識別+"物〃的環(huán)節(jié),

要求學(xué)生先獨立完成，培養(yǎng)學(xué)生獨自思考的習(xí)慣，再小組討論，開展小組合作學(xué)習(xí)。由于學(xué)

生個性差異等，這些差異，在合作學(xué)習(xí)過程中，才能發(fā)揮合作的魅力，才能碰撞出智慧的火

花，打造活力課堂。

三、先學(xué)后用，從問題解決到素養(yǎng)提升

基于項目化學(xué)習(xí)，從生活”手機人臉解鎖〃中發(fā)現(xiàn)問題，到學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和技能，建立問

題解決模型，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維。將所學(xué)用于設(shè)計人工智能+"物"，即間接地了解了學(xué)生

對本課所學(xué)知識的掌握情況，又達(dá)到了將所學(xué)運用于生活實際，培養(yǎng)學(xué)生“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)

新"素養(yǎng)。在本課結(jié)束之前，通過人臉識別安全講解，培養(yǎng)學(xué)生信息社會責(zé)任。

一、教材簡析

人臉識別是數(shù)字化生活的體現(xiàn)，給人們的生活帶來了便捷。探秘人臉識別，了解人臉識

別的基本原理，以學(xué)生的感受和體驗為主，弱化對知識的講解，以培養(yǎng)學(xué)生的計算思維為重

點。

人臉識別教材結(jié)構(gòu)分為：應(yīng)用，體驗，過程（原理）三部分。

應(yīng)用：身份證驗證、人流量統(tǒng)計、駕駛行為分析、人臉檢測等。

體驗：人臉檢測、人臉情緒檢測、人臉相似度比對等。

過程（原理）：圖像采集一一人臉定位一一特征提取一一特征比對（人臉資源庫）一一

輸出結(jié)果。

二、學(xué)情簡析

六年級的學(xué)生體驗過生活中一些高科技，對科技給人類生活帶來的便利性稍有了解，但

其背后的原理卻知之甚少。同時，六年級的學(xué)生對電影、生活中的一些科技充滿好奇。人臉

識別近年來應(yīng)用于生活中的很多領(lǐng)域，作為新事物，人臉識別技術(shù)也是學(xué)生比較好奇的。

三、單元思路

四、學(xué)習(xí)目標(biāo)

（-）三維目標(biāo)

1.通過全班交流和小組合作學(xué)習(xí)課件素材，了解人臉識別技術(shù)的應(yīng)用與影響。

2.會用人臉識別開放平臺或工具，識別人臉，解決身邊的問題。

3.通過對人臉識別過程與原理的解析，科學(xué)正確認(rèn)識人臉識別技術(shù)。

（二）核心素養(yǎng)指向

1.通過多次人臉識別技術(shù)的體驗，探索人臉識別的規(guī)律，分析原理，培養(yǎng)思維能力。

2.在合作中交流中，發(fā)現(xiàn)人臉識別的本質(zhì)與核心，正確看待人工智能，建立正確觀念。

教學(xué)重難點

重點：會用人臉識別開放平臺或工具，識別人臉，解決問題。

難點：認(rèn)識人臉識別的過程與原理。

五、教學(xué)過程

環(huán)節(jié)一：通用物體與場景識別：我是知識達(dá)人

學(xué)習(xí)任務(wù)：

遷移上節(jié)課體驗百度Al”文字識別〃功能的知識，讓學(xué)生體驗百度AI中的圖像識別，引

導(dǎo)學(xué)生感受人工智能技術(shù)，引出課題人臉識別。

學(xué)生活動：

1.根據(jù)出示計算機發(fā)展史上的名人，說一說他們的名字。

2.遷移“文字識別”體驗的知識，進行公眾人物杳詢的體驗。

3.打開scratch作品，完成知識闖關(guān)“認(rèn)識計算機發(fā)展史名人”。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生利用百度AI,體驗公眾人物查詢。

2.通過體驗評價，學(xué)生發(fā)現(xiàn)特性，說出課題：人臉識別。

關(guān)鍵問題：

1.我要用百度AI中圖像技術(shù)來識別這些人物，我們該怎么操作呢？

2.為什么百度AI能通過圖片就能知道這張照片的人物名稱呢？

設(shè)計意圖

認(rèn)識計算機發(fā)展史名人，拓展學(xué)生知識面，參與活動，以體驗的方

式引起學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣。

環(huán)節(jié)二：人臉檢測與屬性分析：我是火眼金睛

學(xué)習(xí)任務(wù):

初步體驗人臉識別過程，探索人臉識別技術(shù)的功能，觀察人臉檢測過程的每個細(xì)節(jié)。理

解五官特征對人臉識別的重要性。

學(xué)生活動：

1.進入scratch作品闖關(guān)“眼刀大比拼〃，把自己猜測計算機發(fā)展史名人拍攝這張照片時

的年齡和顏值填寫進入，獲取猜測準(zhǔn)確率。

2.請同學(xué)們通過人臉識別中的人臉檢測來確定名人的年齡和顏值，體驗過程中仔細(xì)觀

察人臉檢測過程的每個細(xì)節(jié)。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.指導(dǎo)學(xué)生用scratch作品對名人的拍攝照片時的年齡及顏值進行猜測，獲取準(zhǔn)確率。

2.匯總準(zhǔn)確率高的同學(xué)猜測的想法，進行小結(jié)，初步了解人臉識別過程。

3.引導(dǎo)學(xué)生利用百度AL體驗人臉識別中的“人臉檢測”功能。

關(guān)鍵問題：

1.我們通過“通用物體與場景識別”了解了這些名人，他們拍攝這張照片時的年齡和顏值

又是怎樣的？

2.你是通過哪些細(xì)節(jié)來判斷名人的年齡及顏值，獲得這么高的準(zhǔn)確率？

3.人臉檢測過程該怎么操作？

設(shè)計意圖

學(xué)生通過游戲的形式，猜一猜，驗證自己的準(zhǔn)確率，體驗人臉檢測

的過程，觀察人臉檢測過程的每個細(xì)節(jié)。會用人臉識別開放平臺或工具，

識別人臉，解決身邊的問題。

環(huán)節(jié)三：人臉對比：我是尋人高手

學(xué)習(xí)任務(wù)：

再次體驗人臉識別過程，探索人臉識別技術(shù)的功能，感受人臉識別應(yīng)用多，會用人臉識

別開放平臺，識別人臉，解決身邊的問題。

學(xué)生活動：

以小組為單位，選一位名人為標(biāo)準(zhǔn)，在班級里尋找和他最相似的臉。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生開展活動一一尋找與計算機名人最相似的臉。

2.小結(jié)獲勝組快速找到最相似的臉的細(xì)節(jié)。

3.引導(dǎo)學(xué)生利用百度AI,體驗人臉識別中的“人臉對比〃功能。

關(guān)鍵問題：

1.以小組為單位，選一位名人為標(biāo)準(zhǔn)，在班級里尋找和他最相似的臉，在規(guī)定時間3

分鐘內(nèi)，哪個組找到的臉最相似，哪個組就獲勝？

2.小組合作交流使用“人臉對比”功能。

3.請獲勝組講講如何快速找到最相似的臉。

設(shè)計意圖

以比賽的形式，學(xué)生使用人臉識別開放平臺或工具，識別人臉，解

決身邊的問題，體驗人臉對比。

環(huán)節(jié)四：人臉情緒檢測：我是演技大姮

學(xué)習(xí)任務(wù)：

通過不同方式的人臉識別體驗，感受人臉識別應(yīng)用多，使用不同的人臉識別平臺和工具,

識別人臉，解決身邊的問題。

學(xué)生活動：

體驗慧編程作品“演技大比拼"，根據(jù)作品提示操作，獲取自己表情最后得分。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

1.引導(dǎo)學(xué)生體驗慧編程作品“演技大比拼”。

2.了解人臉識別中的“人臉情緒檢測〃功能。

關(guān)鍵問題：

請班級演技大師說一說是如何獲取表情高分？

設(shè)計意圖

通過體驗慈編程作品“演技大比拼”活動，了解體驗不同的人臉識別

的工具，感受到人臉識別應(yīng)用多。

環(huán)節(jié)五：人臉識別的過程：我是獲取信息能手

學(xué)習(xí)任務(wù)：

通過對人臉識別過程與原理的解析，科學(xué)正確認(rèn)識人臉識別技術(shù)。

學(xué)生活動：

1.體驗小結(jié)，說出在體驗人臉識別過程中發(fā)現(xiàn)的人臉識別的過程或原理。

2.觀看視頻，理解記錄人臉識別的過程或原理。

3.完成scratch關(guān)于人臉識別的過程或原理的知識檢測。

學(xué)習(xí)指導(dǎo)：

引導(dǎo)學(xué)生說出部分人臉識別過程與原理。

關(guān)鍵問題：

通過幾次的人臉識別的體驗，你知道人臉識別需要哪些過程與原理？

設(shè)計意圖

了解“人臉識別過程〃體驗人臉識別的原理，完成scratch作品知識檢

測，思考討論并回答教師問題，對人臉識別過程與原理進行解析，科學(xué)

正確認(rèn)識人臉識別技術(shù)。