第15课《面容钥匙显智能》教学设计人教版信息科技八年级全一册.docx

第15课面容钥匙显智能

课题

第三单元第15课

面容钥匙显智能

应到人数

实到人数

课型

新授课

备课时间

上课时间

教

材

分

析

本节课是八年级全一册中物联网实践与探索单元的重要课程，主要聚焦于人脸识别技术在刷脸开锁及物联考勤系统中的应用。人脸识别技术作为人工智能与物联网深度融合的典型代表，在现代智能家居、安防等领域发挥着关键作用。通过本节课的学习，学生能够深入了解人脸识别的原理和实现过程，掌握刷脸开锁功能的模拟实现方法，进而体会人工智能为生活带来的便捷与智能，同时为后续学习更复杂的智能物联网系统奠定基础，提升学生在物联网和人工智能交叉领域的实践能力和创新意识。

学

情

分

析

学生在之前的课程中已经学习了物联网的基本概念、MQTT协议、远程控制等相关知识，对物联系统的组成、数据传输和控制机制有了一定的了解，但对于人脸识别技术的原理、算法以及如何将其应用于物联网系统实现刷脸开锁等功能缺乏深入认识。他们具备一定的编程基础和逻辑思维能力，但在面对新的硬件设备（如摄像头在人脸识别中的应用）和复杂的功能实现（如人脸识别算法与物联网技术的融合）时，需要进一步学习和实践。

核

心

素

养

目

标

信息意识：学生能够通过学习刷脸开锁功能，深刻认识到人脸识别技术在智能家居和安防领域的重要性，增强对人工智能与物联网融合技术改善生活便利性的敏感度，主动关注人脸识别技术在其他场景中的应用，培养积极探索智能物联网技术提升生活品质的意识。

计算思维：引导学生思考如何优化刷脸开锁功能（如提高人脸识别准确率、加快开锁速度），理解其如何通过计算和编程技术实现更高效、智能的控制，提升计算思维在智能物联系统功能优化中的应用能力，培养运用计算思维解决物联网应用实际问题的意识，如改进人脸识别算法或优化MQTT服务器的配置。

数字化学习与创新：引导学生在拓展与提升活动中，发挥创意，设计物联考勤系统，通过实践活动培养创新思维和实践能力，如考虑考勤系统的功能需求、硬件选择、软件设计以及与物联网技术的结合方式，同时鼓励学生参与物联网相关的创新实践项目，提升学生在数字化环境下的创新实践精神。

信息社会责任：通过讨论人脸识别技术对社会生活的影响（如提高门禁安全性、优化考勤管理），培养学生的社会责任感，使其认识到物联网与人工智能技术在推动社会发展和改善生活质量方面的重要作用，鼓励学生积极关注物联网和人工智能技术的发展，为其合理应用和社会发展贡献力量，如宣传人脸识别安全知识，倡导智能、安全的物联网应用。

教学重点

掌握刷脸开锁功能的模拟实现方法，包括硬件连接（主控板、摄像头、舵机与计算机的连接）、软件设置（人脸识别平台的MQTT设置、服务器项目建立）、程序编写（判断识别人脸数据并控制舵机开锁的程序）以及功能测试（确保摄像头能够准确采集人脸数据、人脸识别准确且舵机正确转动开锁），能够熟练完成整个刷脸开锁功能的实现流程，提高学生的动手能力和实践应用能力。

教学难点

培养学生在刷脸开锁及物联考勤系统设计中的创新思维和综合应用能力，如在拓展与提升部分，引导学生设计物联考勤系统，涉及到系统需求分析、硬件选型、软件设计、数据传输与处理等多方面知识和技能的综合应用，提高学生解决实际问题的能力和创新能力，激发学生对物联网与人工智能技术创新应用的兴趣。同时，培养学生在设计和实现物联网应用时充分考虑信息安全和隐私保护的意识，使其能够有效防范人脸识别技术可能带来的数据安全风险。

教法

讨论交流、讲解法、演示法、任务驱动法

学法

交流讨论法、动手实践

教学准备

教师准备可联网的计算机

学生准备:预习本节课内容

教学过程

二次备课

三次备课

一、新课导入

回顾之前学习的门锁开锁方式（如传统钥匙开锁、刷卡开锁、远程控制开锁），提问学生：“随着科技的发展，现在有一种更加智能的开锁方式——刷脸开锁，你们知道它是如何实现的吗？”引发学生对刷脸开锁功能的兴趣。

展示一些刷脸开锁在智能家居、门禁系统等场景中的应用图片或视频，强调刷脸开锁为人们生活带来的便捷和安全，引出本节课的主题——面容钥匙显智能，让学生对即将学习的人脸识别技术和刷脸开锁功能充满期待。

二、讲授新课

学习活动1

组织学生分组观察小组成员的五官特点，引导学生仔细描述每个成员的眉毛（浓密、稀疏等）、眼睛（双眼皮、单眼皮等）、鼻子（高鼻梁、鹰钩鼻等）、嘴（厚嘴唇、薄嘴唇等）、脸型（圆脸、方脸、瓜子脸等）特征，并记录下来。通过这种方式，让学生从直观上感受人脸特征的多样性，为理解机器识别人脸的原理奠定基础。

引导学生将自己或小组成员不同角度的照片分别上传到人脸识别平台（如百度AI开放平台等提供的在线人脸识别服务），体验人脸识别功能。在上传照片过程中，提醒学生注意照