人工智能三年级上《慧眼识人——应用机器视觉技术的学科融合教学》.docx

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融合创新应用教学案例设计方案

《慧眼识人——应用机器视觉技术的学科融合教学》

学校名称

执教老师

涉及学科

人工智能、信息科技、科学

教学对象

小学三年级

教材版本

广州市教育研究院编《人工智能》

课时数

1

一、案例设计背景与目的

2023年1月7日，在教育部科学技术与信息化司的指导下，中国人工智能学会承办了以“智能科学与技术交叉学科发展新机遇”为主题的“智行中国”系列论坛。中国新一代人工智能发展战略研究院执行院长龚克教授明确提出“人工智能为代表的智能科技是一个交叉学科群”。2023年3月，华东师范大学联合上海人工智能实验室编写发布的

《中小学人工智能课程指南》提出“人工智能学科具有多学科交叉性质，与数学和科学等基础学科紧密相关。人工智能课程的实施，需要融合多学科的知识与技术、覆盖各行业的应用形式、关注全社会中隐私保护、伦理道德等广泛议题，内聚成紧密关联的特有内容结构，努力提升学生对所学内容的整体理解与横纵迁移。”

基于人工智能作为交叉学科在课程目标上的跨学科属性，本课以广州市教育研究院主编的《人工智能》教材主题之一“人工智能应用”融入《义务教育课程方案（2022年版）》（以下简称为“2022版课程方案”）中跨学科主题学习模块，以及教育部等十八部门发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见（教监管〔2023〕2号）》所涉及的在教育“双减”中做好科学教育加法的各项措施，最终结合“基于问题的学习（PBL）”生成具体个案——以“慧眼识人：机器视觉技术的应用”组织人脸识别的学习内容。通过对机器视觉技术是利用计算机视觉和图像处理技术来模仿人类视觉感知和理解能力的分析，以解决劣构性问题为载体解释人脸识别的过程与原理，让学生始终处于问题解决

者、知识建构者的角色，引导他们科学、正确地认识机器视觉技术的应用与影响。其中，人工智能与信息科技和科学的密切联系如同学生需要了解物理光学和光学成像的基本原理，才能在机器视觉技术领域理解计算机视觉和图像处理技术是如何实现目标检测、人脸识别等功能一样，三者之间的联系不仅是在跨越学科知识层面上的表达，更是在素质

培养和社会发展上的体现。

二、教学理念（如基于问题的学习、个性化学习、探究性教学、分层教学等）

依据“2022版课程方案”的指引和夸美纽斯的直观原理，教学不应始于对事物的语言说明，而是始于对事物的观察。因而，注重学习要求的全面性，体现科学原理与实践应用的统一；强化数字化学习的认知基础，注重基本概念和基本原理学习。探索“场景分析-原理认知-应用迁移”的教学，从生活场景入手，引导学生发现问题、提出问题，在已有知识基础上分析、探究现象的机理，学习、理解相应科学原理，尝试用所掌握的原理解释相关现象或解决相关问题。

本课以“学生的学”为教学核心，以“立德树人”为课程价值观，注重激发学生开放、合作、协商和聚焦证据的行动意识，为他们的意义建构创设各种必要的条件和情境，让他们主动投入到实践探究的过程中，真正地实现情境化学习，而不是拘泥于教材或参考书所提供的材料；在促其积极参与人工智能技术支持的交互性、真实性问题解决学习的过程中，通过主体性、探索性、创造性地解决问题，将学科性知识、学问性知识和体验性知识在课内与课外有机地结合在一起，引导学生思考人工智能技术为人类社会带来的机遇和挑战、履行个人在数字社会中的责任和义务，并形成问题解决的意识与策略；最终在潜移默化的过程中，形成必备品格和关键能力，成长为有效的技术使用者、创新

的技术设计者和理性的技术反思者。

三、教材与教学内容分析（划分知识点）

本课源于广州市教育研究院主编的《人工智能》教材三年级上册。本册课程共分为四个部分，按照“认识智能技术”“了解广泛应用-掌握技术原理”“体验具体技术-编写简单程序”“感知编程魅力-联动编程与硬件、设计并实现技术”的逻辑组织教学内容。

本课内容出自第二部分《人工智能应用》第3课，主要教学内容为人脸识别的概念、人脸识别的应用、人脸识别过程与原理、人脸识别技术缺陷与使用伦理问题四个知识点。本课教学内容起到了承上启下的作用，承上主要体现在学生于第1课《走进人工智能技术》中认识了身边的人工智能技术，体验到了人工智能技术为生活、学习和工作带来的便利，其中，人脸识别即为学生体验的多种人工智能技术中的一种，本课选择人脸识别进行教学实现了对第1课教学内容的聚焦及具体化；启下主要体现为三年级下册第6课

《体验智能门》中需要学生根据人脸识别的原理编写简单的程序，拼装硬件，使得机器人具备人脸识别的功能，本课的内容为学生体验智能门奠定了知识基础。

四、教学目标（三维目标分类或学科核心素养分类）

核心素养是育人价值的集中体现，是学生通过学习逐步形成的正确价值观、必备品

格和关键能力。依据